温湿循环作用对三峡库区岸坡粉砂质泥岩力学特性及能量演化的影响研究

摘要

三峡库区岸坡表层岩体的风化特性及其稳定性受温度和湿度等气候环境显著影响.为了研究温湿循环作用对三峡库区岸坡粉砂质泥岩的劣化效应,将其加工后的标准岩石试样进行不同循环次数的温湿循环作用,然后测试其单轴压缩力学性能,分析其应力-应变曲线、强度、变形、破裂特征及能量特征.结果表明,随着粉砂质泥岩试样受温湿循环作用的次数从0增加到5,其单轴抗压强度、弹性模量、变形模量、总能量、可释放弹性能及其占比均与温湿循环作用次数呈近似的线性负相关关系,降幅分别达到49.21％、53.11％、57.78％、42.29％、58.7％和32.45％;而消耗能及其占比与温湿循环作用次数近似呈正相关关系,增幅分别达到80.86％和215.27％.细观上,温湿循环作用使粉砂质泥岩颗粒间的黏结力降低,从而使其颗粒间发生破坏时的强度减小、脆性增加、黏性降低,其变化幅度与温湿循环次数呈正相关关系;同时,颗粒间黏结力降低幅度在岩体内不是均匀分布的,而是由表及里呈一定的梯度变化,越靠近表面,其降低幅度越大.从而使得岩石试样在单轴压缩变形破坏过程中易于产生横向膨胀的张拉型翼裂纹或斜向的张拉-剪切混合型翼裂纹,岩块破碎,宏观上表现出脆性降低,塑性增加的劣化特征.