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辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2025年第03期:基于XT-DIC的冻融裂隙砂岩裂纹扩展规律及损伤演化特征

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张春阳;胡凯兵;赵尔丞;谭涛;

单位:武汉理工大学资源与环境工程学院;金属矿山安全与健康国家重点实验室;中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司;兰州有色冶金设计研究院有限公司;

摘要:针对冻融循环作用下寒区岩石易发生力学性能劣化问题,结合单轴压缩试验以及三维数字图像技术(XT-DIC),研究冻融损伤后完整和预制裂隙倾角分别为0°、45°、90°的砂岩试件的力学行为和破坏特征。研究结果表明:预制裂隙和冻融循环作用会显著劣化砂岩的力学性能,且冻融试件的损伤累积显著滞后于未冻融试件;峰值强度与冻融次数呈线性负相关,表观刚度与冻融次数呈指数负相关,裂纹扩展所需时间与冻融次数呈正相关;在单轴压缩下裂纹主应变的演化经历近似水平变化、缓慢增长、急剧增长3个阶段,试件最终破坏模式主要受预制裂隙倾角影响。研究结果可为寒区岩体工程设计提供参考。

关键词:冻融循环;;单轴压缩;;预制裂隙砂岩;;数字图像技术;;裂纹扩展规律;;损伤演化特征

基金资助:国家自然科学基金项目(52174088)