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硅酸盐通报2026年第02期:路基中粒砂岩在差速疲劳荷载作用下的变形与能量演化特征

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘高喜;吴云峰;刘永亮;刘勇;

单位:河南应用技术职业学院智能建造与设计学院;北京科技大学资源与安全工程学院;河南工业大学土木工程学院;

摘要:为揭示路基中粒砂岩在差速疲劳荷载作用下的力学响应机制,本文通过室内试验研究了三种加载模式(慢加快卸、等速加卸载、快加慢卸)下砂岩的变形特征与能量演化规律。试验采用MTS 322岩石力学测试系统,对试样进行分级循环加载,分析了试样的峰值应变、残余应变及能量耗散的动态变化。结果表明:不同加载模式下,砂岩应变表现稳定,残余应变与循环阶段变形差接近;慢加快卸模式峰值应变最大,快加慢卸模式峰值应变最小,残余应变初期因内部缺陷压密呈对数增长,后续随最大循环应力线性增加。输入能与弹性能随循环次数阶梯式上升,慢加快卸模式下耗散能增速显著高于其他模式;单个循环级中首个循环耗散能较高,均值耗散能与最大循环载荷呈指数关系。耗散能比随循环次数波动并逐渐收敛,其变化与材料内部损伤不均匀性及加载应力波动密切相关。研究揭示了加载速率对砂岩疲劳性能的影响机制,为道路基层材料选择与结构优化提供了理论依据。

关键词:中粒砂岩;;差速疲劳荷载;;力学特性;;峰值应变;;残余应变;;能量耗散

基金资助:国家重点研发计划项目(2022YFC3004601)