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中国铁道科学2025年第01期:冻融循环作用下灰岩和石英岩力学特性及损伤本构模型试验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘先峰;王通;李建国;袁胜洋;侯召旭;张俊;

单位:西南交通大学土木工程学院;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室;新疆工程学院土木工程学院;四川铁道职业学院铁道工电学院;

摘要:针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应变曲线,基于Lemaitre平面应变理论和统计理论,将冻融循环作用产生的损伤效应耦合到损伤本构模型中,考虑压密段的影响,根据岩石的损伤本构方程和试验曲线特点分2段拟合本构方程。结果表明:冻融循环作用更易加剧高孔隙率灰岩的风化;随着冻融次数的增加,灰岩和石英岩的抗压强度均服从指数衰减;模型曲线的峰值点与试验曲线的峰值点较为接近,分段损伤本构模型与试验得到的曲线吻合较好,该损伤本构模型以及参数选取是正确可靠的。

关键词:岩石工程;;冻融循环;;力学特性;;能量演化;;损伤本构模型

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52078432,52168066);; 新疆维吾尔自治区自然科学基金青年基金资助项目(2022D01B134);; 中央引导地方科技发展专项资金资助项目(ZYYD2023B02);; 中铁第一勘察设计院集团有限公司科研项目(院科20-06)