本文關(guān)鍵詞： 巖石力學(xué) 凍巖 未凍水含量 有效凍脹力 凍脹變形　出處：《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2016年10期 　論文類(lèi)型：期刊論文

【摘要】：寒區(qū)巖石在季節(jié)性溫度變化下會(huì)經(jīng)歷凍脹融縮過(guò)程,研究低溫巖石中未凍水含量以及凍脹變形規(guī)律是進(jìn)行寒區(qū)工程數(shù)值仿真和穩(wěn)定性分析的關(guān)鍵問(wèn)題。巖石是不同于土體的脆性多孔介質(zhì)材料,孔隙中的未凍水含量還無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量;基于累計(jì)孔隙體積分布規(guī)律,考慮孔隙水的凍結(jié)點(diǎn)變化和未凍水膜的影響建立低溫巖石未凍水含量理論表達(dá)式,實(shí)例證明該計(jì)算式具有較高的可靠度。假定巖石為彈性孔隙介質(zhì),基于孔隙冰與巖石孔隙間的膨脹耦合關(guān)系可計(jì)算冰壓力;利用應(yīng)變等價(jià)原理將孔隙中的冰壓力等效為巖石表面的三向拉應(yīng)力,從而根據(jù)彈性理論建立了有效凍脹力下低溫飽和巖石凍脹變形模型。結(jié)果表明飽和巖石低溫凍脹變形與巖石基質(zhì)的力學(xué)參數(shù)、巖石孔隙率以及未凍水含量等因素有關(guān)。最后通過(guò)與2個(gè)已有的室內(nèi)凍脹變形實(shí)驗(yàn)對(duì)比,說(shuō)明本文凍脹變形模型的正確性以及實(shí)用性。
[Abstract]:Rock in cold region will undergo frost heaving and thawing process under seasonal temperature change. The study of unfrozen water content and frost heave deformation in low temperature rock is the key problem of numerical simulation and stability analysis in cold zone engineering. Rock is a brittle porous medium material different from soil mass. The content of unfrozen water in pore can not be measured directly by experiment. Based on the law of cumulative pore volume distribution, the theoretical expression of unfrozen water content in low temperature rock is established considering the change of freezing point of pore water and the influence of unfrozen water film. Examples show that the formula has high reliability. Assuming that the rock is elastic pore medium, ice pressure can be calculated on the basis of the expansion coupling relationship between pore ice and pore. According to the principle of strain equivalence, the ice pressure in the pore is equivalent to the triaxial tensile stress on the rock surface. According to the theory of elasticity, the model of frost heave deformation of saturated rock at low temperature under effective frost heaving force is established, and the results show that the mechanical parameters of rock matrix and rock heave deformation at low temperature are obtained. The porosity of rock and the content of unfrozen water are related. Finally, the correctness and practicability of this model are proved by comparing with two indoor frost heave deformation experiments.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;武漢大學(xué)巖土與結(jié)構(gòu)工程安全湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(41130742);國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(41302237)~~
【分類(lèi)號(hào)】：TU445
【正文快照】： 寒區(qū)隧道建設(shè),低溫液化氣儲(chǔ)存以及寒區(qū)巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性等都會(huì)涉及到巖土體的凍融損傷問(wèn)題[1-3]。低溫下巖石孔隙中會(huì)發(fā)生水冰相變產(chǎn)生凍脹力從而引起孔隙的膨脹變形,而巖石基質(zhì)在低溫下會(huì)發(fā)生收縮,總體表現(xiàn)為巖石的低溫凍脹變形。土體凍脹研究是一個(gè)世界性的科學(xué)問(wèn)題,土質(zhì)路

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本文編號(hào)：1446054