不同含水率冻结砂岩强度特性及强度强化机制

刘波^1,2，孙颜顶¹，袁艺峰¹，刘学成¹，白鑫涛¹，方天净¹

1. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院2. 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

摘 要：以西部地区富水砂岩为研究对象,研究了不同初始含水率冻结砂岩的强度特性.结果表明:含水砂岩试样的单轴抗压强度随冻结温度的降低而线性增长,但其强度增长率随初始含水率的增加先升高后降低;岩石裂纹起裂应力是岩石从弹性变形阶段发展到裂纹稳定扩展阶段的应力阈值,冻结砂岩的起裂应力随初始含水率的增加和冻结温度的降低而增大;在初始含水率为7%,冻结温度低于-15℃时,砂岩冻融后小于10μm孔径的孔隙数量增加较为明显;基于以上试验成果,提出了不同初始含水率冻结岩石的2类强度强化机制:不考虑冻胀损伤的强度强化机制和考虑冻胀损伤的强度强化机制.

关键词：含水率;冻结温度;核磁共振;孔隙分布;