岩石冻融力学实验及损伤扩展特性

来源期刊：中国矿业大学学报2011年第1期

论文作者：张慧梅 杨更社

文章页码：140 - 296

关键词：岩石;冻融循环;损伤劣化;力学特性;耦合;

摘    要：通过红砂岩和页岩两种岩石饱水后的冻融力学实验,系统研究了岩性及冻融循环等对岩石损伤力学特性的影响;充分考虑岩石细观结构的非均匀性,运用宏观唯象损伤力学和非平衡统计的概念和方法,得到了冻融受荷岩石的损伤演化方程;应用推广后的应变等价原理,对不同冻融次数下受荷岩石应力与应变的变化规律,得到统一的损伤扩展本构关系;探讨了岩石材料细观结构损伤及其诱发的材料宏观力学行为.研究表明:岩石的冻融损伤劣化模式为:剥落模式、断裂模式和裂纹模式;冻融循环导致岩石物理力学性能的不可逆劣化;材料内部初始的细观差异经过损伤的非线性演化,表现出终态的宏观差异;冻融与荷载的耦合效应使总损伤有所弱化;损伤模型预测的岩石损伤特性符合实际冻融破坏状况.