岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (11): 2993-3002.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0046

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

酸性干湿循环下充填节理岩石劣化性能试验研究

柴少波1, 2,宋浪1,刘欢1,阿比尔的2,柴连增1   

  1. 1. 长安大学 建筑工程学院,陕西 西安 710064;2. 重庆交通大学 水利水运工程教育部重点实验室,重庆 400074
  • 收稿日期:2022-01-10 修回日期:2022-07-13 出版日期:2022-11-11 发布日期:2022-11-29
  • 通讯作者: 宋浪,男,1998年生,硕士研究生,主要从事节理岩石力学特性方面的研究工作。E-mail:songlang0712@163.com E-mail:shbchai@chd.edu.cn
  • 作者简介:柴少波,男,1989年生,博士,副教授,主要从事岩石动力学方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(No. 42172302, No. 41902277);水利水运工程教育部重点实验室开放基金资助项目(No. SLK2021A04);西安市科协青年人才托举计划项目(No. 095920201327)。

Experimental study on deterioration characteristics of filled jointed rock under dry-wet cycles in acidic environment

CHAI Shao-bo1, 2, SONG Lang1, LIU Huan1, ABI Erdi2, CHAI Lian-zeng1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Chang’ an University, Xi’an, Shaanxi 710064, China; 2. Key Laboratory of Hydraulic and Waterway Engineering of the Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China
  • Received:2022-01-10 Revised:2022-07-13 Online:2022-11-11 Published:2022-11-29
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (42172302, 41902277), the Key Laboratory of Hydraulic and Waterway Engineering of the Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University (SLK2021A04) and the Young Talent Promotion Project of Xi 'an Association for Science and Technology (095920201327).

摘要: 为探究酸性干湿循环作用对充填节理岩石的损伤劣化规律,首先对预制充填节理岩石进行酸性和中性环境下不同次数的干湿循环前处理,再采用万能试验机和分离式Hopkinson杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)装置对其进行单轴压缩试验和动态冲击试验,对充填节理岩石纵波波速、静态抗压强度以及动态抗压强度的劣化效应进行分析,并进一步分析酸性和中性环境干湿循环作用下充填节理岩石动态冲击的破坏形态。结果表明,随着干湿循环次数的增加,无论是酸性环境还是中性环境,充填节理岩石的波速值、静态抗压强度以及动态抗压强度不断减小,劣化程度不断加剧,其中酸性干湿循环作用对静态抗压强度的劣化最显著;此外发现干湿循环作用下充填节理岩石静态、动态抗压强度与波速值之间均存在一致性较强的线性关系;酸性环境干湿循环作用下充填节理层粉化程度和两侧岩石破碎程度更严重。研究成果可为酸性环境干湿循环作用下工程岩体稳定性分析提供科学依据。

关键词: 充填节理, 酸性环境, 干湿循环, 劣化效应, 动力特性

Abstract: In order to explore the damage characteristics of filled jointed rocks under dry-wet cycles in acidic environment, some experimental studies are carried out in the present study. Firstly, the prefabricated filled jointed rock samples are treated with different number of dry-wet cycles under acidic and neutral environments. Then, the uniaxial compression test and dynamic impact test are carried out by universal testing machine and split Hopkinson pressure bar (SHPB) device. Accordingly, the degradation effects of longitudinal wave velocity, static compressive strength and dynamic compressive strength of the filled jointed rock under the action of dry and wet cycles in acidic and neutral environments are analyzed. The results show that the wave velocity, static compressive strength, and dynamic compressive strength of the filled jointed rock continue to decrease, and the degree of deterioration continues to increase with the increase in the number of wet and dry cycles, whether in acidic or neutral environments. The static compressive strength deteriorates most obviously under acid dry-wet cycling. In addition, it is found that there are linear relationships between the static and dynamic compressive strengths and wave velocity values of the filled jointed rocks subjected to dry-wet cycles; the degree of pulverization of the joint filling layer and the degree of rock fragmentation on both sides are more serious under the dry-wet cycles in acidic environment. The research results can provide a scientific basis for the stability analysis of engineering rock mass under the action of dry-wet cycles in an acidic environment.

Key words: filled rock joint, acidic environment, dry-wet cycle, degradation effect, dynamic compression properties

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[1] 李源, 魏明俐, 刘磊, 威巍, 陈亿军, . 纤维加筋高钙地聚物固化高黏尾砂的 强度特性及机制分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 43-53.
[2] 丁扬, 熊晔, 陈孜孜, 吴晓寒, 王小波, . 灌注桩动力特性试验与数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 640-646.
[3] 孟凡丽, 娄桢桢, 葛威, . 长期循环荷载下卸荷粉土动力特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 383-388.
[4] 刘新喜, 李玉, 范子坚, 李盛南, 王玮玮, 董蓬, . 干湿循环作用下单裂隙炭质页岩能量演化与 破坏特征研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1761-1771.
[5] 陈锐, 张星, 郝若愚, 包卫星. 干湿循环下地聚合物固化黄土强度 劣化机制与模型研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1164-1174.
[6] 许健, 武智鹏, 陈辉, . 干湿循环效应下玄武岩纤维加筋黄土 三轴剪切力学行为研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 28-36.
[7] 刘俊新, 唐伟, 李军润, 张建新, 郭招群, 陈龙, 刘育田, . 高温及碱性条件对高庙子钠基膨润土膨胀力的影响[J]. 岩土力学, 2021, 42(8): 2160-2172.
[8] 刘越, 陈东霞, 王晖, 于佳静, . 干湿循环下考虑裂隙发育的残积土边坡响应分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1933-1943.
[9] 王柳江, 刘斯宏, 赵志杰, 沈超敏, 鲁洋. 土工袋界面动力特性的循环直剪试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1625-1634.
[10] 邓华锋, 方景成, 李建林, 李冠野, 齐豫, 许晓亮. 水-岩和循环加卸载次序作用下 砂岩动力特性损伤演化规律[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 343-351.
[11] 郝延周, 王铁行, 程磊, 金鑫, . 考虑干湿循环影响的压实黄土结构性本构关系[J]. 岩土力学, 2021, 42(11): 2977-2986.
[12] 胡智, 艾聘博, 李志超, 马强, 李丽华, . 干湿循环−动荷载贯序耦合作用下压实粉质 黏土电阻率演化规律[J]. 岩土力学, 2021, 42(10): 2722-2732.
[13] 刘俊东, 唐朝生, 曾浩, 施斌. 干湿循环条件下黏性土干缩裂隙演化特征[J]. 岩土力学, 2021, 42(10): 2763-2772.
[14] 王家全, 畅振超, 唐毅, 唐滢, . 循环荷载下加筋砾性土填料的动三轴试验分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2851-2860.
[15] 商拥辉, 徐林荣, 蔡雨, . 浸水环境下重载铁路改良土路基动力特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2739-2745.
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[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲,门玉明,彭建兵,黄强兵,刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超,冯夏庭,陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊,姜永东,鲜学福,罗 云,张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .