›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (9): 2539-2550.doi: 10.16285/j.rsm.2017.09.010
刘 杰,雷 岚,王瑞红,王 飞,王 连,肖 蕾
LIU Jie, LEI Lan, WANG Rui-hong, WANG Fei, WANG Lian, XIAO Lei
摘要: 采用不会造成较大附加损伤的近似无损低应力水平加、卸载的方法,开展了考虑时间效应的冻融循环作用试验。在试验成本受限的情况下大幅度地降低了试验所需的岩样数。较常规试验方法,在试验岩样数不变的前提下,无需因岩样的离散性而进行主观地筛选数据,从而使得有效数据增多。随着冻融循环周期数增加,岩样表面孔隙及微裂隙不断扩大并出现软化层,裂纹加深,颗粒脱落程度加剧,发生片落、剥蚀,水分向岩石内部迁移,冻融损伤程度由内向外逐渐加深,并研发滴定技术定量标定了这种层进式损伤。进一步分析不同冻融循环周期数下岩样在不同上限应力循环作用下的动力响应变化规律。研究显示,阻尼比、阻尼系数及动泊松比均与冻融循环周期数呈线性递增的关系,动弹性模量与冻融循环周期数呈线性递减的关系;阻尼比、动泊松比均与幅值应力呈线性递减的关系,动弹性模量与幅值应力呈线性递增的关系。给出了阻尼比、动泊松比、阻尼系数、动弹性模量相互之间的定量关系,可通过一种参数的变化规律,预测另一种参数的变化趋势。在有限的试验条件、试验次数下,可有效地精简试验所需检测的参数。幅值应力越大,加、卸载转换时岩样弹性变形响应越迅速,不可逆变形越小,在同一幅值应力的情况下所吸收的能量减少。随着冻融循环周期数的增加,循环加、卸载前岩样的斜坡加载段逐渐变长,应力-应变曲线斜率逐渐变小;循环加、卸载后,不同加、卸载幅值应力下的每个周期中首次达到应力上限时岩样的轴向应变与冻融周期数呈线性关系,说明在冻融循环作用下,岩样孔隙率逐渐变大,密实程度降低,岩样有逐步软化的趋势。当幅值应力较大时,岩样的塑性累积量与冻融周期数呈指数型关系加速递增;当幅值应力较小时,岩样的塑性累积量与冻融周期数呈线性关系匀速递增;说明幅值应力会带来显著的加速劣化效果。
中图分类号:
TU 458+.3
[1] | 蒋长宝, 魏 财, 段敏克, 陈昱霏, 余塘, 李政科, . 饱水和天然状态下页岩滞后效应及阻尼特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1799-1808. |
[2] | 孙静, 公茂盛, 熊宏强, 甘霖睿, . 冻融循环对粉砂土动力特性影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 747-754. |
[3] | 高峰, 曹善鹏, 熊信, 周科平, 朱龙胤, . 冻融循环作用下受荷青砂岩的脆性演化特征[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 445-452. |
[4] | 张峰瑞, 姜谙男, 杨秀荣, 申发义. 冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 509-519. |
[5] | 梁珂, 何杨, 陈国兴, . 南沙珊瑚砂的动剪切模量和阻尼比特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 23-31. |
[6] | 芮圣洁, 国振, 王立忠, 周文杰, 李雨杰, . 钙质砂与钢界面循环剪切刚度与阻尼比的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 78-86. |
[7] | 丑亚玲, 黄守洋, 孙丽源, 王莉杰, 岳国栋, 曹伟, 盛煜, . 基于冻融作用的氯盐渍土−钢块界面力学模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 41-52. |
[8] | 李杰林, 朱龙胤, 周科平, 刘汉文, 曹善鹏, . 冻融作用下砂岩孔隙结构损伤特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3524-3532. |
[9] | 王震, 朱珍德, 陈会官, 朱姝, . 冻融作用下岩石力-热-水耦合本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2608-2616. |
[10] | 赵丁凤, 梁 珂, 陈国兴, 熊 浩, 周正龙, . 剪切-体积应变耦合的孔压增量模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1832-1840. |
[11] | 梁 珂, 陈国兴, 何 杨, 刘景儒, . 基于相关函数理论的动模量和阻尼比计算新方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1368-1376. |
[12] | 高 峰, 熊 信, 周科平, 李杰林, 史文超, . 冻融循环作用下饱水砂岩的强度劣化模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 926-932. |
[13] | 胡田飞, 刘建坤, 王天亮, 岳祖润, . 粉质黏土变形特性的冻融循环效应及其双屈 服面本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 987-997. |
[14] | 姜德义, 张水林, 陈 结, 杨 涛, 王小书, 谢凯楠, 蒋 翔, . 砂岩循环冻融损伤的低场核磁共振与 声发射概率密度研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 436-444. |
[15] | 俞 缙, 张 欣, 蔡燕燕, 刘士雨, 涂兵雄, 傅国锋, . 水化学与冻融循环共同作用下砂岩细观损伤 与力学性能劣化试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 455-464. |
|