冻融作用下条带状磁铁石英岩损伤机理试验研究
严加驹1
邵国梁1
夏冬2
贾淯斐3
1.华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 0632102.华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 063210;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北 唐山 063210;河北省矿区生态恢复产业技术研究院,河北 唐山 063210;河北省矿山绿色智能开采技术创新中心,河北 唐山 0632103.东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819
摘要：我国寒区矿产资源丰富,随着高寒地区资源开发强度的逐渐加大,众多寒区岩土工程问题日益突出,研究冻融作用下岩石损伤演化机理,对寒区岩土工程建设和灾害防治具有重要意义.为探究冻融作用对岩石的损伤劣化规律,以研山铁矿东帮边坡条带状磁铁石英岩为研究对象,对冻融区间[‒20,20]℃、最长冻融周期为 280次的条带状磁铁石英岩开展了力学与声发射试验,获得该岩石不同冻融周期的力学、声发射特征参数.结合冻融损伤理论,进一步探究适用于该岩石的冻融损伤机理,建立基于声发射特征参数的高(冻融周期≥70次)、低(干燥、饱水、冻融周期≤40次)冻融周期的损伤本构模型.研究结果表明:低冻融周期条带状磁铁石英岩的峰值强度,弹性模量,声发射撞击数、累计振铃计数、累计能量的降低幅度均明显高于高冻融周期的岩样;冻融 40周期前后,岩样单一b值呈先降后升趋势;随冻融周期的增加,大震级撞击数的下降幅度高于小震级;低冻融周期岩样的冻融损伤机制以第 1类冻融损伤理论为主导,高冻融周期岩样的冻融损伤机制为第 1和第2类冻融损伤理论共同主导;低冻融周期岩样以脆性破坏模式为主,高冻融周期岩样的破坏模式由脆性逐渐向延性过渡;基于声发射累计振铃计数,建立了高、低冻融周期岩石的损伤变量耦合关系式,推导了高、低冻融周期岩石的冻融损伤模型,并对其进行了初步验证.
关键词：条带状磁铁石英岩冻融循环损伤模型声发射
分类号：TU452(土力学、地基基础工程)
资助基金：河北省科技厅重点研发资助项目(22375403D)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 13-23 )
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