白垩系上统高沟组泥质粉砂岩干湿循环损伤机制

作     者：宁赞格 李大鹏 杨宽才 余义兵 周峙 NING Zan-ge;LI Da-peng;YANG Kuan-cai;YU Yi-bing;ZHOU Zhi

作者机构：河南省第四地质勘查院有限公司河南郑州450001 河南省小口径钻探工程技术研究中心河南郑州450001 岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430100 长江大学湖北武汉430100 湖北经济学院湖北武汉430205 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2023年第40卷第11期

页      面：237-245页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：岩土钻掘与防护教育部工程研究中心开放基金项目(202210) 

主　　题：灾害防治 损伤机制 统计损伤模型 白垩系上统高沟组 泥质粉砂岩 

摘      要：为探究丹江口库区消落带滑床岩体的强度损伤特性,以区内典型白垩系上统高沟组泥质粉砂岩为研究对象,考虑干湿循环状态和受荷状态双重作用,提出了基于Weibull分布的白垩系上统高沟组泥质粉砂岩的统计损伤本构模型。基于干湿循环单轴试验进行了模型验证,揭示了干湿循环作用下滑床泥质粉砂岩强度损伤规律。结果表明:基于Weibull分布的白垩系上统高沟组泥质粉砂岩的统计损伤本构模型可以较好地反映干湿循环受荷过程中岩石应力-应变过程,相比于5次干湿循环的试样,线弹性阶段的试样在经历10次,15次,25次干湿循环后的弹性模量分别降低2.82%,15.76%,51.07%,峰值强度分别降低3.15%,48.04%,66.26%;5~10次干湿循环过程对试样微裂隙等缺陷的影响较小,总损伤变量分别仅为0.83%,0.88%;15~25次循环后,长石、黏土矿物会在水解、水力侵蚀、淋滤等作用下流失,总损伤变量增加显著,试样轴向应变为0.0017时即进入损伤加剧阶段;模型中受荷泥质粉砂岩无损状态假设,导致了理论计算的线弹性阶段(岩石压密)的进程偏长,理论峰值强度偏高;考虑15次干湿循环可对该区域粉砂岩影响较大,建议在该区域滑坡治理过程中,应优先强化地表和地下水截排水措施设置,避免滑床部位长期处于干湿交替环境。