冻融条件下约束泥质白云岩的力学特性与损伤规律

作     者：王化俗 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓建华;朱爱军

授予年度：2020年

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）] 

主      题：泥质白云岩 预应力 冻融循环 约束装置 DIC技术 

摘      要：贵州属于高原山地,降水充沛,地下水丰富,地下暗河错综复杂,这意味土木工程建设困难重重,边坡工程、隧道工程、基坑工程等大面积开挖山地,岩石出露,且降雨频繁,时有暴雨出现,所以边坡坍塌、基坑塌方、隧道塌陷等灾害时常发生。泥质白云岩黏土矿物含量高,受水变相影响大,水敏感性强,且石灰岩和白云岩在贵州分布广泛。文章模拟了锚固工程中的岩体,开展了冻融环境下泥质白云岩劣化研究,文章对不同等级预应力岩样进行冻融试验,通过跟踪岩石试验变化特征,得到约束岩石冻融物理规律和力学规律,揭示预应力对岩石冻融影响机制,为实际工程理论分析奠定基础。文章研究内容如下:(1)冻融试验前基础参数测试,设计约束装置,方便不同等级预应力施加,装置简单,易操作,水-冰环境兼可使用,可实时追踪预应力变化,精确度高,适用本文研究。(2)预应力等级为0%、20%、40%、60%岩石烘干强度,试验进行5个冻融批次,以5次冻融循环作为1批次,每个批次以5个循环逐渐递增,冻融前后进行岩石质量和纵波波速测试,对比不同周期表观现象,反映岩石冻融损伤程度。(3)通过预应力装置原理监测冻融试验过程中预应力损失变化,冻融试验水环境下,预应力损失较大,冻结环境损失小,揭示预应力损失与冻融环境作用关系,进一步分析了预应力损失机理,同时反映了预应力岩石的冻融特征,研究表明60%约束岩石预应力损失最小。(4)岩样冻融试验结束后,进行单轴抗压试验,单轴试验过程配合DIC技术使用,分析岩石力学特性和破坏过程,得出冻融环境下预应力岩石关系和破坏机理,试验显示20%预应力岩石的抵抗冻融劣化效果最佳。