冻融条件下不同饱和度−损伤砂岩孔隙演化及力学性能劣化OA
为探究冻融作用下饱和度与初始损伤对砂岩微观孔隙结构及宏观物理力学性能的耦合影响机制,首先,对3种损伤程度和5种饱和度的砂岩试样进行30次冻融循环处理;其次,对冻融后的试样开展单轴压缩试验;最后,采用核磁共振(NMR)测试分析其内部孔隙结构变化。研究结果表明:冻融砂岩的弹性模量与峰值强度随饱和度增加而显著降低,孔隙度则随饱和度增加而逐渐增大;当饱和度超过50%临界值后,各项参数的劣化速率急剧加快,且损伤增加会进一步加速此趋势。微观上,饱和度提升会促进了微孔与小孔的扩展与连通,逐步形成中孔、大孔及裂隙网络;损伤则显著增强了孔隙系统的连通性,导致中孔与大孔比例持续上升。小孔、中孔及大孔的分形维数与饱和度呈负相关;损伤增加使分形维数变化更显著。总孔隙分形维数与孔隙度呈负线性相关,而与力学参数呈正线性相关。饱和度与初始损伤的协同作用是驱动砂岩孔隙结构劣化并最终导致岩体宏观性能退化的内在机制。
林志南;黄文杰;张强;王家全;龙海锋
广西科技大学土木与建筑工程学院,广西柳州545000 广西壮族自治区岩土灾变与生态治理工程研究中心,广西柳州545000广西科技大学土木与建筑工程学院,广西柳州545000 广西壮族自治区岩土灾变与生态治理工程研究中心,广西柳州545000中国水利水电科学研究院岩土工程研究所,北京100038广西科技大学土木与建筑工程学院,广西柳州545000 广西壮族自治区岩土灾变与生态治理工程研究中心,广西柳州545000广西科技大学土木与建筑工程学院,广西柳州545000 广西壮族自治区岩土灾变与生态治理工程研究中心,广西柳州545000
建筑与水利
寒区岩体工程孔隙结构核磁共振损伤砂岩冻融作用力学特性
《中南大学学报(自然科学版)》 2026 (3)
P.1302-1316,15
广西自然科学基金资助项目(2023GXNSFAA026185,2021GXNSFBA196043)国家自然科学基金资助项目(U1965204,41962017)广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目(桂教人才[2020]6号)广西科技大学博士基金资助项目(19Z42)。
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