基于颗粒膨胀-水致劣化模型的卸荷粉砂质泥岩干湿循环劣化机理研究OA

粉砂质泥岩内部黏土矿物颗粒(黏性颗粒)的反复胀缩,是其在干湿循环作用下发生劣化的主要原因之一。通过卸荷-干湿循环试验建立了一种基于颗粒膨胀-水致强度劣化的岩石离散元模型,在考虑干湿循环过程中岩石颗粒力学参数折减的同时考虑了颗粒胀缩对其内部结构的劣化,分析了卸荷-干湿循环作用下粉砂质泥岩劣化机理。结果表明:随着干湿循环次数增加,岩样内孔隙率增加,黏聚力与内摩擦角下降,膨胀性先增后减,第4次最大。卸荷损伤对粉砂质泥岩膨胀性与黏聚力的影响大于其对内摩擦角的影响。干湿循环时,粉砂质泥岩内部产生大量微裂纹,由黏性颗粒控制的颗粒接触力大于非黏性颗粒,导致更多黏性颗粒发生破坏与大角度旋转,干湿循环造成的试样结构损伤远大于卸荷的影响。粉砂质泥岩结构劣化受控于黏性颗粒膨胀效应,结构劣化程度与膨胀性呈正相关,卸荷效应对干湿循环下粉砂质泥岩结构损伤的影响大于颗粒间强度弱化的影响。