低溫凍結作用下砂質泥巖基本力學特性試驗研究

奚家米,楊更社,龐 磊,呂曉濤,劉方路

(西安科技大學建筑與土木工程學院,陜西西安 710054)

低溫凍結作用下砂質泥巖基本力學特性試驗研究

奚家米,楊更社,龐 磊,呂曉濤,劉方路

(西安科技大學建筑與土木工程學院,陜西西安 710054)

以砂質泥巖為研究對象,對飽水狀態巖石試件進行不同溫度(-30～20℃)、不同圍壓(6, 8,10 MPa)條件下的單軸壓縮試驗及三軸壓縮試驗,分析了低溫對砂質泥巖基本力學參數的影響規律,探討了抗壓強度和殘余強度隨圍壓的變化。研究結果表明:低溫(0℃以下)對砂質泥巖強度特性和變形特性均有較大的影響,其抗壓強度、黏聚力、內摩擦角、殘余強度和彈性模量隨溫度的降低均有所提高,殘余強度呈衰減增長趨勢,而最大軸向應變值隨著溫度的降低而不斷減小。圍壓對砂質泥巖強度特性的影響非常明顯,抗壓強度、殘余強度均隨圍壓的增加呈線性增加。通過對大量的試驗數據進行分析,得到一系列有意義的擬合曲線及關系表達式。

低溫凍結;凍結巖石;砂質泥巖;力學特性

巖石受環境溫度影響的熱力效應長期以來是巖石熱力學理論與應用研究的熱點問題之一。寒區巖土工程、人工凍結工程使得工程結構圍巖受到周期性低溫效應作用或長期處于低溫凍結狀態,其強度特性與常溫狀態有很大的不同[1]。鑒于此,國內外巖土工程及其相關領域的專家學者就低溫作用下巖體(石)力學特性變化方面已開展了大量的研究。如李云鵬……