冻融交替

冻融风化测得结果不是很准
更新时间:2020-09-22 05:49 浏览:59 关闭窗口 打印此页

  岩土材料冻融循环力学性能研究 摘要: 岩石是工程上大量使用的材料实际工程中的岩石材料多数会遭受风化作用的影响岩石的风化作用是一种很复杂的地质作用引起岩石风化作用的因素有很多温度和水分的变化是引起岩石风化的主要原因之一尤其是循环温度变化更容易使岩石风化冻结后,引起水分向正冻带运动,并在其内部形成水、冰、岩的多相损伤介质岩石中冰体的形成和发育,产生巨大的冻胀力 这种不均匀的冻胀力和冻胀变形对岩体工程稳定性产生重要的影响我国永久性和季节性寒区面积约占国土总面积的60%以上 花岗岩经历不同冻融循环次数后的超声波测波速试验结果及压缩试验结果。表1-1中花岗岩的压缩强度为岩石的临界破坏强度,弹性模量为岩石切线 冻融后饱水大理石纵波波速 0 20 40 60 80 试件 B0 B11 B12 B21 B22 B31 B32 B41 B42 波速 6644 6579 6472 6459 6545 6548 6407 6482 6356 平均值 6644 6526 6502 6478 6419 页岩冻融循环质量变化 大理石冻融循环质量变化 岩石冻融循环试验结果分析: 从页岩、大理石冻融循环质量损失图来看,曲线反映了两种不同节理裂隙发育的页岩质量随冻融循环次数增加的损失过程,泥岩1表面裂隙较少,泥岩2表面裂隙发育明显。从泥岩1质量损失曲线次冻融后表面出现了微小的片落现象,质量损失很小;从第8次冻融循环到52次冻融循环之间,质量几乎没损失,但可以看出其表面逐渐出现了肉眼可以看到的裂纹,裂纹基本上是沿岩样的环向方向出现;从第52次冻融循环开始,岩石的质量损失逐渐加大,岩样表面出现了不同程度的片落、剥落现象;到80次冻融循环结束,岩石的总质量损失达到9.9g,占整体岩石质量的2.71%。从泥岩2质量损失曲线次冻融循环结束,岩石质量出现了一定程度的升高,这是因为岩样表面裂隙发育明显,经历很少的冻融次数后,表面裂纹变宽,随着冻融次数的不断增加,水分沿裂隙渗入岩样内部,造成了岩样质量的增加;第28次冻融循环到第32次冻融循环之间,岩石表面出现了大量的片落、脱落现象,质量损失达14.8g;从第32次冻融循环到第36次冻融循环之间,质量损失几乎没有,但表面裂纹仍在扩展;从36次冻融循环开始到40次结束,岩样表面又出现了大量的脱落现象,质量损失达17.4g;从第40次冻融循环开始直至第72次冻融循环结束,质量损失都很小;从第72次冻融循环开始直至80次循环结束,岩石质量损失逐渐加大,整个冻融循环过程岩样质量损失达49.2g,占整体质量的14.39%。冻融试验结束后,泥岩1用手捏,仅会出现少量的脱落现象,强度虽有降低,但不是很大;而对泥岩2而言,就会出现大量的脱落掉块现象,强度很低。 从花岗岩冻融循环质量损失图来看,曲线整个过程都几乎没质量损失。这主要是因为花岗岩密实度很大,吸水率较小,孔隙度低,从整个冻融循环过程看,岩样表面没有出现任何宏观性质的变化。 试验结果表明:泥岩表面裂隙少,经过长时间的冻融循环后,表面裂纹逐渐变宽、扩展,破坏了岩石的结构,降低了岩石的密实度和岩石颗粒间的连接,岩石表面逐渐出现片落、脱落现象,造成岩石冻融循环一定程度后的质量损失;而泥岩表面裂隙多,尽力很少的冻融循环,裂纹就会变宽、扩展,出现质量损失。可见,节理裂隙发育越明显的岩石越容易受到冻融风化作用而造成整体质量损失。花岗岩表面无裂隙,密实度大,吸水率低,强度高,经历冻融循环后其质量几乎没损失。比较两种岩石,我们可以看出:两种岩石的岩性、组成、吸水率等因素都不同,冻融循环对其损伤劣化产生的影响差异很大。 从试验中我们还可以看出:泥岩经历冻融循环后出现严重的损伤劣化现象,而花岗岩几乎没有。我们将其损伤劣化模式归纳为:(1)片落模式:这以泥岩为代表。其过程是:微小孔隙的不断增大—表面微裂纹的萌生—宏观裂纹长生和表面垂涎软化层—表面开始出现片落、剥落—水分开始向内部迁移—冻融损伤不断加

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