1. 研究目的与意义(文献综述)
目的:通过岩石力学加载系统,研究经历冻融循环的岩石在受荷过程中的损伤特性,揭示岩石冻融受荷条件下的劣化机制。
意义:随着大量兴起的西部寒区工程建设,越来越多的冻融岩土工程问题亟待解决。因此,研究岩石在冻融循环作用下的损伤劣化机制必将对大量兴起的寒区工程建设具有重要的理论和现实意义。
冻融对岩石力学性质的影响引起了国内外研究者的兴趣。归纳起来,主要集中在以下几个方面:
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:以某寒区矿山边坡砂岩为研究对象,通过设置循环冻融试验来模拟高寒地区冻结与溶解的环境,研究冻融循环过程中岩石基本物理性质及力学性质的变化趋势。
目标:通过岩石力学加载系统,研究经历冻融循环的岩石在受荷过程中的损伤特性,揭示岩石冻融受荷条件下的劣化机制。
拟采用的技术方案及措施:将砂岩加工成φ50 mm ×100mm 的圆柱形试样,对制作好的岩样首先从视觉上剔除表面不平整、孔隙较大的岩样,然后再通过超声波波速检测,去除差异性比较大的岩样。把筛选后的岩样放入烘干箱中,在 110℃烘干48h至恒重,待冷却至室温后取出,测量各自质量,体积,声波,并按声波相似的原则把岩样进行分类,计算出天然状态下岩样的物理参数;然后把岩样放到蒸馏水中, 采用真空抽气法强制饱和,真空压力值 0.1mpa ,抽气时间为6 h, 抽完真空饱水24 h后再次对其质量、体积、超声波进行测定,得到饱和状态下物理参数。把经过筛选后的 7 类岩样,分为 4 组,每组 21块岩样 ( 每类岩样各3块 ) ,分别进行冻融循环次数为 0 ,20,40,60次的冻融循环试验,冻融循环后首先对其进行质量、体积的测定,最后对经历不同冻融循环次数的岩样进行单轴压缩试验。冻融循环温度范围为-40℃~ 40℃,冻融循环周期为 12h ,其中冻6h,融6h。冻融循环试验设备为 kb –th–s–150z 可程式恒温恒湿试验箱,单轴压缩试验设备为中国科学院武汉岩土所研发的rmt–201岩石与混凝土力学试验机,试验采用轴向位移控制,移速率为 0.005 mm/s 。
3. 研究计划与安排
第1—3周:毕业实习,完成实习报告。
第4-6周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需基本知识和基本技能。确定方案,完成开题报告。
第7-8周:学习相关试验技术,熟悉试验过程。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]刘泉声,康永水,黄兴,等.裂隙岩体冻融损伤关键问题及研究状况[j].岩土力学, 2012, 33(4): 971-978.
[2]杨更社,奚家米,李慧军,等.三向受力条件下冻结岩石力学特性试验研究[j].岩石力学与工程学报, 2015, 29(03): 459-464.
[3]陈卫忠,谭贤君,于洪丹,等.低温及冻融环境下岩体热,水,力特性研究进展与思考[j].岩石力学与工程学报, 2015, 30(7): 1318-1336.
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