冻融循环作用下岩石含冰裂隙冻胀力演化试验研究

为探讨寒区裂隙岩体含冰裂隙在冻融循环作用下的冻胀力演化规律，进而揭示疲劳冻融对岩体结构劣化的影响机制，采用自行设计的8通道冻胀力实时监测系统开展了不同岩性、不同裂隙几何形态下的冻胀力测试试验，获取了多次冻融循环中冻胀力演化曲线，并分析了岩性和裂隙几何形态对冻胀力演化规律的影响。研究表明：(1)冻融循环造成岩体结构劣化是冻胀力引起岩体疲劳损伤的过程，每个冻融循环的冻胀力演化过程都经过孕育阶段、暴发阶段、跌落回稳阶段、回升阶段和消散阶段，并且发现了冻胀力回升这一现象；初始冻胀力峰值可作为裂隙岩体抗冻融损伤指标；(2)在多次冻融循环作用下岩体裂隙冻胀力不断暴发、积聚和释放，期间产生的裂隙累积损伤驱动着裂隙持续扩展，引起岩体进一步的疲劳劣化；疲劳冻融作用下，初始冻胀力峰值与二次冻胀力峰值变化趋势可作为裂隙岩体受冻融影响损伤劣化程度的判断依据；(3)岩体结构特性影响冻胀力演化规律，岩体基质的微细观结构影响冻结过程中水分迁移；宏观预置裂隙几何形态影响冻胀力演化规律，扩展程度越大的裂隙积聚出的冻胀力越大。疲劳冻融下冻胀力演化规律的研究可为寒区岩体工程长期冻融稳定性预测及工程建设提供理论依据。