关键词:
道路工程
岩质边坡
冻融循环
变质砂岩
劣化损伤
摘要:
针对新疆阿乌阿地处荒漠绿洲区,长期冻融作用会导致变质砂岩劣化损伤进而影响边坡浅层岩体变形稳定性的状况,选择阿乌阿(阿克苏经乌什至阿合奇)公路边坡变质砂岩为研究对象,设计3组工况(FT-1、FT-2、FT-3,温度分别为-10℃~20℃、-20℃~20℃、-30℃~20℃)下的冻融循环试验,分析变质砂岩的表观损伤阶段、物理响应参数、力学行为参数的变化规律,揭示冻融对阿乌阿公路边坡变质砂岩的劣化损伤特性。研究结果表明:冻融循环次数越大,变质砂岩劣化损伤程度越大,表观损伤阶段依次为劣化颗粒出现、岩屑岩渣剥落、微小裂隙萌生、裂缝扩展贯通;冻融循环次数增加导致饱和含水率先增后稳,纵波波速先降后稳,质量变化呈先增后减趋势,岩样物理参数发生显著变化的关键阈值为冻融循环30次;冻融循环次数越大,岩样应力-应变曲线表现为峰值应力减小,峰值应变先减后增,压密阶段增长,弹性阶段缩短,峰后应力跌落速度减缓,塑性逐渐增强;FT-3工况下岩样的单轴抗压强度和弹性模量变化最显著,分别折减了48.83%和60.98%;冻融损伤变量与冻融循环系数的变化关系符合指数型函数,前期非线性快速增长,后期趋于平缓;环境预设最低温度越低,劣化程度越高。研究成果可对认识冻融循环作用下新疆荒漠绿洲区变质砂岩的劣化损伤提供一定参考。