关键词:
冻融循环
CT扫描
动力扰动
损伤演化
细观特征
摘要:
为探究不同扰动作用下寒区岩体的损伤演化规律,利用红砂岩先后开展冻融循环及动力扰动试验,结合黑顶帽算法、三维可视化等技术处理CT图像,重构模型以量化分析孔隙及裂纹发育特征,揭示冻融-动力扰动下岩体损伤跨尺度驱动机制。试验结果表明:冻融前期阶段,动力扰动对裂纹扩展占据主导作用,砂岩孔隙率、分形维数及孔隙连通度随扰动强度增加呈先增后减趋势,其峰值分别达到19.81%,2.64,95.56%;而在冻融后期阶段,冻融损伤劣化加剧了扰动损伤效应,砂岩孔隙率及其连通度则转为连续增长;冻融砂岩在0.05 MPa扰动强度下达到微观结构演化阈值。低于该阈值时,动力扰动促进微裂纹以“浅而广”形式进行横向交错发育;超出临界阈值后,裂纹扩展转为“深而狭”纵向优势路径延伸;同时,冻融作用可调控裂纹扩展自由度。冻融累积损伤弱化岩体内空间结构限制,促进裂纹网格及孔隙发育形成多向贯通。研究结果可为寒区岩土工程建设与动力扰动灾害防控提供理论依据。