凍融循環作用下砂巖蠕變特性及損傷模型研究*

陳國慶 萬 億 裴本燦 米冠宇

(地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室(成都理工大學)， 成都 610059， 中國)

0 引 言

青藏高原高寒地區基礎設施建設和運營過程中，不乏巖體長期穩定性問題，而巖石流變性作為反映巖體長期穩定性的基本標準，往往與公路邊坡失穩，橋梁基礎沉降及隧道圍巖變形等息息相關。目前，巖石流變以蠕變為主研究較為廣泛，而研究方法以蠕變試驗、本構模型及數值分析等進行巖石流變學理論的搭建。其中，試驗是建立本構模型的基礎，試驗的設計及結果決定了本構模型的形態，大量學者基于不同的試驗條件研究了適用于該環境下的本構模型(陳衛忠等， 2009； 張清照等， 2012； 康文獻等， 2016； 趙延林等， 2016； Wu et al.， 2017； 丑亞玲等， 2018; 陳昌富等， 2019； 蔡國軍等， 2019)，而數值分析作為溝通本構模型與數據的橋梁，其反演方法也對本構模型可靠性判別起關鍵作用(陳炳瑞等， 2005； 黃書嶺等， 2008)。

近幾年來，考慮溫度損傷效應的巖石蠕變及本構模型成為多場耦合作用下巖石蠕變劣化特征研究的熱點之一，胡其志等(2009)與朱元廣等(2011)對溫度影響下的巖石蠕變損傷演化過程進行了詳細研究，并基于損傷力學建立了考慮溫度損傷的巖石蠕變本構關系； 凍融循環作為一種動態溫度損傷效應，同樣對巖石蠕變具有一定影響，因此，相關學者(江宗斌， 2016； 陳國慶等， 2017； 童慶闖， 2017； 張峰瑞等， 2019)對經歷不同凍融循環次數的砂巖、泥巖與花崗巖等進行了一系列蠕變試驗，從不同角度分析了凍融循環對巖石蠕變特性的影響規律，其試驗結果均表明凍融對巖石蠕變具有明顯的劣化效應，具體表現為在相同應力加載路徑下，蠕變變形量隨凍融循環次數的增加而增加，而蠕變時長、峰值應力及長期強度等隨之降低；……