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冻融循环作用下石窟砂岩物理力学性质损伤规律研究 被引量：10
1
作者 刘向峰 郭子钰 +2 位作者 王来贵 高晗 丁盛鹏 《实验力学》 CSCD 北大核心 2020年第5期943-954,共12页
为研究不同状态下石窟砂岩冻融循环过程中物理力学性质发展规律,选取完整和缺陷饱和状态、完整和缺陷自然状态、完整和缺陷干燥状态6种不同状态石窟砂岩进行试验研究,通过宏观--细观角度分析砂岩在冻融循环作用下物理力学性质损伤规律... 为研究不同状态下石窟砂岩冻融循环过程中物理力学性质发展规律,选取完整和缺陷饱和状态、完整和缺陷自然状态、完整和缺陷干燥状态6种不同状态石窟砂岩进行试验研究,通过宏观--细观角度分析砂岩在冻融循环作用下物理力学性质损伤规律。试验结果表明:饱和含层理缺陷岩样受冻融循环质量损失最为显著,对于含层理缺陷或完整无缺陷岩样,含水状态越高,质量损失率越大;在未冻融前各组岩样的纵波波速均随着含水状态的提高而降低,随着冻融周期的增加,所有岩样的波速均有所下降;未冻融条件下完整组岩样抗压强度显著高于含层理缺陷岩样,随着冻融周期的增加,完整岩样抗压强度依然大于含层理缺陷岩样,且含水状态越高,抗压强度越低;在冻融循环作用下,细观观测中含层理组岩样的裂隙条数多于完整组岩样,含层理缺陷组岩样中出现裂隙汇交,而完整组未出现.最后含层理缺陷组岩样裂隙方向大致都平行且沿着层理方向,而完整岩样裂隙无确定方向。在冻融循环作用后,岩样均受到损伤,其中含层理的岩样最为显著。 展开更多
关键词 冻融循环 石窟砂岩 宏观 细观 层理
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干湿循环作用下石窟砂岩的抗拉强度劣化机理及破坏模式 被引量：4
2
作者 陈钊 兰恒星 +1 位作者 刘世杰 都奎建 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期612-624,共13页
干湿循环作用对石窟砂岩影响严重,造成了大量石窟砂岩的悬臂拉裂式破坏.通过室内干湿循环试验、巴西劈裂试验以及应变场分析等方法,分析了不同干湿循环次数下试样的内摩擦角φ、粘聚力c、微观结构、以及应变场特征的变化规律.研究发现... 干湿循环作用对石窟砂岩影响严重,造成了大量石窟砂岩的悬臂拉裂式破坏.通过室内干湿循环试验、巴西劈裂试验以及应变场分析等方法,分析了不同干湿循环次数下试样的内摩擦角φ、粘聚力c、微观结构、以及应变场特征的变化规律.研究发现随着干湿循环次数的增加,粘土矿物逐渐流失,结构变得松散,矿物颗粒间的胶结作用减弱,导致了砂岩粘聚力c的减小.同时由于砂岩内部颗粒形状以及孔隙结构的变化改变了颗粒间的接触关系,导致了内摩擦角φ的减小,最终造成了其拉裂力学性质的劣化.最后结合试样的破坏过程及裂纹展布总结出了不同干湿循环作用下石窟砂岩的两种破坏模式. 展开更多
关键词 岩石力学 干湿循环 石窟砂岩 抗拉强度 劣化机理
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温度影响下石窟砂岩力学特性试验研究 被引量：1
3
作者 朱鹏熹 王成龙 +2 位作者 蒋思维 仉文岗 陈卉丽 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期3310-3320,共11页
石窟寺所处环境长期面临着冷热交替作用,温度变化往往导致石窟围岩的力学性质发生变化。以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象,通过单轴压缩试验和巴西劈裂试验,对石窟砂岩的力学特性展开试验研究,分析不同温度和冷热循环条件下的石窟砂岩... 石窟寺所处环境长期面临着冷热交替作用,温度变化往往导致石窟围岩的力学性质发生变化。以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象,通过单轴压缩试验和巴西劈裂试验,对石窟砂岩的力学特性展开试验研究,分析不同温度和冷热循环条件下的石窟砂岩的应力-应变曲线、岩石强度、峰值应力和应变、弹性模量和破坏形态。结果表明:(1)10次冷热循环后,砂岩的单轴抗压强度降低,其中相较于自然冷却,水冷却循环会显著减小砂岩的单轴抗压强度。砂岩的抗拉强度受冷却方式影响较大,低温水冷却循环下砂岩的抗拉强度最小。(2)10次冷热循环作用后,砂岩的峰值应变降低。相较于自然冷却,水冷却循环会减小石窟砂岩的弹性模量,当冷热循环次数由5次增加到10次时,砂岩的弹性模量也会减小。(3)砂岩在单轴压缩下的破坏模式以剪切破坏为主,而冷热循环作用后砂岩破坏模式变复杂。砂岩在巴西劈裂下的破坏形式的主要区别在于裂纹形态和数量,遇水冷却循环作用后,砂岩主裂纹由直线形向弧形转化,或产生次裂纹。 展开更多
关键词 岩石力学 石窟砂岩 温度影响 单轴压缩 巴西劈裂 力学特性
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温度循环作用下石窟砂岩渗透特性试验
4
作者 王成龙 蒋思维 +3 位作者 仉文岗 陈鹏举 刘东升 郭亚琛 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期37-45,共9页
石窟岩体常年裸露在外,会受到多种自然因素的影响,尤其是温度变化和渗水等,可能导致岩体物理力学性质发生改变。针对温度循环作用下石窟砂岩的渗透特性开展研究,选取重庆大足石刻砂岩为研究对象,通过渗透试验,对多次冷热循环后石窟砂岩... 石窟岩体常年裸露在外,会受到多种自然因素的影响,尤其是温度变化和渗水等,可能导致岩体物理力学性质发生改变。针对温度循环作用下石窟砂岩的渗透特性开展研究,选取重庆大足石刻砂岩为研究对象,通过渗透试验,对多次冷热循环后石窟砂岩的渗透率进行测定和分析,并进一步研究了渗透试验后石窟砂岩的抗压强度特性。试验过程设计了不同冷热循环次数、不同高温持续时间、不同冷却方式等多种试验工况。研究结果表明:经过多次冷热循环,砂岩渗透率增加,并且渗透率变化幅度受循环次数和冷却方式的影响;当渗透压增大,砂岩渗透率增加;在高渗透压下渗透后,砂岩的强度稍小于低渗透压下的强度。 展开更多
关键词 石窟砂岩 温度影响 冷却方式 渗透特性
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不同初始含水率下砂岩冻融劣化特性试验研究 被引量：18
5
作者 刘海康 张思渊 张鑫鑫 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第26期322-327,共6页
天然岩体在温度、水分变化的基础上发生冻融循环,引起岩石微观损伤、冻融碎裂以及破坏失稳等劣化现象,是中西部寒冷地区岩体的主要风化过程。将取自云冈石窟砂岩分成干燥组、饱水组、饱和度对比组进行冻融试验研究,得到试验前后云冈石... 天然岩体在温度、水分变化的基础上发生冻融循环,引起岩石微观损伤、冻融碎裂以及破坏失稳等劣化现象,是中西部寒冷地区岩体的主要风化过程。将取自云冈石窟砂岩分成干燥组、饱水组、饱和度对比组进行冻融试验研究,得到试验前后云冈石窟砂岩吸水率、纵波波速、单轴抗压强度等变化参数。结果表明:砂岩饱和度<30%时,变化参数基本不受冻融作用影响;砂岩饱和度为30%~70%时,变化参数开始受冻融作用影响;砂岩饱和度>70%时,变化参数出现突变现象。定义饱和S=70%为云冈石窟砂岩冻融损伤的"阈值"。 展开更多
关键词 云冈石窟砂岩 初始含水率 冻融劣化 物理力学特性
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敦煌石窟砂岩吸水特性及力学效应试验研究 被引量：7
6
作者 郝耐 张秀莲 +2 位作者 王淑鹏 秦新展 何满潮 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第12期21-26,共6页
为研究水分对敦煌石窟围岩风化产生的影响,在室内进行砂岩岩样的无压吸水试验;并对吸水后的试样进行单轴压缩试验,分析吸水状态对砂岩力学参数变化的影响。试验结果表明,岩样的吸水特性曲线均表现为初始阶段吸水量迅速增加,然后缓慢增加... 为研究水分对敦煌石窟围岩风化产生的影响,在室内进行砂岩岩样的无压吸水试验;并对吸水后的试样进行单轴压缩试验,分析吸水状态对砂岩力学参数变化的影响。试验结果表明,岩样的吸水特性曲线均表现为初始阶段吸水量迅速增加,然后缓慢增加,最后趋于平稳的过程。砂岩吸水率随时间的变化曲线可用指数函数进行拟合,砂岩单轴抗压强度和弹性模量随着吸水时间的增加均减小,且可分别采用不同的负指数函数来拟合。试验技术和方法为评价石窟围岩风化程度和揭示壁画病害机理提供了可行的手段和途径。 展开更多
关键词 敦煌石窟砂岩 围岩风化 吸水实验 强度软化 时间效应
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克孜尔石窟砂岩PS加固抗冻融试验 被引量：1
7
作者 王磊 严绍军 +2 位作者 陈嘉琦 窦彦 叶梦杰 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第10期130-133,共4页
室内试验循环冻融条件下,对克孜尔石窟的砂岩加入不同质量百分比和不同浓度的PS(Potassium Silicate,硅酸钾)溶液进行加固,测量冻融后砂岩试样的质量、体积、波速以及抗压强度,得出PS溶液的较优加固浓度以及质量百分比。结果表明:质量... 室内试验循环冻融条件下,对克孜尔石窟的砂岩加入不同质量百分比和不同浓度的PS(Potassium Silicate,硅酸钾)溶液进行加固,测量冻融后砂岩试样的质量、体积、波速以及抗压强度,得出PS溶液的较优加固浓度以及质量百分比。结果表明:质量百分比为25%的PS溶液加固效果最好。其原因是质量百分比过低会导致砂岩黏聚力不够;当百分比过高,颗粒之间将不能直接接触,摩擦力降低,黏聚力较差。PS溶液浓度为20%时,其质量、体积、波速和抗压强度损失率最小,浓度越高,加固效果越强。 展开更多
关键词 克孜尔石窟砂岩 PS溶液浓度 质量百分比 循环冻融 抗压强度
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