冻融循环和干湿循环作用下砂岩断裂韧度及其与强度特征相关性的试验研究
Experimental study on fracture toughness and its correlation with strength characteristic of sandstone under freeze-thaw cycles and dry-wet cycles

摘要 以三峡库区岸边坡消落带的典型砂岩为研究对象，针对其实际的赋存环境设计了干湿循环和冻融循环2种试验方案，分别研究了2种试验方案过程中砂岩试样的力学特征，分析了浸泡在不同化学溶液中的砂岩试样经历不同循环次数后各力学参数的变化规律。试验结果表明：干湿循环和冻融循环作用下砂岩试样具有明显的“弱化”趋势，其断裂韧度、抗压强度和抗拉强度劣化趋势基本一致，但试样各力学参数劣化程度却存在差异。其中，断裂韧度KIC的劣化程度最大，抗拉强度次之，抗压强度最小。干湿循环和冻融循环作用过程中砂岩试样各力学参数的劣化程度均非常显著，该现象说明在模拟库岸边坡消落带岩体遭受化学溶液作用时，干湿循环和冻融循环作用均是不可能忽视的影响因素。但比较而言，在冻融循环作用下砂岩试样各力学参数劣化程度更加显著。不同的化学溶液对砂岩试样力学特征的损伤劣化程度的影响有所不同，酸性化学溶液加剧了砂岩的劣化程度，而SO42-离子对砂岩劣化的影响大于HCO3-离子的