水相变循环作用下泥质白云岩的力学特性演化机理研究

随着西部大开发的进行，高速铁路公路网等基础设施的建设如火如荼。路网建设使大量原先处于地下的岩石曝露出来置于复杂的水环境中，水对岩石具有强烈的影响：导致岩石强度降低开裂，风化，直至化为土壤。这种作用配合其它气候条件如暴雨、冰冻运行往往会造成重大的灾害（伤害）事件。因此研究水的相变循环作用下岩石力学性能的变化及其演化机理对工程的安全运行及工程设计具有重大的经济意义和理论意义。而且水岩作用也是岩体力学与工程以及地球科学领域中的前沿课题之一。.本研究以贵州省常见的泥质白云岩为研究对象，通过泥质白云岩的单轴、三轴试验和微观试验，研究泥质白云岩在干燥、饱和、冻融以及干湿循环和干湿冻融循环情况下的弹性模量、泊松比、强度以及内摩擦角等力学参数的变化特性；研究水的不同相态对岩石力学特性的影响机理，在此基础上建立水在不同相态下的损伤模型。从而为公路等与岩石有关的基础设施建设设计、施工与维护提供理论依据

水在不同的相态情况下对泥质白云岩的影响都很大。特别是水在固态和液态情况下的水岩作用， 国内外对这类问题的研究很重视。 我们针对水在不同相变循环作用问题进行了深入研究。我们研究了泥质白云岩在水的相态循环作用下，物理力学性能的实验研究，获得了泥质白云岩在水相态作用下的变化规律；利用损伤力学理论，基于泥质白云岩在水相态作用下的变化规律建立了泥质白云岩的水损伤方程，并对贵州省的某一边坡进行了有限元分析，分析结果与实际情况相符合。同时在试验中首次发现在多次水的相变循环后，泥质白云岩有可能形成微流动问题的滑移界面，这种界面是边坡不稳定的主要因素。