摘要
在常年冻土区域或季节性冻土区域，冻融循环作用使岩体物理力学性质劣化，会导致滑坡、岩体剥蚀等许多地质灾害的发生。研究不同冻融循环次数下岩石在物理、力学性质和声发射信息的变化规律，可对地质灾害的发生进行有效的评价和预测，防止造成重大损失，这对我国冻土区域的诸多工程建设与生产有重要的工程意义和实用价值。 本文通过对青砂岩、黄砂岩两种砂岩岩样进行冻融循环试验并辅以核磁共振检测技术，研究了不同冻融循环次数下岩石的质量、孔隙率、束缚流体饱和度、T2谱图的变化；然后进行单轴压缩声发射（AcousticEmission，AE）试验，研究了应力-应变曲线、冻融系数等力学性质的变化，并对其声发射信号中的时域参数（AE事件率、累积事件数、AE能率、累计能量）和频域参数（AE主频、主频占比、幅值）进行对比分析，探究了岩石在冻融作用下的劣化规律。主要研究结果如下： （1）除质量变化与束缚流体饱和度变化比黄砂岩小以外，青砂岩其余各项物理指标的劣化程度高于黄砂岩；从冻融对岩石物理性质的影响变化来看，黄砂岩的抗冻性强于青砂岩。 （2）青砂岩的应力-应变曲线的离散性随冻融循环次数增加而逐渐变大，应力明显降低，应变大幅度增加，冻融系数下降极为明显；黄砂岩的冻融劣化体现在应变的小幅度增长与冻融系数的缓慢下降。 （3）青砂岩AE事件率的变化主要在弹性变形阶段、裂纹稳定扩展阶段，黄砂岩则集中于裂纹闭合阶段。加载过程中，两种砂岩的能量释放变化趋势较为相似。青砂岩的30次冻融循环是发生脆-塑性转变的分界线，体现为全程高AE事件率、阶段划分不再明显、低AE事件率缺失现象近乎消失，“平稳期”能量释放增多，累计能量上升趋势最明显。 （4）冻融作用下，砂岩破坏时声发射频域特征参数如裂纹的发育模式及剧烈程度发生较大改变。微裂纹由集中发育向全过程均匀发育转变，根据裂纹体积应变法所定义的阶段划分不再明显，裂纹的发育向复杂化与多样化转变，剧烈程度明显下降。
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