冻融作用下水灰比对类岩石材料物理力学特性影响研究

刘艳章 王 瑾 黄诗冰 卢泽鑫 刘雅甜 郭赟林

（1.武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉430081；2.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北武汉430081）

近年来，随着寒区矿山边坡、巷道等岩土工程建设的大力推进，寒区工程岩体出现了众多冻融损伤与开裂挂冰现象。岩体是一种非常复杂的地质材料，孔、裂隙结构发育明显，在低温下孔、裂隙中水冰相变将产生较大的冻胀力，在冻胀力反复作用下会引起岩体结构损伤与强度弱化［1］。目前关于完整岩石的冻融损伤机制及表征模型研究较多，一般采用原岩进行冻融试验获取冻融后岩石的物理力学参数，进行其冻融损伤的表征［2-4］。但研究表明，裂隙水在低温下更容易发生冻结，且产生的冻胀力超过7 MPa，在如此大的冻胀力作用下裂隙会扩展、贯通，甚至引起岩体断裂，对寒区岩体工程危害极大［5-6］。然而，目前在原岩中预制各种不同种类的裂隙却相对困难，且不易满足试验精度要求。现有关于裂隙岩体冻融试验的研究较多采用类岩石材料代替原岩［7-12］。由于制作的类岩石试样与原岩性能相似且成本低廉，裂隙制作也较为容易，因此被广泛应用于研究各种复杂裂隙岩体的物理力学特性。

水灰比是影响类岩石材料相似程度、抗冻性能等的关键因素，也是配比设计中需要重点设计的变量，一般需要经过多次调试获取。目前关于水灰比对类岩石材料物理力学性质影响的研究取得了一些进展。……