冻融灰岩单轴声发射损伤特性试验研究

为探究冻融及轴向载荷作用下灰岩力学特性演化规律及内部细观结构渐进损伤特征，开展不同冻融循环次数灰岩单轴声发射试验，获得相应的物理力学参数，分析声发射信号与冻融灰岩内部微裂纹活动的相关性，定量研究冻融灰岩损伤累积变化规律，阐明冻融灰岩损伤劣化机制。结果表明：随着冻融次数的增加，灰岩单轴抗压强度、弹性模量、泊松比逐渐降低，冻融80次后分别折减61.43%,48.42%,17.33%，峰值应变点逐渐后移；声发射振铃计数变化过程可分为平静阶段、增长阶段、陡增阶段；随着冻融次数增加，灰岩单轴声发射信号活跃且呈局部高密度释放特征，声发射b值呈“V”型变化，动态b值局部突降表明大尺度裂纹产生，灰岩内部裂纹类型由剪切裂纹向拉伸裂纹阶段过渡，对应岩样由剪切破坏转为劈裂破坏；冻融0,10,20次灰岩损伤变量呈突变或渐进突变特征，冻融40,60,80次灰岩损伤变量呈分段渐进式增长；水冰相变引起孔隙结构体积膨胀、孔隙局部冰结造成的细观水压致裂现象及自由水动力学响应是造成灰岩冻融损伤的主因。