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冻融环境下岩堆体细宏观损伤演化分析

岩堆体；细宏观；孔隙增量参数模型；分形维数；冻融损伤

冻融损伤是寒区工程研究的关键问题。岩堆体是一种特殊岩土混合体，为更好地了解寒区岩堆体的力学性质和冻融侵蚀引起的细观损伤，开展了冻融及不同含水率作用下岩堆体的三轴压缩实验。提出孔隙增量参数模型，利用PCAS方法深入研究冻融过程中孔隙结构的变化趋势。以孔隙度分形维数为核心，系统地分析冻融循环次数对岩堆体损伤的影响。结合材料的细观与宏观参数变化趋势，全面揭示岩堆体在冻融作用下的损伤机制。结果表明：（1）在冻融循环过程中细观损伤对宏观强度的影响显著，孔隙增量参数增加导致应力峰值下降，两者呈负相关；（2）岩堆体的峰值应力随着冻融循环次数的增加而降低，且降低幅度在冻融循环次数为4次前逐渐增大，随后幅度逐渐减小；（3）利用孔隙度分形维数建立的孔隙增量模型，从细观层面有效地验证了岩堆体的冻融损伤是随着冻融损伤次数的增加而增加，该模型的拟合数据与实测数据高度一致，且相比传统模型计算更简便。