粉砂岩干湿循环力学性能劣化及统计损伤模型

内陆港口岩石地基经历不同程度的干湿循环作用，地基承载性能衰减劣化。以干湿循环次数和围压作为试验工况，开展粉砂岩常规三轴压缩试验。假定粉砂岩微元强度服从改进Harris概率分布，从而定义损伤变量，选择M-C强度准则，结合试验结果中弹性模量及内摩擦角的对数型衰减规律，构建一种可反映干湿循环的统计损伤模型，并给出参数解析方法，得到损伤发展曲线。采用新建模型辨识粉砂岩及文献中泥质白云岩和砂岩试验曲线，并经模拟对比。结果表明，粉砂岩弹性模量、黏聚力、内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而逐渐衰减，当循环次数达到16次时，衰减变化曲线趋于平稳，该衰减规律可用对数函数表示；干湿循环促进岩石力学性能衰减劣化，宏观表现为峰值应力的降低；新建模型经验证可行。     

基于核磁共振试验的粉砂岩干湿循环损伤演化研究

受降雨入渗和地下径流影响，内陆港口岩石地基经历着干湿循环作用，地基承载能力随时间推移而逐渐衰减。以粉砂岩为研究对象，开展5种干湿循环条件下的核磁共振和单轴压缩试验。基于几何损伤和能量损伤，结合岩石孔隙体积及弹性模量变化规律，建立两种损伤演化方程，分析粉砂岩干湿循环损伤演化机制。结果表明：粉砂岩T₂谱图表现出3个峰，分别对应微小、小尺寸和大尺寸孔隙，粉砂岩的结构孔隙以微小、小尺寸孔隙为主；随着干湿循环作用的加强，T₂谱峰总面积、孔隙度均表现出幂函数递增规律，岩石孔隙数量逐渐递增；干湿循环促进峰值强度和弹性模量的衰减，当循环次数达到16次时，衰减幅度逐渐平缓。