地科学院温韬教授团队长期从事冻融岩石力学、滑坡演化机理及预测与防治、岩土体稳定性评价与数值模拟、岩石力学特性表征、机器学习等方面的研究，团队硕士生郭威在核心期刊《矿业研究与开发》上发表题为《冻融作用下寒区砂岩力学特性劣化规律及数值分析》的研究论文。长江大学地球科学学院为论文第一署名单位，硕士生郭威为论文第一作者，温韬教授为该文通讯作者，本项研究得到西藏自治区科技项目和国家自然科学基金项目共同资助。

研究冻融岩石的物理力学特性损伤劣化规律和岩石渐进劣化机制对于保障寒区工程建设的稳定性具有实际意义。文章以高寒地区砂岩为研究对象，对五组岩样进行0、10、20、30和40次不同周期的冻融循环试验，再进行围压为0MPa、3MPa、6MPa、9MPa和12MPa的常规三轴试验，之后建立PFC3D模型对比分析砂岩力学劣化规律和宏微观能量变化趋势。研究结果表明：冻融次数和围压的增加导致岩石的破坏从脆性向延性转变。随着冻融次数的增加，岩石峰值黏聚力、内摩擦角及弹性模量都大幅下降。随着围压的增加，岩石峰值总能量、弹性能及耗散能都大量增加。总裂纹数、拉张裂纹数和剪切裂纹数都随着轴向应变的增加展现出S型增长的特点，加载初期以剪切裂纹为主，加载至塑性阶段开始出现拉伸裂纹。研究结果可为寒区岩石力学特性劣化机理及变形破坏分析提供一定的指导。

图1 不同围压下应力应变曲线

图2 0次和40次冻融循环时不同围压下能量变化规律

图3 0次和40次冻融循环时不同围压下岩样破裂特征

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