孔隙水实时作用下冻结饱水砂岩的三轴压缩试验

为研究孔隙水压力实时作用下冻结饱水砂岩的力学特性,开展了4个地应力梯度下砂岩常温(20℃)和负温(-5℃)、有孔隙水压力和无孔隙水压力条件下的三轴压缩力学特性研究,并对冻结前后砂岩试样进行微观扫描电镜测试。结果表明:低温冻结可以强化砂岩试样的三轴抗压强度,冻结后形成的孔隙冰可以隔绝孔隙水的流动;孔隙水压力在常温和负温情况下均会弱化砂岩三轴抗压强度,且在常温状态下更为显著;随着地应力的增大,常温情况下孔隙水压力对砂岩试样三轴抗压强度的弱化作用逐渐变强,负温情况下则相反;有孔隙水压力冻结的砂岩弹性模量普遍低于同地应力条件下无孔隙水压力冻结砂岩试样,且弹性模量随着地应力的增大先增长然后逐渐衰弱;砂岩试样在常温条件下加载破坏面多为平滑的剪切破坏,冻结之后破坏面多呈“S”状;有孔隙水压作用的砂岩试样微观结构中有更多的冻结散落颗粒和碎屑,冻结条件下更为显著。