中南大学Shi, Zhanming：冻融和循环荷载耦合作用下红砂岩疲劳特性及能量演化分析
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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International Journal of Fatigue
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Fatigue characteristics and energy evolution analysis of red sandstone under the coupling of freeze–thaw and cyclic loading
Li J.; Li J.; Shi Z.; Wang M.; Tan H.
Published：2024-08-01
DOI：10.1016/j.ijfatigue.2024.108331
研究背景
在寒冷地区，岩体工程的安全性一直备受关注。然而，目前存在一个问题，即在冻融和循环加载的耦合作用下，红砂岩的疲劳特性和能量演化如何影响岩体的工程安全性，这是一个值得探讨的话题。
研究内容
这篇论文探讨了红砂岩在冻融和循环加载耦合作用下的疲劳特性和能量演化。首先，通过皮尔逊相关系数方法计算了红砂岩样本的疲劳寿命、破坏应力与冻融循环次数之间的相关性。其次，利用图像积分方法和最小二乘法分析了样本的能量演化。最后，通过一个概念化模型讨论了样本在冻融和循环加载耦合作用下的损伤机制。研究结果表明，冻融循环次数与疲劳寿命和破坏应力呈负相关。冻融和疲劳损伤的增加导致样本的延性增加，刚度降低。样本的总能量密度、弹性能量密度和耗散能量密度与应力水平呈二次多项式关系。能量存储和耗散系数分别与冻融循环次数呈负相关和正相关。
研究意义
这项研究为了解红砂岩在特定环境条件下的疲劳特性和能量演化提供了重要见解。在岩体工程领域，这些发现有助于优化工程设计和提高工程施工的安全性，为冻融和循环加载环境下的岩石工程提供了重要参考。
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