凍融循環(huán)作用下砂巖無損測(cè)試力學(xué)特性研究

劉 杰， 黎 照， 楊渝南， 唐洪宇， 高 進(jìn)， 沈豪煒

(三峽大學(xué) 三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北 宜昌 443002)

1 研究背景

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多地下資源開采和基礎(chǔ)工程建設(shè)工作逐漸向西南、西北等寒區(qū)發(fā)展。這些地區(qū)冬季溫度較低，春季氣溫變化快，造成巖石內(nèi)的裂隙水凍融交替發(fā)生，使隧道圍巖發(fā)生凍脹破壞等，嚴(yán)重威脅著工程的安全與正常交通運(yùn)行。

本文將通過砂巖的凍融循環(huán)加卸載試驗(yàn)，利用電阻測(cè)試、聲波測(cè)試、滴定測(cè)試、CT掃描、局部細(xì)觀放大技術(shù)等5種可重復(fù)操作的無損檢測(cè)法對(duì)凍融損傷巖樣進(jìn)行分析，進(jìn)一步闡述砂巖凍融后各動(dòng)力學(xué)、物理參數(shù)之間的變化規(guī)律及關(guān)聯(lián)性。

2 試驗(yàn)方法及研究方案

試驗(yàn)巖樣為某高寒山區(qū)邊坡砂巖。依照《水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》[15]及《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[16]的相關(guān)規(guī)定，首先剔除表面存有明顯裂紋、破損等缺陷的巖樣，然后根據(jù)巖樣的密度和縱波波速對(duì)巖樣進(jìn)行二次篩選，最終采用外觀尺寸、密度、縱波波速均相近的巖樣加工成標(biāo)準(zhǔn)試件，試件的高度及直徑分別為100、50 mm；高度及直徑的尺寸誤差在0.3 mm內(nèi)；兩端面的不平行度在0.05 mm內(nèi)，并且兩端面應(yīng)與巖樣軸線垂直，最大偏差角度在0.25°以內(nèi)。

參考《公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》[17]中抗凍性試驗(yàn)的相關(guān)規(guī)定，本試驗(yàn)方案擬定凍融次數(shù)為40次，凍結(jié)和解凍時(shí)間均為4 h，解凍時(shí)水溫為20℃左右。

具體試驗(yàn)方案流程見圖1。

圖1 試驗(yàn)方案流程圖

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 宏觀劣化損傷形態(tài)分析

(1)不同凍融周期下典型巖樣端面劣化照片如圖2所示。

圖2 A-4組典型巖樣不同凍融周期下端面劣化形態(tài)

由圖2可知，隨著凍融周期的增加，巖樣主要劣化損傷區(qū)域的損傷程度加深、損傷面積增大。在第2周期的凍融循環(huán)后，巖樣并未出現(xiàn)明顯的劣化損傷區(qū)域；第4周期凍融循環(huán)后，巖樣一側(cè)端部出現(xiàn)大面積剝蝕，部分巖樣表面出現(xiàn)小塊巖石脫落。在凍融第6周期后，主要劣化損傷區(qū)域在凍融結(jié)束后劣化程度加劇明顯，損傷面積更大，巖樣表面的剝落情況也最為明顯，巖樣端部剝蝕程度加劇，且出現(xiàn)細(xì)小龜裂紋，所有巖樣表面均有不同程度的孔洞產(chǎn)生。

(2)第6周期凍融循環(huán)后典型巖樣側(cè)面劣化照片如圖3所示。

圖3 第6周期凍融后部分巖樣表面裂紋擴(kuò)展情況

由圖3可知，第6期結(jié)束后，巖樣表面的環(huán)向裂紋由尖銳變得圓鈍，裂紋長度達(dá)到1～3cm，寬度達(dá)0～2mm，表明凍融循環(huán)作用加劇了裂紋的發(fā)展(A-2表示A組第2個(gè)砂巖試樣，以此類推)。

3.2 凍融循環(huán)作用后砂巖端面CT掃描結(jié)果

3.2.1 試件外圈層致密性反?，F(xiàn)象及機(jī)理 對(duì)不同凍融循環(huán)周期同一截面的巖樣標(biāo)記位置后用Prospeed F1螺旋CT機(jī)(空間分辨率為0.75mm)進(jìn)行掃描，掃描出的CT圖像如圖4所示。

圖4 A組砂巖試樣1不同凍融次數(shù)斷面CT掃描圖

分別從以下3個(gè)方面對(duì)CT掃描進(jìn)行分析：

(1) CT圖像亮度分析。未凍融試件CT圖像外表層均有一圈明亮的薄層區(qū)域，亮度向內(nèi)層逐漸變暗，漸變范圍為1.0～1.5 cm。CT圖形區(qū)域越亮，則密度越大，表明該范圍內(nèi)試件密度由外向內(nèi)漸變，且外表層密度最大。

(2) CT值分析。如圖5所示。

圖5 A組砂巖試樣1斷面上不同位置CT掃描數(shù)平均值

由圖5分析可知，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，CT數(shù)值成遞減趨勢(shì)，且?guī)r樣外部CT數(shù)值比內(nèi)部下降更為明顯，說明巖樣密度隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸減小，且在循環(huán)次數(shù)相同時(shí)，試樣由內(nèi)到外密度逐漸增大，與CT圖像亮度現(xiàn)象反映的機(jī)理相呼應(yīng)。

(3) 致密性反?，F(xiàn)象及機(jī)理分析。分析認(rèn)為，由于試驗(yàn)中所用的巖樣試件為鉆樣機(jī)所制，在鉆樣機(jī)鉆頭扭轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、巖樣取出的過程中，對(duì)巖樣外層存在多種作用：①鉆頭鉆進(jìn)對(duì)巖樣外層的擠密作用作用后密度值為φ； ②外層膠結(jié)物被破壞并且孔隙結(jié)構(gòu)塌陷，摩擦損傷劣化，劣化后密度值為φ1； ③巖樣鉆進(jìn)取出時(shí)應(yīng)力卸除劣化作用，劣化后密度值為φ2，因此巖樣外層一定范圍內(nèi)的密度值γ有：

γ=φ-φ1-φ2

(1)

若γ>0，則說明對(duì)該種巖樣來說，擠密作用大于劣化作用；若γ<0，則說明對(duì)該種巖樣來說，劣化作用大于擠密作用；若γ=0，則說明對(duì)該種巖樣來說，兩者作用效果相同。

本試驗(yàn)中所用的砂巖巖樣外層密度γ>0，即鉆頭的擠密作用大于巖樣外層的劣化作用。

3.2.2 砂巖試件外圈層的凍裂模式及其機(jī)理分析 圖6為砂巖試樣不同位置CT值的平均值增長幅度，其能更直觀地表現(xiàn)出砂巖在凍融循環(huán)作用后有明顯的劣化效應(yīng)。

圖6 A組砂巖試樣1凍融后斷面CT值增長幅度

(1)凍融循環(huán)后CT增幅值分析。CT值顯示砂巖在凍融循環(huán)作用后有明顯的劣化效應(yīng)。結(jié)合表5和圖6中可以看出：①隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，在任一凍融周期時(shí)有巖樣外圈的CT數(shù)降低的幅度大于其內(nèi)圈，表明凍融作用對(duì)巖樣的外圈影響程度更大；②凍融次數(shù)由10次增加到20次時(shí)，外圈的凍融劣化明顯加劇，內(nèi)圈的凍融劣化作用減緩。

(2)凍融劣化和凍脹束縛作用的提出。分析認(rèn)為：砂巖巖樣的凍融作用β分為兩部分，一部分為凍融劣化作用βL，一部分為凍脹束縛作用βS，即有：

β=βL-βS

(2)

在凍融循環(huán)10次時(shí)，對(duì)于巖石外圈，此時(shí)劣化作用還不太明顯，外圈較致密，因此有βS1較小，βL1較大；對(duì)于巖石的內(nèi)圈，有βL2較大，但外圈里滲入的少量水的凍脹作用對(duì)內(nèi)圈有壓密束縛作用，因此有βL2較大，故有：βL1-βS1>βL2-βS2，即巖樣外圈的凍融劣化程度大于內(nèi)圈，這種現(xiàn)象在一定范圍內(nèi)隨著凍融循環(huán)次數(shù)更為明顯。

當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)增加到20次時(shí)，巖石外圈有劣化程度大、孔隙增多，因此外圈內(nèi)的束縛力減弱，有βS3小接近于0，βL3較大；對(duì)于巖石的內(nèi)圈，由于外圈孔隙增多，因此外圈的滲水量大、進(jìn)水多，凍脹作用較凍融循環(huán)10次時(shí)作用效果更強(qiáng)，束縛力越大，因此有βS4大，βL4較大，由于凍融劣化作用βL對(duì)于同一巖樣在不同凍融周期時(shí)區(qū)別不大，故有：βL3-βS3>βL1-βS1、BL2-BS2>βL4-βS4，即凍融次數(shù)由10次增加到20次時(shí)，外圈的凍融劣化作用加劇，內(nèi)圈的凍融劣化作用減緩。

3.3 砂巖孔隙局部細(xì)觀放大圖像分析

圖7為CT掃描試驗(yàn)組飽水砂巖的凍融循環(huán)作用后對(duì)外層損傷區(qū)域運(yùn)用局部細(xì)觀放大技術(shù)得到的巖樣表層凍融后的放大效果圖。

圖7 多次凍融循環(huán)作用下砂巖表面、棱角放大圖

對(duì)圖7的分析對(duì)比結(jié)果見表1。

表1 凍融循環(huán)作用次數(shù)對(duì)砂巖的影響程度

取表1中不同循環(huán)次數(shù)棱角剝落損傷長度與巖樣表面空隙發(fā)育長度的較大值中不同循環(huán)次數(shù)，對(duì)比結(jié)果如圖8所示。

圖8 凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)巖石的損傷程度對(duì)比圖

通過上述分析可知，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，砂巖表面劣化程度成遞增趨勢(shì)，孔隙發(fā)育長度逐漸增大，說明凍融劣化損傷對(duì)巖石的危害性較大。

4 凍融循環(huán)作用后巖樣參數(shù)敏感性排序及劣化機(jī)理分析

4.1 巖樣物理參數(shù)、動(dòng)力力學(xué)參數(shù)對(duì)凍融作用的敏感性排序

凍融試驗(yàn)完成后，得到巖樣物理參數(shù)、動(dòng)力力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律。為研究其對(duì)凍融作用的敏感性，定義巖樣在凍融循環(huán)過程中，物理參數(shù)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的增長值為增長度，降低值為劣化度，則在各凍融階段相對(duì)于初始值時(shí)的總增長度Gj或總劣化度Sj分別用公式(3)和(4)表示：

(3)

(4)

式中：a0為初始參數(shù)值；aj為凍融循環(huán)第j周期的參數(shù)值。

不同凍融循環(huán)周期時(shí)這3組巖樣物理參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)劣化度或增長度如圖9～16所示。

圖9 不同周期下各組巖樣質(zhì)量劣化度

圖9～16中質(zhì)量m、波速v、浸潤面積s、阻尼比λ、動(dòng)泊松比ud、阻尼系數(shù)C、動(dòng)彈模Ed均為干燥狀態(tài)下測(cè)得，電阻率ρ為解凍狀態(tài)下測(cè)得。

圖10 不同周期下各組巖樣波速劣化度

圖11 不同周期下各組巖樣電阻率劣化度

圖12 不同周期下各組巖樣侵潤面積劣化度

圖13 不同周期下各組巖樣動(dòng)彈性模量劣化度

圖14 不同周期下各組巖樣阻尼比增長度

從圖9～16可以看出，在凍融作用下，各組巖樣的阻尼比、阻尼系數(shù)和動(dòng)泊松比隨凍融循環(huán)周期的增加而增大，質(zhì)量、縱波波速、電阻率、浸潤面積及動(dòng)彈性模量隨凍融循環(huán)周期的增加而減小，且在凍融循環(huán)前期，各參數(shù)的變化速度較快，凍融循環(huán)中后期，變化速度相對(duì)變慢。表2為各組巖樣參數(shù)在6個(gè)凍融周期后對(duì)凍融作用的敏感性比較，6個(gè)凍融周期后3組巖樣各參數(shù)劣化度(增長度)平均值比較見圖17。

圖15不同周期下各組巖樣阻尼系數(shù)增長度 圖16不同周期下各組巖樣動(dòng)泊松比增長度

表2 各物理、動(dòng)力力學(xué)參數(shù)6次凍融循環(huán)后最終劣化度(增長度) %

圖17 各物理、動(dòng)力力學(xué)參數(shù)6次凍融循環(huán)后最終劣化度(增長度)比較

凍融循環(huán)作用下，巖樣表面空隙及細(xì)微裂隙出現(xiàn)不同程度的擴(kuò)張，表明巖樣受到不同程度的凍融損傷，巖樣性質(zhì)逐漸弱化，且損傷是由表及里逐漸產(chǎn)生侵蝕。由此可知，凍融循環(huán)作用下，巖樣質(zhì)量、縱波波速、電阻率隨凍融周期增大而減小；試樣在融化狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)電性增加；干燥時(shí)定量溶液在巖樣表面沿深度方向擴(kuò)散的部分逐漸變多，擴(kuò)散面積減??；巖樣一旦出現(xiàn)孔隙和裂紋的開裂貫通，縱波波速和電阻率就出現(xiàn)變化，而浸潤面積和質(zhì)量的變化是裂紋不斷累積并達(dá)到一定程度后產(chǎn)生的，因此前兩種參數(shù)較后兩種參數(shù)對(duì)凍融劣化作用更敏感。

從圖17和表2可以看出，隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加，阻尼比λ的變化最大，質(zhì)量變化最小，考慮到巖石樣本數(shù)量較少，且3組巖樣的加載幅值較接近，可認(rèn)為凍融循環(huán)作用對(duì)這3組巖樣物理及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響次序一致，因此各參數(shù)對(duì)凍融循環(huán)作用的敏感性排序如下：阻尼比λ>動(dòng)泊松比ud>電阻率ρ>阻尼系數(shù)C>縱波波速v>浸潤面積S>動(dòng)彈性模量Ed>質(zhì)量m。

4.2 參數(shù)之間變化關(guān)系及機(jī)理分析

4.2.1 質(zhì)量與其他參數(shù)的變化規(guī)律 3組試樣的質(zhì)量與凍融循環(huán)周期的關(guān)系見圖18；質(zhì)量與其他參數(shù)的關(guān)系見圖19～22。

圖18 不同周期下各組巖樣質(zhì)量變化曲線

圖19 質(zhì)量與縱波波速關(guān)系圖

由圖18可知，隨著凍融周期的增加，在水化、物理及力學(xué)共同作用下，巖樣的質(zhì)量m與凍融周期呈線性減小關(guān)系，巖樣內(nèi)部的孔隙、微裂隙在循環(huán)作用下不斷擴(kuò)張，巖樣內(nèi)部孔隙率增多，滲水通道增加，巖樣表面固體顆粒脫落程度增大，個(gè)別巖樣出現(xiàn)斷裂、剝落，因而巖樣質(zhì)量減小。而通常情況下，當(dāng)介質(zhì)密度越小、均一性越差時(shí)，超聲波的傳播速度就越慢，反之則越快，凍融循環(huán)作用后巖樣內(nèi)孔隙率增大，巖體內(nèi)聲波由“固-固”傳播變?yōu)椤肮?氣-固”傳播，因而縱波波速v減小，由圖19可以看出，縱波波速與質(zhì)量呈指數(shù)關(guān)系減少，縱波波速減少幅度大于質(zhì)量的減少幅度。

圖20 質(zhì)量與阻尼系數(shù)關(guān)系圖

圖21 質(zhì)量與阻尼比關(guān)系圖

圖22 質(zhì)量與動(dòng)彈模關(guān)系圖

由圖20～22可知，隨著凍融周期的增加，質(zhì)量與阻尼系數(shù)C、阻尼比λ、動(dòng)彈模Ed均呈指數(shù)關(guān)系，即x=keam，(其中x=C、λ、Ed；k、am為任意不為0的常數(shù))但質(zhì)量與動(dòng)彈模呈指數(shù)關(guān)系遞減，質(zhì)量與阻尼系數(shù)、阻尼比呈指數(shù)關(guān)系遞增。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，巖石的動(dòng)彈性模量Ed、阻尼比λ、阻尼系數(shù)C的關(guān)系圖見圖23，三者及相關(guān)參數(shù)的表達(dá)式見公式(5)～(8)。

(5)

(6)

(7)

(8)

式中：Ed為動(dòng)彈性模量，GPa；σd max為滯回環(huán)的最大動(dòng)應(yīng)力,MPa；εd max、εd min分別為滯回曲線最大、最小動(dòng)應(yīng)變；εl max為εd max對(duì)應(yīng)的橫向應(yīng)變，εl min為εd min對(duì)應(yīng)的橫向應(yīng)變；λ為阻尼比；C為阻尼系數(shù),kN/(mm/s)；A為圖23中滯回環(huán)(ABCDA)面積,mm2；As為圖中陰影部分三角形(AOE)面積,mm2；X為滯回環(huán)對(duì)應(yīng)的縱向振動(dòng)振幅；m為巖樣的質(zhì)量,g；ω為固有頻率,Hz。因此可以得到凍融循環(huán)作用后，裂隙和空隙增多，在應(yīng)力一定時(shí)，縱向應(yīng)變?cè)龃?，因此?dòng)彈性模量Ed減小；裂隙越多，相同幅值下巖樣吸收的能量，即為圖23中的滯回環(huán)面積越大，巖樣總的吸收的能量中轉(zhuǎn)化為塑性能的部分也將增大，因此阻尼系數(shù)C將增大，阻尼比λ也增大。

圖23 動(dòng)應(yīng)力-動(dòng)應(yīng)變滯回環(huán)

4.2.2 波速與其他參數(shù)的變化規(guī)律 3組巖樣的縱波波速與其他參數(shù)之間的關(guān)系見圖24～26。

由圖24～26可知，巖樣的縱波波速v與阻尼系數(shù)C、動(dòng)泊松比ud、阻尼比λ均采用冪函數(shù)關(guān)系擬合，擬合度較好，相關(guān)系數(shù)R2均在0.897～0.99之間，其擬合表達(dá)式為：

X=kva

(9)

式中：X=C、ud、λ；k、a為任意不為0的常數(shù)。

由此可知，阻尼系數(shù)C、動(dòng)泊松比ud、阻尼比λ均與縱波波速v呈乘冪關(guān)系增大，因此，可根據(jù)此規(guī)律預(yù)測(cè)后續(xù)巖樣在凍融循環(huán)作用下參數(shù)的變化趨勢(shì)，也可以根據(jù)這幾種參數(shù)的某一種參數(shù)的變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)其他參數(shù)的變化趨勢(shì)。上述規(guī)律在凍融循環(huán)周期40次以下時(shí)適用，循環(huán)次數(shù)增加后的規(guī)律有待進(jìn)一步的研究。

圖24 波速與阻尼系數(shù)關(guān)系圖

圖25 波速與動(dòng)泊松比關(guān)系

進(jìn)一步分析3組巖樣的縱波波速與凍融循環(huán)周期及動(dòng)彈性模量的關(guān)系，結(jié)果見圖27～28。

圖26 波速與阻尼比關(guān)系圖

圖27 不同周期下各組巖樣縱波波速變化曲線

圖28 縱波波速與動(dòng)彈模關(guān)系圖

由圖27～28可知，對(duì)動(dòng)彈性模量Ed與縱波波速v進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，采用對(duì)數(shù)函數(shù)擬合得到的相關(guān)系數(shù)較高，其對(duì)數(shù)擬合表達(dá)式為：

Ed=kln(v)-a(其中k、a>0)

(9)

經(jīng)分析可知，隨著凍融周期增大，3種加載方式下巖樣的縱波波速均呈降低趨勢(shì)，說明巖樣經(jīng)過凍融循環(huán)作用后，巖樣內(nèi)部孔隙體積增大，導(dǎo)致3種加載方式下巖樣內(nèi)部應(yīng)變均增大，巖樣產(chǎn)生一定程度的劣化，動(dòng)彈模Ed減小。

4.2.3 動(dòng)泊松比與其他參數(shù)的變化規(guī)律 3組巖樣的動(dòng)泊松比與其他參數(shù)的變化關(guān)系見圖29～31。

圖29 動(dòng)泊松比與質(zhì)量關(guān)系圖

圖30 動(dòng)泊松比與阻尼系數(shù)關(guān)系圖

圖31 動(dòng)泊松比與阻尼比關(guān)系圖

從圖29～31中可以看出，隨著凍融周期的增加，動(dòng)泊松比ud與巖樣質(zhì)量呈指數(shù)關(guān)系遞減，即ud=keam(其中k>0，am<0)；動(dòng)泊松比與阻尼系數(shù)C呈指數(shù)關(guān)系遞增，即ud=keac(其中k、ac>0)；動(dòng)泊松比與阻尼比λ呈冪函數(shù)關(guān)系增大，即ud=kλa(其中k、a>0)。在材料的比例極限內(nèi)，由均勻分布的縱向應(yīng)力所引起的橫向應(yīng)變與相應(yīng)的縱向應(yīng)變之比的絕對(duì)值即為動(dòng)泊松比ud，因此當(dāng)巖樣的孔隙增大時(shí)動(dòng)泊松比ud增大。

4.2.4 動(dòng)彈性模量與其他參數(shù)的變化規(guī)律 3組巖樣的動(dòng)彈性模量與阻尼比及阻尼系數(shù)的變化關(guān)系分別見圖32和33。阻尼比的變化反映了巖樣在凍融循環(huán)過程中能量消耗的變化。 由圖32、33分析可知，隨著動(dòng)彈性模量的增大，試驗(yàn)巖樣的阻尼系數(shù)、阻尼比均呈線性遞減趨勢(shì)；隨著加載值的增大，阻尼系數(shù)逐漸減小，且在加載值較小時(shí)，阻尼比的下降速率較大，隨著加載值的增大，阻尼比的下降速率有所減緩；說明巖樣在同一循環(huán)周期下，當(dāng)加載應(yīng)力值增大時(shí)，一定程度上巖樣的密實(shí)度相應(yīng)增加，剛度同時(shí)增大，相應(yīng)地應(yīng)力-應(yīng)變滯回環(huán)面積減小，即在同一循環(huán)周期下巖樣消耗的能量減小，因此，阻尼比也相應(yīng)減小，動(dòng)彈模則相應(yīng)增大。

圖32 動(dòng)彈性模量與阻尼比關(guān)系圖

圖33 動(dòng)彈模與阻尼系數(shù)關(guān)系圖

5 結(jié) 論

(1)根據(jù)凍融循環(huán)試驗(yàn)后的巖樣的端面、側(cè)立面及局部細(xì)小處的劣化形態(tài)，采用無損CT掃描技術(shù)手段、巖樣表面局部細(xì)觀放大圖作為佐證，確定了凍融循環(huán)作用下的砂巖劣化模式，分析了巖樣致密性反?，F(xiàn)象，得出凍融循環(huán)次數(shù)與CT數(shù)值、巖樣密度之間呈反比的關(guān)系。

(2)凍融中的砂巖試樣經(jīng)過CT掃描后發(fā)現(xiàn)存在有兩種凍融規(guī)律：①任一凍融周期時(shí)巖樣的外圈層劣化效應(yīng)比內(nèi)圈層大；②當(dāng)凍融次數(shù)由10次增加到20次時(shí)，外圈層的凍融劣化作用明顯加劇，內(nèi)圈層的凍融劣化作用減緩。根據(jù)此規(guī)律，首次提出砂巖巖樣的凍融劣化作用(β)應(yīng)分為兩部分，即凍融劣化作用(βL)和凍脹束縛作用(βS)，且凍融劣化作用 為兩者的差值，根據(jù)此結(jié)論合理地解釋了這兩種規(guī)律產(chǎn)生的原因。

(3)隨著凍融次數(shù)的增加，各個(gè)物理、動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)凍融循環(huán)作用的敏感性排序?yàn)樽枘岜?動(dòng)泊松比>電阻率>阻尼系數(shù)>縱波波速>浸潤面積>動(dòng)彈性模量>質(zhì)量，根據(jù)這一結(jié)論可以僅按次序檢測(cè)巖樣中區(qū)分度大的參數(shù)，即可快速區(qū)分同種巖石的凍融程度，以減少檢測(cè)的工作量。

(4)在凍融過程中巖樣各參數(shù)與損傷形態(tài)有著直接聯(lián)系，損傷范圍的擴(kuò)展是物理力學(xué)參數(shù)劣化的最直觀的表現(xiàn)形式，而各個(gè)參數(shù)的劣化是損傷擴(kuò)展的根本因素，這三者的變化表明在凍融作用下巖樣的性質(zhì)不斷發(fā)生弱化。