冻融循环作用下金属矿山边坡硬岩耐久性研究.pdf

冻融循环作用下金属矿山边坡硬岩耐久性研究 ① 闻 磊１，２， 李夕兵１， 陈光辉１， 刘 冰１ （１．中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙 ４１００８３； ２．长沙矿山研究院有限责任公司，湖南 长沙 ４１００１２） 摘 要 对取自西藏玉龙铜矿边坡不同钻孔的灰岩、石英砂岩岩样进行了温度区间为－２０～２０ ℃的冻融循环实验，研究了岩样的抗 拉强度变化趋势，将 Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 等提出的衰变函数模型引入到解决寒区露采矿山边坡硬岩长期稳定性的研究中，计算得到了不同位 置两种岩性的衰变常数和半衰期，由此分析了该矿山边坡岩石的耐久性。 研究发现 Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 等提出的衰变函数模型适用于解决 寒区露采矿山边坡坚硬岩石耐久性问题，相同岩性不同组成的岩石耐久性可能会有较大差别，为露采矿山边坡安全维护提供了参 考和帮助。 关键词 冻融循环； 露采矿山； 寒区露采； 边坡安全； 衰变函数； 耐久性 中图分类号 ＴＵ４５；ＴＤ８５４文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１４．０６．００３ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１４）０６－００１０－０４ Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ Ｃｙｃｌｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｈａｒｄ Ｒｏｃｋｓ ｏｆ Ｓｌｏｐｅ ｉｎ Ｍｅｔａｌ Ｍｉｎｅ ＷＥＮ Ｌｅｉ１，２，ＬＩ Ｘｉ⁃ｂｉｎｇ１，ＣＨＥＮ Ｇｕａｎｇ⁃ｈｕｉ１，ＬＩＵ Ｂｉｎｇ１ （１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１２， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｆｏｒ ｒｏｃｋ ｓａｍｐｌｅｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｔｉｂｅｔ Ｙｕｌｏｎｇ Ｃｏｐｐｅｒ Ｍｉｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ －２０～２０ ℃， ｆｏｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｒｏｃｋ ｓａｍｐｌｅｓ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂｙ Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｎｇ⁃ｓｔａｎｄｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｏｐｅｎ⁃ｐｉｔ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅ ｓｌｏｐｅ ｉｎ ｃｏｌｄ ｒｅｇｉｏｎ， ａｎ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｈａｌｆ⁃ｌｉｆｅ ｏｆ ｒｏｃｋｓ ｏｆ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｉｔｈｏｌｏｇｙ ａｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｔｈｅｎ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｒｏｃｋｓ． Ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｄｅｃａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂｙ Ｍｕｌｕｔｕｒｋ ｃａｎ ｂｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈａｒｄ ｒｏｃｋ ｉｎ ｏｐｅｎ⁃ｐｉｔ ｍｉｎｅ ｉｎ ｃｏｌｄ ｒｅｇｉｏｎ． Ｉｔ ｒｅｖｅａｌｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈａｒｄ ｒｏｃｋ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｌｉｔｈｏｌｏｇｙ ｂｕｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ， ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｂｅ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｓｌｏｐｅ ｓａｆｅｔｙ ｉｎ ｏｐｅｎ⁃ｐｉｔ ｍｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ ｃｙｃｌｅｓ； ｏｐｅｎ⁃ｐｉｔ ｍｉｎｅ； ｏｐｅｎ⁃ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ｉｎ ｃｏｌｄ ｒｅｇｉｏｎ； ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； ｄｅｃａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ； ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ 土体的冻融研究起步较早，也较深入，岩石的冻融 研究相对滞后。 近年来，国内外对岩石冻融研究取得 了一定成果［１－９］，并且引入了一些现代化手段［１０－１２］。 目前国内外对于冻融影响下岩石耐久性有了一定的研 究，文献［１３］建立了衰变函数模型来分析岩石受冻融 作用下的完整性损失，其主要不足是仅使用了回弹硬 度来预测岩石的完整性损失，岩石的其他力学参数并 未涉及。 文献［１４］通过对灰岩进行冻融循环实验再 次对该衰变函数模型进行了评价。 文献［１５］采用该 衰变函数模型对建筑石材的长期稳定性进行了分析。 以上岩石耐久性实验研究对象主要为建筑用石材，目 前针对寒区露采矿山边坡坚硬岩石的长期稳定性研究 还不充分。 Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 等提出的衰变函数模型在国外 探讨广泛，而在国内涉及较少。 随着中国西部地区开 发程度的不断加大，西部高原地区极端环境的采矿业 面临诸多挑战，解决冻融循环影响下露天开采金属矿 山边坡岩石冻融耐久性是一项重要课题。 本文针对露采矿山边坡破坏模式的特点， 将 Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 等提出的衰变函数模型引入到解决寒区露 天开采矿山边坡问题中，为解决矿山边坡长期稳定性 提供了新的方法和思路。 岩石的抗拉能力远低于其抗 压能力，且抗拉强度受外界作用的影响较为显著［１６］， ①收稿日期 ２０１４－０６－２３ 基金项目 “９７３ 课题”（２０１２ＣＢ７２４２０７） 作者简介 闻 磊（１９８３－），男，河北保定人，博士研究生，主要从事矿山岩石力学研究。 第 ３４ 卷第 ６ 期 ２０１４ 年 １２ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３４ №６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１４ 冻融岩石的抗拉强度是非常重要的力学指标，往往控制 着寒区岩体结构的稳定性［１７］，寒区露采矿山浅层岩石 的抗拉强度是反映露采边坡长期稳定性的重要指标，因 此可根据抗拉强度变化分析其冻融耐久性。 通过对取 自西藏玉龙铜矿不同边坡不同钻孔的石英砂岩和灰岩 进行冻融循环实验，得到岩石的抗拉强度，验证了该衰 变函数模型在露采矿山边坡中的适用性，并对矿山边 坡岩石耐久性进行了分析。 研究发现 Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 等提 出的衰变函数模型适用于解决寒区露采矿山边坡坚硬 岩石耐久性问题，相同岩性不同组成的岩石可能会有 差别较大的冻融耐久性。 １ 实验方法 本次实验主要测试冻融循环作用下，取自西藏玉 龙铜矿拟设计露天采场境界内不同边坡的石英砂岩和 灰岩的抗拉强度，据此分析其冻融耐久性。 石英砂岩取自编号 ４－１、１７－１、５－１ 的钻孔，灰岩 取自编号 ４－１、１７－１、５－２ 的钻孔。 试验在长沙矿山研 究院金属非金属矿山国家重点实验室进行。 通过视觉 和岩石声波仪对岩样进行筛选，剔除表观差异明显，声 波波速差异较大的岩样，通过岩样的筛选可减少测试 结果的离散性。 实验采用劈裂法测试岩样抗拉强度， 试样为圆柱体，直径约 ５０ ｍｍ，高约 ３５ ｍｍ，高径比为 ０．７∶１。 抗拉强度试验试样每个钻孔每种岩样各取 １２ 块，３ 块为一组，岩样试件共 ７２ 块。 根据矿区所在地多年气象资料，选取冻融温度区 间为－２０～２０ ℃。 首先将饱水岩样放入－２０ ℃恒温箱 中冻结 １２ ｈ 后，再放入 ２０ ℃蒸馏水中融化 １２ ｈ，每个 冻融循环周期为 ２４ ｈ，如此反复数次。 每种岩样各取 自 ３ 个钻孔，试验过程中，岩样按钻孔编号进行归类， 每 ３ 块岩样为 １ 组，每个钻孔岩样抗拉强度试验分为 ４ 组，第 １ 组用于室温 ２０ ℃ 情况下岩石抗拉试验，其 余分别进行 １０、２０、３０ 次冻融循环的常温、饱和抗拉 试验。 ２ 实验结果 ２．１ 岩样基本物理指标 将岩样放入烘干箱（温度控制在 １０５ ℃）中烘干 至恒重，然后将试件用真空抽气法进行强制饱水，真空 压力值为 ０．１ ＭＰａ，抽气时间为 ６ ｈ，抽完浸泡 ２４ ｈ，称 出岩样饱和后的质量，经计算得到岩样的初始物理参 数平均值，见表 １。 可见，２ 号试件饱和吸水率较大，表 明其张开型孔隙率较大，张开型孔隙数量较多且连通 性较好。 表 １ 岩石基本物理指标 试样 编号 岩石 种类 钻孔 编号 干密度 ／ （ｇｃｍ －３ ） 饱和吸水率 ／ ％ １４－１２．７１０．５７ ２石英砂岩１７－１２．６５０．６８ ３５－１２．７６０．２２ ４４－１２．６８０．２４ ５灰岩１７－１２．６６０．１７ ６５－２２．６４０．１５ ２．２ 抗拉强度变化 本次采用劈裂试验法测定岩石试块抗拉强度。 劈 裂法测定抗拉强度是通过在圆柱体试样的直径方向上 施加压力，使岩样受压中心线产生水平向受拉状态，沿 径向产生张拉破坏，通过劈裂破坏时施加的压力换算 出岩石的抗拉强度。 室温下，对取自不同钻孔的两种岩石，经历不同冻 融循环次数后，进行了劈裂试验，试样抗拉强度随冻融 循环次数变化关系见图 １。 图 １ 冻融循环次数与抗拉强度关系 试块的抗拉强度随冻融次数的增加均有所下降。 ４ 号试件初始抗拉强度最大，２ 号试件初始抗拉强度最 小。 随着冻融次数的增加，４ 号、２ 号和 １ 号试件抗拉 强度下降较为明显，６ 号试件抗拉强度下降较为缓慢， ３０ 次冻融循环后抗拉强度仍达到初始值的 ９０％。 试 样抗拉强度的变化趋势与孔隙率有关，尤其是与张开 型孔隙及其连通性有密切关系，这与其他学者的研究 结果是一致的。 ３ 衰变函数模型 Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 等提出的衰变函数模型［１３］采用衰变常 数和半衰期两个参数表示岩石衰变率，该函数模型可 表示为 ＩＮ ＝ Ｉ ０ｅ －λＮ （１） 式中 ｅ－λＮ为衰减系数；λ 为衰变常数；Ｎ 为循环冻融次 数；Ｉ０表示岩石初始完整性；ＩＮ表示岩石冻融 Ｎ 次后 １１第 ６ 期闻 磊等 冻融循环作用下金属矿山边坡硬岩耐久性研究 的完整性。 半衰期（Ｎ１／ ２）表示岩石完整性指标降至初始值一 半时的冻融循环次数 Ｎ１／ ２＝ ｌｎ２λ ≈ ０．６９３λ（２） 式（１）、式（２）为文献［１３］提出的岩石冻融衰变函 数模型，可根据图 ２ 求得冻融循环影响下岩石的衰变 常数。 将实测数据拟合成指数关系式 Ｐ ＝ Ａｅ－Ｂｎ的形 式，Ｂ 值即为衰变常数 λ。 图 ２ 岩石衰变常数求取方法图 ４ 岩石耐久性分析 本次实验所得岩石抗拉强度变化规律曲线及拟合 公式如图 ３ 所示，根据图（３）及式（２）计算得到的岩石 衰变常数及半衰期见表 ２，岩性与半衰期关系见图 ４。 图 ３ 岩石抗拉强度与冻融循环次数拟合曲线及拟合公式 表 ２ 岩石衰变常数及半衰期 试件编号衰变常数 λ 半衰期 Ｎ１／ ２ １０．０１０６９．３ ２０．０１４４９．５ ３０．００３２３１．０ ４０．０１３５３．３ ５０．００８８６．６ ６０．００７９９．０ 图 ４ 岩性与半衰期关系图 由图 ３ 可知，岩石抗拉强度拟合曲线与实测值拟 合相关性系数较高，拟合程度较好。 因此，Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 的岩石衰变函数模型适用于解决寒区露采矿山边坡硬 岩长期稳定性问题。 根据 Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 的岩石衰变函数模型，衰变常数、 半衰期是表示岩石冻融循环作用下耐久性的参数。 岩 石半衰期与衰变常数成反比，岩石的衰变常数越小，岩 石抵抗冻融风化的能力越强，岩石抗冻融风化能力随 半衰期的增大而增强。 根据计算结果，石英砂岩中，３ 号试件衰变常数最小，半衰期最大，达到 ２３１ 次冻融循 环，具有较大的抗冻融风化能力。 ２ 号试件衰变常数 最大，半衰期最小，为 ４９．５，抗冻融风化能力较差。 灰 岩中，６ 号试件具有较大的抗冻融风化能力，４ 号的试 件抗冻融风化能力较差。 当矿山边坡表层岩石由石英 砂岩覆盖时，当岩性组成与 ３ 号试件相近时，具有较强 的抗冻融风化能力，对矿山安全生产有利；当岩性组成 与 ２ 号试件相近时，不利于矿山安全，应加强对此类边 坡的监测和支护，避免滚石和浅层滑坡。 由图 ４ 可知，相同岩性的岩石可能会有差别较大 的冻融耐久性，不能仅凭岩性来判别岩石的抗冻融风 化能力，岩石抗冻融能力不仅与岩性有关，而且与岩石 成分组成比例、孔隙度等因素有关，更和岩石含水率有 密切关系［１８－１９］。 ３ 号和 ６ 号试件孔隙率较小，抗冻融 风化能力较强，冻融耐久性较好；２ 号和 ４ 号试件孔隙 率较大，冻融耐久性差，说明岩石冻融耐久性与其孔隙 率，尤其是和张开型孔隙及其贯通程度有密切关系。 岩石是颗粒、矿物晶体相互胶结或粘结在一起的 ２１矿 冶 工 程第 ３４ 卷 聚集体，其内部存在大量的节理、层理、裂纹等缺陷。 岩石冻融循环后，岩石中的孔洞、细小裂纹发生了扩 展，同时，矿物晶体受温度应力影响，各种矿物晶体发 生变形，膨胀系数不同而导致岩样内部变形不协调，使 原生微裂纹变得更大，经过不断累积，这些晶粒间相互 发生错动，晶粒间界面的初始状态受到破坏，围绕晶粒 界面形成细观裂面。 当岩石矿物成分均匀，变形较协 调，孔隙率较低时，受冻融影响较弱，冻融循环对岩样 的破坏较小，岩石具有较好的冻融耐久性；当岩石孔隙 率大，矿物成分复杂，温度应力在岩石内部集中，冻融 循环对岩样的结构破坏较大，可对岩样造成较大的损 伤，岩石具有较差的冻融耐久性。 随着冻融次数增加， 岩样内部裂隙不断扩展，不同岩石孔隙率及矿物组成 不同，使得岩石在相同冻融条件下，表现出不一样的冻 融耐久性。 ５ 结 语 Ｍｕｔｌｕｔｕｒｋ 等建立的衰变函数模型适用于解决寒 区露采矿山边坡硬岩的耐久性问题。 基于该衰变函数 模型分析得出，该矿山边坡石英砂岩中，３ 号试件具有 较好的耐久性，２ 号试件耐久性较差。 灰岩中，６ 号试 件耐久性较好，４ 号试件抗冻融耐久性较差。 当矿山 边坡表层岩石由石英砂岩覆盖时，当岩性组成与 ３ 号 试件相近时，具有较强的抗冻融风化能力，对矿山安全 生产有利；当岩性组成与 ２ 号试件相近时，不利于矿山 安全，应加强对此类边坡的监测和支护，避免滚石和浅 层滑坡。 相同冻融条件下，不同孔隙率及矿物组成的岩石 表现出不一样的冻融耐久性。 随着冻融次数增加，岩 样内部裂隙不断扩展，不能仅凭岩性来判别岩石的抗 冻融风化能力，岩石抗冻融能力不仅与岩性有关，而且 与岩石成分组成比例、孔隙度等因素有关，矿山边坡的 安全不能忽略这些指标，相同岩性不同组成的岩石可 能会有差别较大的冻融耐久性。 参考文献 ［１］ Ｄｅｌ Ｒｏａ Ｌ Ｍ，Ｌｏｐｅｚ Ｆ，Ｅｓｔｅｂａｎ Ｆ Ｊ，ｅｔ ａｌ． Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ ｇｒａｎｉｔｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ａｎｄ ｔｈａｗｉｎｇ［Ｃ］∥２００５ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，２００５４１５－４１８． ［２］ Ｓｏｎｄｅｒｇｌｄ Ｃ Ｈ， Ｒａｉ Ｃ Ｓ． Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ ｃｈａｎｇｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ ｃｙｃｌｅｓ ｉｎ Ｂｅｒｅａ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ［Ｊ］． Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２００７，７２（２） ９９－１０５． ［３］ Ｙａｖｕｚ Ｈ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｏｃｋ ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａｎ ａｎｄｅｓｉｔｅ ｓｔｏｎｅ［Ｊ］． Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１１，７０（２）１８７－１９２． ［４］ Ｊａｖｉｅｒ Ｍ Ｍ，Ｄａｖｉｄ Ｂ，Ｍｉｇｕｅｌ Ｇ Ｈ，ｅｔ ａ１． Ｎｏｎ⁃ｌｉｎｅａｒ ｄｅｃａｙ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｔｏｎｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ［Ｊ］． Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１３，３８４４３－４５４． ［５］ Ｌｉｕ Ｈ，Ｎｉｕ Ｆ Ｊ，Ｘｕ Ｚ Ｙ，ｅｔ ａ１． Ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｔｉｂｅｔａｎ Ｐｌａｔｅａｕ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒｅｅｚｅ⁃ ｔｈａｗ ｃｙｃｌｅｓ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｉｎ Ｃｏｌｄ ａｎｄ Ａｒｉｄ Ｒｅｇｉｏｎｓ，２０１２，４（１）２１－ ２７． ［６］ 杨更社，奚家米，李慧军，等． 三向受力条件下冻结岩石力学特性 试验研究［Ｊ］． 岩石力学与工程学报，２０１０，２９（３）４５９－４６４． ［７］ 张慧梅，杨更社． 冻融与荷载耦合作用下岩石损伤模型的研究 ［Ｊ］． 岩石力学与工程学报，２０１０，２９（３）４７１－４７６． ［８］ 刘泉声，康永水，刘小燕． 冻结岩体单裂隙应力场分析及热⁃力耦 合模拟［Ｊ］． 岩石力学与工程学报，２０１１，３０（２）２１７－２２３． ［９］ 刘泉声，康永水，黄 兴，等． 裂隙岩体冻融损伤关键问题及研究 状况［Ｊ］． 岩土力学，２０１２，３３（４）９７１－９７８． ［１０］ 杨更社，蒲毅彬，马 巍． 寒区冻融环境条件下岩石损失扩展研 究探讨［Ｊ］． 实验力学，２００２，１７（２）２２０－２２６． ［１１］ 李杰林，周科平，张亚民，等． 基于核磁共振技术的岩石孔隙结构 冻融损伤试验研究［Ｊ］． 岩石力学与工程学报，２０１２，３１（６） １２０８－１２１４． ［１２］ 杨更社，蒲毅彬． 冻融循环条件下岩石损伤扩展研究初探［Ｊ］． 煤炭学报，２００２，２７（４）３５７－３６０． ［１３］ Ｍｕｔｌｕｔｒｋ Ｍ，Ａｌｔｉｎｄａｇ Ｒ，Ｔｒｋ Ｇ． Ａ ｄｅｃａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎ⁃ ｔｅｇｒｉｔｙ ｌｏｓｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ｗｈｅｎ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ ｃｙｃｌｅｓ ｏｆ ｆｒｅｅｚｉｎｇ⁃ｔｈａ⁃ ｗｉｎｇ ａｎｄ ｈｅａｔｉｎｇ⁃ｃｏｏｌｉｎｇ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎ⁃ ｉｃｓ ＆ Ｍｉｎｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００４，４１２３７－２４４． ［１４］ Ａｌｔｉｎｄａｇ Ｒ，Ａｌｙｉｌｄｉｚ Ｉ Ｓ，Ｏｎａｒｇａｎ Ｔ． Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｇｎｉｍｂｒｉｔｅ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ ｃｙｃｌｅｓ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａ⁃ ｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ＆ Ｍｉｎｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００４，４１１０２３ －１０２８． ［１５］ Ａｍｉｎ Ｊａｍｓｈｉｄ，Ｍｏｈａｍｍａｄ Ｒｅｚａ Ｎｉｋｕｄｅｌ，Ｍａｓｈａｌａｈ Ｋｈａｍｅｈｃｈｉｙａｎ． Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｔｏｎｅｓ ａｇａｉｎｓｔ ｆｒｅｅｚｅ⁃ ｔｈａｗ ｕｓｉｎｇ ａ ｄｅｃａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ［Ｊ］． Ｃｏｌｄ Ｒｅｇｉｏｎｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，９２２９－３６． ［１６］ 谢和平，陈忠辉． 岩石力学［Ｍ］． 北京科学出版社，２００４． ［１７］ 张慧梅，杨更社． 岩石冻融循环及抗拉特性试验研究［Ｊ］． 西安 科技大学学报，２０１２，３２（６）６９１－６９５． ［１８］ Ｃｈｅｎ Ｔ Ｃ，Ｙｅｕｎｇ Ｍ Ｒ，Ｍｏｒｉ Ｎ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｄｅｔｅｒｉｏ⁃ ｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｅｌｄｅｄ ｔｕｆｆ ｄｕｅ ｔｏ ｆｒｅｅｚｅ⁃ｔｈａｗ ａｃｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｃｏｌｄ Ｒｅｇｉｏｎｓ Ｓｃｉ⁃ ｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，３８１２７－１３６． ［１９］ 王 俐，杨春和． 不同初始饱水状态红砂岩冻融损伤差异性研究 ［Ｊ］． 岩土力学，２００６，２７（１０）１７７２－１７７６． ３１第 ６ 期闻 磊等 冻融循环作用下金属矿山边坡硬岩耐久性研究