化学腐蚀作用下灰岩-混凝土组合体剪切特性

袁世松 ,  杜斌 ,  桂跃

科学技术与工程 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (23) :10103-10112

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科学技术与工程 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (23) :10103-10112 DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506033
建筑科学

化学腐蚀作用下灰岩-混凝土组合体剪切特性

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Shear Properties of Limestone-concrete Composites under Chemical Corrosion

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摘要

岩石-混凝土组合体接触面为工程结构的薄弱部位,其剪切力学特性关乎工程结构的整体稳定性。为揭示化学腐蚀作用对组合体剪切力学特性的影响机制,开展不同pH(3、5、7)条件下的化学腐蚀试验与剪切试验,并结合数值模型分析组合体的剪切破坏模式、抗剪强度特性及力学参数演化规律。结果表明:①化学腐蚀引发矿物溶解,导致组合体发生质量损失。pH越低、腐蚀时间越长,质量损失率)越高,最高达1.94%。②化学腐蚀促使组合体向“剪断-磨损”复合型剪切破坏模式转变。③剪切应力-位移曲线分压密、线弹性、峰值破坏、峰后残余4个阶段。随着pH降低,峰值剪应力逐渐下降,劣化率最高达33.64%,且所建抗剪强度预测模型适用性好。④接触面抗剪参数(剪切刚度、黏聚力、摩擦角)均随pH降低而下降,劣化率最高分别为33.09%、30.39%、21.62%,其中剪切刚度受腐蚀影响最为显著。研究结果可为涉及组合体的工程结构设计与稳定性分析提供参考。

Abstract

The rock-concrete composite interface is a weak part of engineering structures, and its shear mechanical properties are critical to overall structural stability. To reveal how chemical corrosion affects these properties, chemical corrosion and shear tests under different pH values (3,5,7) was performed, and the composite’s shear failure mode, shear strength characteristics, and mechanical parameter evolution was analyzed. The results show these as follows. Chemical corrosion induces mineral dissolution and composite mass loss; Lower pH and longer corrosion time increase the mass loss rate, with a maximum of 1.94%. It shifts the composite to a combined “shear-wear” failure mode. The shear stress-displacement curve has four stages (compaction, linear elasticity, peak failure, post-peak residual). Peak shear stress decreases with reducing pH (max deterioration rate: 33.64%), and the established shear strength prediction model is highly applicable. The shear parameters of the interface (shear stiffness, cohesion, friction angle) decrease with lower pH, with maximum deterioration rates of 33.09%, 30.39%, and 21.62% respectively; shear stiffness is most corrosion-sensitive. The results provides a reference for the design and stability analysis of composite related engineering structures.

Graphical abstract

关键词

灰岩-混凝土组合体 / 化学腐蚀 / 接触面 / 剪切试验 / 数值模拟

Key words

limestone-concrete composite / chemical corrosion / interface / shear test / numerical simulation

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袁世松, 杜斌, 桂跃. 化学腐蚀作用下灰岩-混凝土组合体剪切特性[J]. 科学技术与工程, 2026, 26(23): 10103-10112 DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2506033
YUAN Shi-song, DU Bin, GUI Yue. Shear Properties of Limestone-concrete Composites under Chemical Corrosion[J]. Science Technology and Engineering, 2026, 26(23): 10103-10112 DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2506033

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许多重大工程建设中常涉及工程体与地质体之间的相互作用,常见于坝体与坝基、悬索桥隧道式锚碇与围岩、隧道衬砌与围岩等诸多工程项目实例中[1]。由工程体与地质体构成的二元体材料,可用岩石与混凝土组合而成的材料进行表征。相较于完整的岩石与混凝土材料,其接触面具有孔隙度高、致密性差、渗透性大等特点,为岩石-混凝土组合体(后称组合体)材料的力学薄弱面[2]。其剪切力学特性对建立在地质体上的工程体的稳定性及安全[3]具有显著影响。因此,开展组合体剪切力学特性的研究具有重要意义及实际工程价值。
而对于组合体剪切特性的研究多集中于接触面的影响[2]。林伟平等[4]通过现场直剪试验研究接触面粗糙程度、混凝土强度以及法向应力对接触面抗剪强度的影响。刘小然等[5]采用数值模拟方法研究不同接触面粗糙程度下组合体材料的剪切破坏特性。王金安等[6]提出了立方体覆盖的新方法来表征组合体材料的不规则接触面。
随着日益严重的环境污染及极端环境的频发,相关的工程结构常受到化学腐蚀[7]、高温[8]及干湿循环[9]的影响。因此,部分学者展开外界复杂环境对组合体接触面力学特性的影响。申艳军等[10]发现冻融循环使得组合体接触面的黏结性能发生劣化,并提出了组合体接触面的冻融损伤劣化模型。唐兴华等[11]研究高温对组合体接触面的力学特性的影响,以及修正接触面高温损伤剪切本构模型。屈春来等[12]明确了变温对组合体接触面剪切损伤的调控规律。然而,目前关于化学腐蚀对组合体力学性能的影响研究仍较为缺乏。而在实际工程中,如坝陵河大桥[13]、虎跳峡金沙江大桥[14]、普利特大桥[15]的隧道锚址区均存在岩溶问题,而在溶蚀环境的化学腐蚀作用下,极易对围岩、锚塞体及接触面力学特性造成影响,进而影响其结构承载能力[2]。其所涉及的化学腐蚀作用对岩石-混凝土组合体接触面剪切特性的影响机制尚不明确。因此,现以灰岩-混凝土组合体为研究对象,基于分形几何理论设计规则锯齿形态的接触面,以实现接触面形态的标准化控制与量化表征。开展室内酸性化学腐蚀试验与剪切试验,分析化学腐蚀对组合体剪切力学性能的影响,并进一步结合FLAC3D数值模拟,揭示其剪切破坏机制与性能演化规律。研究结果可为化学腐蚀环境中涉及岩体与混凝土相互作用的相关工程设计与安全评估提供参考。

1 岩石-混凝土组合体试样制备

申艳军等[10]研究表明,岩石-混凝土接触面的力学特性的影响因素主要为:①岩石混凝土材料自身力学性能;②接触面粗糙程度;③混凝土的“树根桩”效应;④外界环境的作用。为了突出化学腐蚀作用对岩石混凝土面的影响,引用原始的节理粗糙度(joint roughness coefficient,JRC)的概念来表征组合体接触面粗糙程度。实测接触面的JRC值与标准JRC曲线对比,一般误差较大。现结合谢和平[16]基于分形几何理论建立接触面的分形模型,即根据接触面的平均基长L和平均高度h进行确定,计算出接触面的分形维数D和JRC值,表达式为

$ D=\lg 4 / \lg (2\{1+\cos [\arctan (2 h / L)]\})$
$ \mathrm{JRC}=85.2671(D-1)^{0.5679}$

采用MATLAB程序生成L=10 mm,h=3.0 mm正弦型曲线,计算出接触面的JRC值为16.59。如图1所示为岩石-混凝土组合体(后称组合体)试样制备及试验流程图。采用直线切割机将100 mm×100 mm×100 mm的灰岩岩样切割为2个尺寸为100 mm×100 mm×50 mm的等锯齿状接触面形式的岩样。采用C40混凝土进行浇筑,其中C40混凝土配合比为(水泥∶水∶砂∶碎石的质量比为1.5∶1.05∶3.4∶5.5),并加入适量减水剂后,完成混凝土的配置。将浇筑完成的灰岩-混凝土组合体试样静放在实验室中,等待24 h完成脱模后在标准养护室(温度为20 ℃±0.5 ℃,湿度为97%)内养护28 d。

2 试验方案

2.1 化学腐蚀试验

文献[17]表明有些地区地下水环境的pH可达到5.0或更低,因此,为模拟地下水酸性环境,采用浓硫酸来配制酸性溶液。选择pH为3和7作为比较。在纯净水当中逐渐加入酸,并用pHS-3C酸度计实时测定pH,直至配得目标pH溶液。并将养护完成的组合体试样取出晾干,放入对应pH溶液中进行为期30 d的化学腐蚀试验。

2.2 剪切试验

参考规范《工程岩体试验方法标准》(GB/T 50266—2013),采用常法向应力控制方式(法向应力σn=2、4 、6、8、10 MPa)对组合体进行直剪试验[18],其受力加载方式如图1所示。每种pH下制备5块组合体试样。其中剪切荷载(ft)的施加速率为0.1 mm/min,在σn施加到预定值时,再分别施加大小相等方向相反的ft在组合体的混凝土和灰岩部分。

3 试验结果分析

3.1 化学腐蚀机理

对组合体试样的灰岩和混凝土部分进行X衍射试验(X-ray diffraction,XRF),其化学成分如表1所示。灰岩与混凝土的活性化合物主要为CaO、SiO2、Al2O3、MgO等。组合体试样在酸性溶液中浸泡,主要发生物理及化学效应。其中物理效应主要为水岩的相互润滑及软化作用。然而,相对于水物理效应而言,化学腐蚀作用才是造成组合体材料的力学特性劣化的主要原因[19]。

组合体在酸性溶液中,极易引发矿物的溶解及复杂的化学反应。

$ \mathrm{CaCO}_{3}+2 \mathrm{H}^{+}=\mathrm{Ca}^{2+}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+\mathrm{CO}_{2} \uparrow$
$ \mathrm{CaO}+2 \mathrm{H}^{+}=\mathrm{Ca}^{2+}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}$
$ \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}+6 \mathrm{H}^{+}=2 \mathrm{Al}^{3+}+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}$
$ \mathrm{SiO}_{2}+2 \mathrm{H}^{+}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}=\mathrm{H}_{2} \mathrm{SiO}_{3}$
$ \mathrm{Ca}^{2+}+\mathrm{SO}_{4}^{2-}=\mathrm{CaSO}_{4} \downarrow$

且在化学腐蚀过程中发现,组合体试件表面不断生成气泡。这主要是因为组合体的灰岩部分主要为方解石(CaCO3),极易与酸性离子(H+)发生化学反应,这将导致岩石孔隙度增大[20]。以及其余化合物的化学反应将会造成组合体试样结构孔隙的扩张、次生孔隙的生成,进而导致组合体试样的宏观力学特性发生弱化。

3.2 质量损失分析

在进行酸性化学腐蚀试验中,每隔7 d对组合体试样进行质量监测。定义质量损失率V为试样受溶液侵蚀后质量的损失与初始质量的比值,计算公式为

$ V=\frac{m_{\mathrm{s}}-m_{\mathrm{L}}}{m_{\mathrm{s}}} \times 100 \%$

式(8)中:V为试样在受酸性溶液侵蚀后的质量损失率,%;ms为试样初始的质量,g;mL为试样在相应腐蚀阶段的质量,g。

如图2所示,在不同pH的酸性溶液腐蚀作用下组合体试样的V均大于0。结合化学反应式及试验现象表明:组合体在化学腐蚀作用下会发生矿物的溶解、沉淀物的生成以及碎屑的脱落,均会导致质量的损失。且随着化学腐蚀试验时间的延长,组合体试样的V值逐渐增长。在pH为3时,试样的VpH=3分别为0.86%、1.36%、1.63%、1.94%,均大于pH=5和pH=7时的V,呈现为VpH=3> VpH=5> VpH=7的质量损失特性。

此外,组合体试样质量损失率V曲线斜率整体呈现为SⅠ>SⅡ>SⅢ>SⅣ的变化规律,其中在化学腐蚀初始阶段(I)的斜率最大。表明在化学腐蚀初始阶段,试样的矿物溶解及化学反应较为剧烈。随着腐蚀时间的延长,反应强度逐渐减弱。结合图3中腐蚀过程的试样表面变化可知:酸性溶液中富集的Ca2+与SO42-会触发式(7)所示的化学反应,生成CaSO4沉淀并吸附于试样表面,该沉淀可阻碍反应离子的侵入与矿物的进一步溶解,进而抑制反应进程。

3.3 剪切试验结果分析

3.3.1 剪切破坏模式

组合体试样在切向荷载ft和法向荷载σn的作用下,接触面的受力特性可用图4所示的两个锯齿形状的微凸体来模拟。假设微凸体均为同性材料,试样受到的ft和σn的作用,可分解为沿两凸体接触面的法向力qn和切向力qt。其剪切破坏过程锯齿接触面间呈现出爬坡、爬坡-啃断、啃断3种典型变形模式[21]。

根据2.2节的试验方案得到如图5所示的组合体试样的剪切破坏模式。由于灰岩和混凝土材料力学特性存在差异。因此,JRC值为16.95的灰岩-混凝土组合体试样的直剪试验破坏类型可被分为两类:①一类是沿着锯齿界面发生磨损破坏;②另一类为锯齿剪断破坏,这两种破坏形式均发生在灰岩-混凝土组合体接触面处。

如图5(a)所示,在低σn(<6 MPa)下,接触面凸体之间先相互接触挤压,随着ft的持续增长,由于灰岩作为一种准脆性材料[9],组合体主要呈现以灰岩锯齿状凸体剪断的破坏模式。在pH=7时接触面产生诸多较小碎屑,但随着酸性溶液pH的减小及溶液的浸入,在pH=3时,接触面凸体力学特性发生了显著的弱化,呈现出灰岩凸体剪断及混凝土凸体磨损的复合型变形破坏特点。表明化学腐蚀可显著劣化接触面凸体的力学特性,使得组合体接触面整体呈现向磨损破坏的变化趋势。

如图5(b)所示,在高σn(≥6 MPa)下,由于混凝土的强度低于灰岩,混凝土部分会先受压发生损伤。随着剪切荷载的施加,混凝土部分的凸体尖端极易发生破坏磨损。整体表现为沿接触面的磨损破坏,其过程相对较为缓慢,且混凝土凸体被逐渐磨平直至最后发生破坏。

3.3.2 剪切强度变化特性

如图6所示,通过室内的剪切试验,得到组合体在不同pH及不同法向荷载σn下的剪切应力-位移(τ-ds)变化曲线。如图6(a)所示,总体上化学腐蚀作用下组合体的剪切可划分为压密、线弹性、塑性破坏以及峰后残余等4个阶段[22]。①压密阶段(S1):随着σn的施加,接触面凸体逐渐压密接触[19],微小孔隙逐渐闭合。虽然剪应力趋于0 MPa,但ds在增长;②线弹性阶段(S2):接触面锯齿状凸体相互挤压受力变形,其τ与ds呈线性的变化特点;③塑性破坏阶段(S3):τ与ds呈现非线性变化特点,表明微单元体发生剪切破坏;④峰后残余阶段(S4):随着ds的增长,τ仍然保持较高的水平。

如图6(b)~图6(f)所示,组合体剪切应力峰值τf随着σn的增加而增加。例如,在pH=3、5、7时,τf随着σn的增长率范围分别为44.48%~124.20%、30.58%~123.30%、46.61%~125.65%。表明σn的增加对化学腐蚀引起组合体的力学弱化有一定的削弱作用。王明年等[22]也得出相似结论。

在高σn(≥6 MPa)下,组合体剪切应力-位移(τ-ds)变化曲线峰后残余阶段出现较大的残余应力,范围为3.42~8.30 MPa。而低σn(<6 MPa)下残余应力较小,且剪应力峰值后期的曲线下降较快。这是由于在高σn条件下组合体上下两部分紧密地结合在一起,即使锯齿已发生破坏,但在摩擦效应下,即法向应力越大摩擦力越大,组合体仍保留一定的抗剪强度,故曲线不会出现陡降现象。这一结果验证了在高σn条件下,组合体为磨损破坏,低σn条件下为剪断破坏的试验现象。

且从图6可知,组合体的τf均呈现出随着pH减小而减弱的变化趋势(τpH=7>τpH=5>τpH=3)。在各法向应力条件下,pH=3时试样的τf相比pH=7,劣化了23.91%~33.64%。且发现试样的τf对应的ds整体呈现随着pH的减小而逐渐增长的变化趋势。例如,在σn=4 MPa时,pH为3、5、7时τf对应位移分别为1.76、1.61、1.32 mm。表明在酸性化学腐蚀作用下,组合体接触面呈延性的变化特性。这与上文试验现象相符。且随着pH的减小,剪切应力-位移(τ-ds)变化曲线的压密阶段ds值范围在逐渐扩大。相比于pH为5、7,在pH为3时压密阶段最为显著。其压密阶段的剪切位移峰值(ds-f)范围为0.2~0.35 mm。

综上所述,组合体τf主要受到酸性溶液pH和σn的影响。如图7所示为组合体接触面剪切强度τf与pH、σn的拟合关系曲线。并据此建立了组合体接触面抗剪强度经验预测模型,即

$\left\{\begin{array}{l}\tau_{\mathrm{f}}=0.561 \mathrm{pH}+0.624 \sigma_{\mathrm{n}}+0.30 \\R^{2}=0.963\end{array}\right.$

结果表明,组合体的τf均随着pH和σn的增长而增长。且由表2所示预测值与试验值的对比结果可知,该模型的平均误差≤0.07。表明其具有良好的预测精度,可用于预测酸性腐蚀作用下灰岩-混凝土组合体接触面的抗剪强度,同时,可为化学腐蚀环境下工程体-地质体接触面抗剪强度的估算提供参考[18]。

3.3.3 接触面力学参数

1)剪切刚度

剪切刚度kt作为接触面重要的力学参数,反映了接触面抵抗剪切变形的能力。kt定义为组合体试样在剪切试验中峰值剪切应力τf与对应的剪切位移ds-f的比值[12],故kt的计算公式[23]为

$k_{\mathrm{t}}=\frac{\tau_{\mathrm{f}}}{d_{\mathrm{s}-\mathrm{f}}}$

式(10)中:kt为剪切刚度;τf为峰值剪切应力,MPa;ds-f为峰值剪切应力对应的剪切位移,mm。

由式(10)计算出接触面的kt,如表3所示。组合体接触面kt在整体上呈现出随着σn的增加而增加的变化特点。且在化学腐蚀作用下,平均剪切刚度Kt随着酸性溶液pH的减小而减小,即Kt-pH=7>Kt-pH=5>Kt-pH=3,其pH=3相较于pH=7时,劣化率最高可达33.09%。说明随着酸性的增强,接触面的抗剪能力在逐渐减弱。

2)黏聚力和摩擦角

如图8所示为依据剪切试验结果,绘制出组合体的τf与σn关系图,并基于摩尔库伦强度准则,对数据进行拟合得到组合体接触面的黏聚力c和内摩擦角ϕ。且从拟合方程可知,不同pH下组合体接触面的τf与σn呈正线性相关关系。得到的接触面的c和ϕ如表3所示。

接触面在酸性溶液的侵蚀下,c发生了不同程度的劣化。即随着pH的减小c劣化加剧,表现为cpH=7>cpH=5>cpH=3,c范围在2.62~3.77 MPa,其pH=3相较于pH=7时,劣化率最高可达30.39%。同样,ϕ也随着pH的减小发生劣化,表现为ϕpH=7>ϕpH=5>ϕpH=3,ϕ的范围在27.62°~35.24°,其pH=3相较于pH=7时,劣化率最高可达21.62%。综上,kt受化学腐蚀的劣化率显著高于c和ϕ,表明kt是受化学腐蚀影响最严重的力学参数。

4 数值模拟研究

4.1 数值模型的建立

为深入分析组合体的剪切变形破坏机制,利用有限差分数值模拟软件FLAC3D对组合体进行剪切试验模拟研究。参照试验组合体试样尺寸建立等比例的数值模型。该模型含有12 568 个计算单元和14 589 个节点。组合体模型按照如图1所示的加载条件进行加载。其中,混凝土和灰岩单元采用摩尔库仑本构模型。

同步制备单一材料的灰岩和混凝土圆柱体试样,展开pH为3、5、7的化学腐蚀试验。且通过室内的三轴压缩试验获取建立组合体数值模型所需要的力学参数(黏聚力c、摩擦角ϕ以及弹性模量E),如表4所示。将表3接触面和灰岩与混凝土的参数导入FLAC3D中进行数值模拟研究。

4.2 接触面分析

在 FLAC3D软件中采用 Interface 单元构建组合体接触面,模拟分析在化学腐蚀作用下组合体接触面的剪切力学特性。如图9所示为不同 pH与法向应力σn条件下,灰岩-混凝土组合体接触面最大位移dmax的变化特征:接触面整体表现出显著滑动趋势,且锯齿状凸体接触部位与试样边缘位移值较大,该特征与室内剪切试验中试样的破坏现象一致。

随着pH的减小,组合体接触面位移峰值dmax变化曲线呈现显著的劣化特性,即dmax-pH=3>dmax-pH=5>dmax-pH=7,这与试验结论一致。以σn=6 MPa 为例,pH=3、5、7 条件下接触面dmax分别为2.05、1.95、1.80 mm。

如图10所示,组合体峰值剪切应力τf的数值模拟结果与试验结果差异较小,且二者均呈现随pH降低而减小的劣化规律。这不仅验证了所建数值模型的准确性,也进一步表明化学腐蚀作用对组合体接触面力学特性产生显著的劣化影响。

4.3 塑性区分析

如图11所示为pH=5 条件下组合体在法向应力σn=2、6、10 MPa 时剪切加载破坏的塑性区分布,FLAC3D模拟中同步统计了塑性区的剪切破坏、拉伸破坏及未破坏区域分布特征。可知,剪切模拟初期,组合体接触面率先产生塑性区(即破坏起始于接触面),破坏类型为剪切破坏与拉伸破坏,且塑性区沿接触面向组合体两端扩散。

随着荷载持续施加,因混凝土强度较低,其内部率先出现大量塑性区,且混凝土塑性区面积随σn增大而减小;岩石部分塑性区面积则相对较小,且同样随σn增大而减小,该现象验证了前文 “法向应力增大可在一定程度上削弱化学腐蚀劣化效应” 的结论。此外,低σn条件下,接触面灰岩凸体部位的塑性区面积显著大于高σn的条件,这进一步验证了室内试验结论:低σn时组合体以剪断破坏为主,高σn时以磨损破坏为主,与室内试验观测到的组合体剪切破坏特征完全一致。

如图12所示,为组合体在σn=6 MPa且不同pH化学腐蚀后组合体剪切破坏的塑性区分布图。在化学腐蚀作用下组合体上部混凝土塑性区域面积大于下部灰岩。然而,随着pH的减小,混凝土和灰岩的塑性区面积S均在逐渐扩大,即SpH=7> SpH=5> SpH=3。表明pH越小,化学腐蚀对组合体整体力学特性的劣化作用越显著。同时,随着pH降低,接触面附近的塑性区呈逐步扩张趋势,进一步证明化学腐蚀会显著劣化组合体接触面的剪切力学特性,与前文关于酸性腐蚀削弱接触面力学性能的结论一致。

5 结论

通过室内的化学腐蚀试验与剪切试验,并结合FLAC3D数值软件分析化学腐蚀对灰岩-混凝土组合体的剪切破坏特性、剪切强度及力学参数的影响规律,得到如下结论。

(1)化学腐蚀引发的矿物溶解及复杂的化学反应导致组合体出现质量损失,且pH越低、腐蚀时间越长,质量损失率越大,可达1.94%。

(2)高法向应力下组合体以混凝土凸体磨损为主,低法向应力下以灰岩凸体剪断为主,酸性化学腐蚀促使其破坏向“剪断-磨损”复合型转变。

(3)组合体剪切应力-位移曲线可划分为压密、线弹性、峰值破坏及峰后残余四阶段,各法向应力下组合体剪应力峰值强度呈现τpH=7>τpH=5>τpH=3的规律,且在pH=3时峰值剪应力相比pH=7,劣化率最高可达33.64%。所建立的考虑pH及σn的接触面抗剪强度经验预测模型具有较好的预测效果及适用性。

(4)接触面抗剪力学参数(剪切刚度、黏聚力、摩擦角)均随着酸性环境pH的减小而减小。其pH=3相较于pH=7时,各参数劣化率分别最高可达33.09%、30.39%及21.62%。且表明剪切刚度是受化学腐蚀劣化影响最严重的力学参数。

参考文献

[1]

张亚洲, 钟红, 蒋新新. 混凝土-岩石界面断裂试验研究进展[J]. 混凝土, 2024(1): 21-27.

[2]

Zhang Yazhou, Zhong Hong, Jiang Xinxin. Research progress on fracture mechanics of concrete-rock interface[J]. Concrete, 2024(1): 21-27.

[3]

岳娟, 盛金昌, 王惠民, 等. 岩石-混凝土界面抗剪强度劣化研究进展[J]. 水利水电科技进展, 2022, 42(5): 15-21.

[4]

Yue Juan, Sheng Jinchang, Wang Huimin, et al. Research progress on shear strength deterioration of rock-concrete interface[J]. Advances in Science and Technology of Water Resources, 2022, 42(5): 15-21.

[5]

宿辉, 张玉廷, 李琦, 等. 岩石-混凝土一体两介质体声发射试验结合离散元方法[J]. 科学技术与工程, 2019, 19(23): 206-210.

[6]

Shu Hui, Zhang Yuting, Li Qi, et al. Acoustic emission test of rock-concrete integrated two-body medium combined with discrete element method[J]. Science Technology and Engineering, 2019, 19(23): 206-210.

[7]

林伟平, 田开圣, 曾广平. 影响混凝土与基岩胶结面抗剪强度的主要因素研究[J]. 水利学报, 1985(10): 8-17.

[8]

Lin Weiping, Tian Kaisheng, Zeng Guangping. A study on the major factors effecting the shear strength of the cemented interface between concrete and bedrock[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 1985(10): 8-17.

[9]

刘小然, 周宏伟, 李洪. 岩石-混凝土相互作用力学行为的数值模拟研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2005, 24(S2): 5648-5651.

[10]

Liu Xiaoran, Zhou Hongwei, Li Hong. Numerical simulation of interface behavior in rock-concrete interaction problem[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2005, 24(S2): 5648-5651.

[11]

王金安, 谢和平. 剪切过程中岩石节理粗糙度分形演化及力学特征[J]. 岩土工程学报, 1997(4): 2-9.

[12]

Wang Jinan, Xie Heping. Fractal evolution of surface roughness and mechanical behavior of rock joints under shearing[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 1997, 19(4): 2-9.

[13]

张树光, 孙晔, 李英波, 等. 化学环境对华南红层软岩损伤劣化机制的影响和本构模型构建[J]. 科学技术与工程, 2025, 25(25): 10603-10611.

[14]

Zhang Shuguang, Sun Ye, Li Yingbo, et al. Influence of chemical environment on the damage degradation mechanism of red-bed soft rock in South China and the construction of constitutive model[J]. Science Technology and Engineering, 2025, 25(25): 10603-10611.

[15]

张翔, 陈莹, 雷真, 等. 高温冷热循环对花岗岩物理力学性能的影响[J]. 科学技术与工程, 2025, 25(2): 737-752.

[16]

Zhang Xiang, Chen Ying, Lei Zhen, et al. Effect of high temperature cyclic cooling on the physical and mechanical properties of granite[J]. Science Technology and Engineering, 2025, 25(2): 737-752.

[17]

周文强, 张翔, 范翔. 酸性环境干湿循环作用下石灰岩的物理力学特性及损伤本构模型研究[J]. 科学技术与工程, 2025, 25(8): 3372-3381.

[18]

Zhou Wenqiang, Zhang Xiang, Fan Xiang. Physical and mechanical properties and damage constitutive model of limestone under dry-wet cycle in acidic environment[J]. Science Technology and Engineering, 2025, 25(8): 3372-3381.

[19]

申艳军, 魏欣, 杨更社, 等. 岩石-混凝土界面黏结强度冻融劣化模型及试验分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2020, 39(3): 480-490.

[20]

Shen Yanjun, Wei Xin, Yang Gengshe, et al. Freeze-thaw degradation model and experimental analysis of rock-concrete interface bond strength[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2020, 39(3): 480-490.

[21]

唐兴华, 王明年, 童建军, 等. 高温变温条件下喷射混凝土-花岗岩胶结面剪切强度[J]. 铁道学报, 2017, 39(12): 131-136.

[22]

Tang Xinghua, Wang Mingnian, Tong Jianjun, et al. Shear strength of cementation plane between shotcrete and granite under high and variable temperature[J]. Journal of the China Railway Society, 2017, 39(12): 131-136.

[23]

屈春来, 王晓阳, 刘世伟. 变化温度下岩石混凝土界面剪切损伤特征[J]. 水电能源科学, 2024, 42(6): 102-105.

[24]

Qu Chunlai, Wang Xiaoyang, Liu Shiwei. Shear damage characteristics of rock-concrete interface under temperature variation[J]. Water Resources and Power, 2024, 42(6): 102-105.

[25]

李苍松, 王石春. 坝陵河大桥西锚洞岩溶围岩分级[J]. 岩石力学与工程学报, 2009, 28(6): 1208-1212.

[26]

Li Cangsong, Wang Shichun. Karst rock classification for west anchor tunnel of Balinghe Bridge[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2009, 28(6): 1208-1212.

[27]

陈永亮, 何世永, 夏支贤, 等. 复杂地质条件下山区悬索桥锚碇选型及设计[J]. 中外公路, 2023, 43(2): 107-111.

[28]

Chen Yongliang, He Shiyong, Xia Zhixian, et al. Complex geological conditions of the mountain area selection and design for anchorage of suspension bridges[J]. Journal of China & Foreign Highway, 2023, 43(2): 107-111.

[29]

喻正富, 夏国邦, 王世谷, 等. 普立特大桥隧道锚碇区岩体工程地质特性研究[J]. 长江科学院院报, 2015, 32(8): 72-77.

[30]

Yu Zhengfu, Xia Guobang, Wang Shigu, et al. Geological characteristics of rock masses engineering in the tunnel anchorage area at Puli Bridge[J]. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute, 2015, 32(8): 72-77.

[31]

谢和平. 岩石节理的分形描述[J]. 岩土工程学报, 1995(1): 18-23.

[32]

Xie Heping. Fractal description of rock joints[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 1995, 17(1): 18-23.

[33]

Fang X, Xu J, Wang P. Compressive failure characteristics of yellow sandstone subjected to the coupling effects of chemical corrosion and repeated freezing and thawing[J]. Engineering Geology, 2018, 233: 160-171.

[34]

刘江豪, 郭保华, 程坦, 等. 岩石-混凝土界面峰值剪切强度经验公式试验研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2023, 42(10): 2552-2565.

[35]

Liu Jianghao, Guo Baohua, Cheng Tan, et al. Experimental study on empirical formula of peak shear strength for rock-concrete interface[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2023, 42(10): 2552-2565.

[36]

廖健, 赵延林, 刘强, 等. 酸化学腐蚀下灰岩剪切强度特性试验研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(3): 639-646.

[37]

Liao Jian, Zhao Yanlin, Liu Qiang, et al. Experimental study on shear strength characteristics of limestone under acidizing corrosion[J]. Journal of Mining and Safety Engineering, 2020, 37(3): 639-646.

[38]

刘尚, 刘日成, 李树忱, 等. 化学腐蚀下节理花岗岩法向刚度演变规律试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2509-2524.

[39]

Liu Shang, Liu Richeng, Li Shuchen, et al. Experimental study on evolution of normal stiffness of granite joint streated by chemical corrosion[J]. Rock and Soil Mechanics, 2023, 44(9): 2509-2524.

[40]

黄达, 黄润秋, 雷鹏. 贯通型锯齿状岩体结构面剪切变形及强度特征[J]. 煤炭学报, 2014, 39(7): 1229-1237.

[41]

Huang Da, Huang Runqiu, Lei Peng. Shear deformation and strength of through-going saw-tooth rock discontinuity[J]. Journal of China Coal Society, 2014, 39(7): 1229-1237.

[42]

王明年, 胡云鹏, 童建军, 等. 高温变温环境下喷射混凝土-岩石界面剪切特性及温度损伤模型研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2019, 38(1): 63-75.

[43]

Wang Mingnian, Hu Yunpeng, Tong Jianjun, et al. Experimental study on shear mechanical properties and thermal damage model of shotcrete-rock interfaces under variable high temperatures[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2019, 38(1): 63-75.

[44]

Badika M, El-Merabi B, Capdevielle S, et al. Influence of concrete-rock bonds and roughness on the shear behavior of concrete-rock interfaces under low normal loading, experimental and numerical analysis[J]. Applied Sciences, 2022, 12(11): 5643.

基金资助

国家自然科学基金(52268022)

国家自然科学基金(52468052)

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