基于孔扩张理论的裂隙岩体冻胀力特性研究

为了研究我国西部地区立井井筒建设采用冻结法施工的过程中,含裂隙岩体地层的冻结对冻结壁和井壁的安全与稳定的影响,基于岩土介质孔扩张理论,建立了裂隙岩体在冻结作用下冻胀力的平面应变力学模型,并将理论分析结果与已有研究结果和光弹模型试验进行对比分析。结果表明:裂隙岩体中冻胀力的理论计算主要取决于裂隙岩体、水冰介质的物理力学特性以及裂隙体积与水冰介质膨胀耦合关系;冻结过程中水冰介质的等效膨胀系数不同时,裂隙壁处产生的冻胀力以及裂隙岩体中径向应力的大小不同;通过对比分析,验证了作者求解方法的有效性,在光弹模型试验中显示出在距离裂隙较近的位置裂隙岩体中应力较大。