*基金项目:河北省科技厅重点研发项目(22375403D);河北省大学生创新训练项目(X2019055).冻融作用对边坡泥质粉砂岩岩体质量与强度的影响贾淯斐1,白宇鑫1,赵森1,夏冬1,2,3,苏浩然1(1.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山市063210;2.河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山市063210;3.河北省矿区生态修复产业技术研究院,河北唐山市063210)摘要:为探究冻融作用对边坡泥质粉砂岩岩体质量与强度的影响规律,对白砺滩露天煤矿南帮边坡泥质粉砂岩开展冻结温度为-20℃、融解温度为20℃、冻融循环为40次的试验研究,并对岩体强度参数进行计算,评价经历不同冻融次数后岩体的质量。结果表明:冻融作用对岩体强度参数、质量均产生重要影响,经历10,20,30,40次冻融循环后,饱水泥质粉砂岩岩体的单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角分别由未冻融时的29.62MPa、1.92MPa、2.26GPa、0.30MPa和45.64°下降到20.33MPa、1.31MPa、1.87GPa、0.21MPa和32.41°,降低幅度分别为31.36%、31.77%、17.26%、30%和28.99%,BQ值由未冻融时的453.8分别下降到401.4,360.7,340.2和302.7;经历30次冻融循环后对应的岩体基本质量级别由未冻融时的Ⅲ级下降为Ⅳ级。关键词:冻融循环;岩质边坡;泥质粉砂岩;质量评价;强度劣化0前言边坡稳定是保证露天矿安全生产的重要前提[1],在影响边坡稳定的诸多因素中,冻融作用也包含其中。冻融作用对边坡稳定性的影响主要体现在边坡表层岩体强度弱化与质量降低[2]。因此,开展冻融作用对边坡岩体质量与强度参数影响的研究,对指导寒区露天矿边坡稳定性分析具有重要的参考价值。众多学者在冻融作用对岩石、岩体物理力学参数影响方面开展了系统的研究工作,并取得了大量有益的研究成果。宋彦琦等[3]通过试验研究发现,冻融作用下灰岩的损伤随冻融次数的增加而增大;李杰林、周科平等[45]采用核磁共振技术对砂岩孔隙结构在冻融作用下的损伤演化规律进行了系统的研究;韩铁林等[6]对三峡库区砂岩在干湿、冻融循环作用下的断裂韧度与强度特征开展了系统的试验研究;贾海梁等[7]对冻融循环作用下岩石疲劳损伤计算中的关键问题进行了深入的探讨;Hoobadim等[8]对9种不同岩石开展了冻融试验,分析了岩性对冻融损伤的影响规律;张慧梅等[9]对饱和红砂岩开展了4种围压下的冻融循环试验,结果表明,围压和冻融循环次数对岩石强度和破坏特征均产生较为明显的影响;Khanlari等[10]研究了冻融循环与岩石单轴抗压强度、弹性模量等参数的对应关系;Walbert和Ghobadi等[1112...
