双接触面冰-红砂岩界面强度特性单轴试验研究

《双接触面冰-红砂岩界面强度特性单轴试验研究》是一篇关于冰与红砂岩界面力学特性的研究论文，旨在探讨在单轴条件下，冰与红砂岩之间的接触面强度变化规律。该研究对于理解冻土工程、地质灾害防治以及寒冷地区工程建设具有重要意义。

红砂岩是一种常见的沉积岩，广泛分布于中国南方及西部地区，其物理和力学性质对工程稳定性有重要影响。在低温环境下，红砂岩内部的水分可能冻结形成冰，从而改变岩石的结构和力学性能。这种冰-红砂岩界面的强度特性直接影响到岩体的稳定性，特别是在冻融循环作用下，界面强度的变化可能导致岩体开裂或滑动。

本文通过实验手段，模拟了冰与红砂岩之间的接触面，并进行了单轴加载试验，以研究不同温度条件下的界面强度变化。实验过程中，研究人员采用了一种特殊的装置，能够控制冰层的厚度和温度，同时测量界面在受力过程中的变形和破坏情况。

研究结果表明，在不同的温度条件下，冰-红砂岩界面的强度表现出显著差异。随着温度的降低，冰层的硬度增加，界面强度也随之提高。然而，当温度接近冰点时，界面强度反而有所下降，这可能是由于冰层与红砂岩之间存在微小空隙，导致接触不充分。

此外，实验还发现，红砂岩的孔隙率和含水率对界面强度有显著影响。孔隙率较高的红砂岩更容易吸收水分，从而在低温下形成更多的冰晶，增强界面结合力。而含水率较低的红砂岩则可能因缺乏足够的水分而导致界面强度下降。

论文还分析了冰-红砂岩界面的破坏模式。在单轴加载条件下，界面破坏主要表现为剪切破坏和拉伸破坏两种形式。剪切破坏通常发生在冰层与红砂岩之间的滑移区域，而拉伸破坏则发生在冰层内部或红砂岩表面。

通过对实验数据的统计分析，研究人员建立了冰-红砂岩界面强度与温度、含水率等因素之间的关系模型。这一模型可以用于预测不同环境条件下界面强度的变化趋势，为工程设计提供理论依据。

该研究不仅丰富了冰-岩相互作用领域的理论体系，也为实际工程应用提供了重要的参考价值。例如，在冻土地区的道路建设、隧道开挖以及边坡防护中，了解冰-红砂岩界面的强度特性有助于提高工程的安全性和耐久性。

此外，论文还指出，未来的研究可以进一步探讨多因素耦合作用下界面强度的变化规律，如温度梯度、应力状态以及长期冻融循环的影响。这些因素可能会对界面强度产生更复杂的影响，需要更深入的实验和理论分析。

总之，《双接触面冰-红砂岩界面强度特性单轴试验研究》是一篇具有较高学术价值和工程应用意义的论文。它通过系统的实验和分析，揭示了冰-红砂岩界面强度的变化规律，为相关领域的研究和实践提供了有力支持。