人工凍結は地下空間工学において重要な地層補強および防水技術であり、その施工の安全性と凍結壁の力学的性能は密接に関連している。凍結壁の力学的特性を研究する際には、内部の孔隙氷含有量と凍結温度の影響を総合的に考慮する必要がある。このため、微観力学混合理論とWeibull統計分布関数に基づき、岩石骨格と孔隙氷の力学的パラメータを等価化処理し、Drucker-Prager基準を導入して微小要素の損傷確率を記述し、孔隙氷の影響を考慮した岩石統計損傷本性モデルを確立した。さまざまな凍結温度の砂岩三軸圧縮試験結果を組み合わせてモデルを検証した結果、このモデルは全応力-ひずみ曲線のフィッティング精度が通常のモデルより約7.22％向上した。温度が低下すると、モデルの特徴パラメータmとFは増加傾向を示し、孔隙氷は一定の飽和度範囲内で岩体の均質性と微小要素の平均強度を向上させ、また、飽和度が50％を超え、温度が-10℃未満の場合、砂岩の臨界損傷度の低下速度が緩和され、脆性破壊傾向が強化されることを示している。

人工凍結法;孔隙氷;微観力学;Weibull分布;凍結岩石;本性モデル