位于我国西部高海拔地区和东北局部区域的冻寒区蕴藏着丰富的矿产资源。近年来，国家愈加重视寒区工程的发展，“一带一路”倡议的推进、西部大开发战略的实施、川藏铁路的兴设等，我国寒区工程建设蓬勃开展。冻寒区岩体长期处于低温冻结状态，这些地区的边坡、隧道和其他岩体工程基础设施不可避免地面临与低温冻胀破坏相关的安全问题。作为工程结构载体的岩石材料，内部包含如孔隙、微裂纹、节理等各种各样的天然地质缺陷，岩体结构复杂；加之环境因素和动荷载扰动的影响，导致冻结岩体的力学特性以及在冲击动荷载作用下的损伤扩展和破坏行为尚无明确解答，严重制约了冻寒区岩石工程的安全施工和冻害防护的结构设计。
本研究以白砂岩为研究对象，针对现有的动态低温测试系统一般无法实现可控的降温速率或保持稳定的低温环境，导致测量结果不准确的问题，开发了一套实时低温动态测试系统并对完全饱和的白砂岩试样进行环境温度为（20°C、-5°C、-10°C、-20°C和-30°C）的动态压缩测试。为了进行比较，干燥试样和经过一次冻融（1FT）作用后的干燥试样也在相同环境温度下进行了测试。主要研究及结论如下：
（1）采用核磁共振（NMR）技术得到两种冻结条件下的T₂谱，证明了环境温度为负温进行冻结岩石动态试验的必要性。
（2）三组试样的动态压缩强度(DUCS)均表现出明显的率相关性。干燥试样和一次冻融后干燥试样的动态压缩强度表现出类似的趋势，表明一次冻融作用对白砂岩动态压缩强度的影响可以忽略不计。在相近加载率下，当环境温度从室温到-5°C时，冻结饱和试样的动态压缩强度首先增大。然后在-10°C时下降到最低值，然后随着环境温度的下降进一步增大。
（3）结合核磁共振信号、P波波速和破坏模式，系统性地分析了影响冻结岩石动态压缩强度的强化机制与弱化机制。干燥岩石的动态压缩强度随着温度的降低而增大，矿物颗粒的收缩和吸附水的冻结是强度增强的主要原因。饱和岩石的动态压缩强度受到岩石基质与岩石孔隙中未冻水和冰混合物之间相互作用的共同影响，孔隙冰的支撑作用、胶结作用和表面张力的增加是动态压缩强度的强化机制。动态试验所特有的冲击融化效应是饱和试样动态压缩强度低于干燥试样的弱化机制。在冲击融化效应的影响下，裂缝尖端的冰晶体融化，削弱了岩石的抗断裂性。同时，-10°C回收试样的粉碎程度高于其余条件，可以间接证明冲击融化效应的存在。
 

实时低温，白砂岩，SHPB，,冲击融化