岩体作为一种天然地质结构，因其复杂的形成过程和赋存环境，内部常存有褶皱、节理、断层等结构面，是一种典型的“不连续介质”。这些结构面的存在不仅改变了岩体物理力学性质^［1］，影响了新裂纹的形成及扩展演化^［2-3］，甚至威胁到工程施工的安全^［4-6］。因此，研究岩体内部裂纹萌生及其发育扩展规律，定量表征裂隙参数变化，能够更好地了解岩体内部结构变化，可为预测岩体破坏并进一步采取工程措施提供研究基础。目前，已有诸多国内外学者采用试验^［7］以及数值模拟等^［8-9］手段，探究了各类岩石裂纹萌生、扩展、合并等机制，描述了裂纹应变及各形状裂隙的演化规律，模拟了岩石宏观破坏的模式。加之在寒区环境下，天然裂隙岩体受冻融循环作用影响，更易产生损伤劣化。岩石的冻害本质上是现有微裂纹的扩展和冻胀压力驱动下新裂纹的产生^［10］。其中，裂隙岩石由于冻胀力引发的裂隙扩展问题得到了广泛关注。Yahaghi等^［11］结合单轴压缩、巴西拉伸试验和三维数值模拟研究了砂岩在冻融循环中裂纹的扩展和相互作用，并揭示其劣化和破坏机理；Lu等^［12］对单裂隙砂岩的力学性能进行研究，建立了考虑荷载、预制裂纹和冻融作用的损伤模型；路亚妮等^［13］对不同裂隙类型岩样进行单轴压缩试验，分析冻融循环条件下裂纹扩展的类型和原因。以上成果主要集中在宏观力学层面上，而要揭示冻融岩石内在劣化机理，还需从细观层面入手^［14-16］，深入探究冻融循环作用下岩石内部孔隙、裂隙结构变化。

CT扫描技术具有无损状态下三维展示裂隙演化特征以及定量表征细观参数的优点，在冻融裂隙演化方面有着广阔的应用前景^［17］。宋勇军等^［18］运用CT技术从细观层面定量分析了冻融环境下不同饱和度砂岩的损伤演化规律；Mal’a等^［19］通过μCT技术成像对岩石孔隙网络进行无损可视化，发现鞍山岩石具有良好的组织内聚力、低孔隙度和低孔隙连通性；Deprez等^［20］运用CT扫描技术研究了含水量和孔隙度对冻融行为的影响，并最终确定了临界饱和度；Liu等^［21］利用高精度CT扫描仪获得不同冻融次数砂岩的图像，基于图像中细观参数定义损伤变量，建立了该损伤变量与冻融循环之间的关系；Maji等^［22］用μCT方法展示冻融循环过程中微裂纹的生长和合并，以及它们向宏观裂纹转变的过程，并且采用一种新的方法来定义异质岩石冻融循环期间的三个微裂纹；Yang等^［23］利用CT扫描，分析了不同围压下岩石破坏的三维裂隙形态，判断了岩石不同围压下的失效模式；Roshan等^［24］对4种砂岩进行CT扫描，并进行单轴压缩试验，结果显示砂岩的力学性质与组合黏土体积以及有效孔隙度密切相关。尽管采用CT技术在岩石细观领域已取得大量成果，但有关于岩石在冻融过程中的裂隙扩展演化特征仍有待深入了解。

基于以上考虑，本文以完整及预制裂隙白砂岩为研究对象，利用CT扫描技术，获得不同冻融条件下岩石的二维切片，将其经过三维体渲染重构形成岩石三维图像。在此基础上，通过提取孔隙结构，直观评估裂隙形貌演化过程，并结合孔隙网络模型参数，反映孔隙结构随冻融次数的变化特征，探究裂隙发展演化规律，以期为寒区岩体破坏机理及灾害防治提供参考。

本试验所用岩样取自中国西部寒区某采石场。所取岩样为白砂岩，其主要成分见表1。为降低岩样离散性，选取质地均匀且无明显节理的完整岩块，按相同方向钻孔取岩心。根据国际岩石力学学会（ISRM）的要求，加工成Ø50 mm×H100 mm的标准圆柱体完整岩样。

调查显示天然岩体贯通裂隙较少，更多的是短小、断续的节理^［25］，且实际工程选址会尽量避开大型贯通节理。所以短小的断续节理成为岩土工程中常见的实际问题。而断续节理在受外荷载作用失效后会形成阶梯路径，且通常发生在含有一组低-高倾角节理的岩石边坡中^［26］。当节理连通率不是很大时（k<0.8），节理倾角为30°和60°的岩体峰值强度和弹性模量最低，会出现2个极小值^［27］，视为较危险状态。结合该研究中连通率的设置情况（0、20%、40%、60%、80%）分别进行计算，当连通率设置为40%时，得到裂隙Ⅰ长度为24 mm，裂隙Ⅱ长度为40 mm，该情况下裂隙已几乎贯通岩石，会导致试件强度极低，当连通率为60%甚至80%时，情况更为严重。因此本试验设定节理连通率为20%，选取较具代表性的30°~60°倾角来模拟实际工况。

试验选定岩桥位于岩样中段，长度为15 mm，以岩桥中部为起点分别设置30°和60°的倾斜裂隙，计算20%连通率得到裂隙Ⅰ长a₁=12 mm，裂隙Ⅱ长a₂=20 mm，设定裂隙宽d为1.5 mm。既能保证裂隙位于岩样中段又不会过于靠近边缘以至施加荷载后轻易破坏。裂隙倾角与几何形态如图1所示。

将岩样置于105 ℃烘干箱烘干48 h后取出，待自然冷却后测量纵波波速并计算干密度，采用真空饱和仪进行饱水，当压力值达到-0.1 MPa后，继续静置24 h以确保完全饱和。根据干密度和纵波波速，以3个完整岩样为一组，3个双裂隙岩样为一组，进行冻融、CT扫描试验，试件参数平均值见表2。由于篇幅限制，本文在每组中选取一个有代表性的岩样进行分析。S-1为完整试件，F-1为预制双裂隙试件。

（1）冻融循环试验

为尽量保持试件处于饱水状态并维持试件内温度分布均匀，将饱水试件轻覆一层保鲜膜放置在瓷盘内铁丝网垫上进行冻融。冻融试验由DW-40低温试验箱完成，控温精度±0.1 ℃，冻融循环设定为-20 ℃冻结12 h，而后取出试件，置于20 ℃水浴中融化12 h，以此为一个冻融循环周期。根据前期预试验中岩样 纵波波速变化及试件表面颗粒剥落情况，确定冻融次数为0、15、30次。

（2）CT扫描试验

采用天津三英精密仪器公司的Multiscale-Voxel系列工业CT。扫描主要参数为：电流1.3 mA，电压385 kV，曝光时间0.5 s，空间分辨率44.3398 μm。试件在冻融循环结束后进行CT扫描试验，可以得到1 200×1 200像素的16 bit灰度图像2 400张。

采用AVIZO三维可视化软件对CT图像进行处理。由于CT装置的硬件参数、温度和ISO感光度的影响，CT扫描获取的原始图像往往存在亮度不均、噪音等问题，通常不能直接使用。选取噪音及伪影较为明显的图像（试件F-1在冻融30次后第1 200层切片）优化过程为示例，如图2（a）所示。采用非局部均值滤波能够有效降低环状伪影，在保持边界完整的同时，能更好地做到区域平滑^［28］，如图2（b）所示。

由于CT扫描时试件使用保鲜膜包裹，获取的CT图像外围有一层非岩体，此外X射线源穿过物体过程中，光子平均量的升高导致的射束硬化^［29］，及X射线串扰产生的边缘伪影^［30］，这些都会造成图像外围异常，灰度值较低，边缘裂隙易被过度提取。采用分水岭分割法^［31］，能够有效区分定义的不同灰度梯度的边界，同时识别试件外围亮度差异的边界，做到精确分离图像中岩石试件与外围保鲜膜等非岩体，清除岩石外部数据，运用Erosion命令将岩石外围缩小10个像素点，可有效避免边缘伪影，如图2（c）中白色部分为伪影造成的过度分割。本文基于灰度值原理结合交互式阈值分割法与Interactive Top-Hat算法对图像进行分割，阈值分割后的切片图像见图2（d）。

将CT扫描数据导入AVIZO三维可视化软件中，利用Volume Rendering命令进行三维展示，即将2 400张切片按序组合并进行三维渲染，加强灰度值对比度，得到岩样在不同冻融次数后的等比例重构模型。图3直观清晰地展示了冻融循环过程中裂隙试件的表面劣化。

在冻融15次后主要表现为岩样表面颗粒剥落，顶面与底部有极少量颗粒脱落，冻融30次后，表面有磨砂感，粗糙程度逐渐增大，岩样表面细小的凹陷区域代表颗粒掉落之后形成的微小孔洞，上下端面有较大块状脱落，裂隙岩样在预制裂隙边缘也出现了一定的缺陷。

为进一步避免边缘伪影造成岩样端部裂隙被过度提取，选取890×890×1 200像素即Ø40 mm×H53 mm圆柱岩心作为研究对象（图4），研究岩样内部细观结构的变化。

为突出冻融作用引起的主要变化，运用AVIZO软件，基于灰度值分级，统计所需灰度级的体积元素总和来计算体积大小。综合统计对比试件S-1和试件F-1在初始状态时各微裂隙体积占比，为直观展现冻融循环作用对试件劣化的影响，忽略较小原生裂隙，过滤掉微孔，仅展示冻融循环后产生的较大体积微裂隙，经过筛选选定15 mm³为最小筛选阈值，统计体积大于15 mm³的微裂隙。将筛选得到的微裂隙体积占比（P_p）情况汇总于表3。三维重构得到不同冻融循环次数下试件微裂隙形貌演化过程主视图及俯视图如图5所示。试件S-1冻融0次时在接近下端处存在少量微裂隙，P_p为0.09%；冻融至15次时，在原有微裂隙周围产生竖向片状微裂隙，P_p达到0.28%；冻融至30次时，片状微裂隙向上、下端面发展，同时其对称方向也有少量片状微裂隙出现，总体呈环状，P_p增长至0.79%。

试件F-1未冻融前，在裂隙Ⅰ轴线方向靠近试件边缘以及裂隙Ⅰ上尖端存在少量微裂隙，P_p为0.19%；冻融15次时，原有微裂隙沿预制裂隙尖端向外扩展，试件左侧同样出现竖向片状微裂隙，P_p增大为0.75%；冻融至30次时，微裂隙进一步发展，在岩桥区域形成较大体积的贯通微裂隙，同时裂隙Ⅱ右侧也出现与左侧相似的竖向片状微裂隙，P_p最终达到1.18%。

整体来看试件S-1在冻融30次后主要形成靠近外表面的片块状微裂隙，而试件F-1外围存在相似的片状微裂隙，但其分布位置更靠近预制裂隙尖端，值得注意的是F-1在岩桥区域也出现了较多贯通微裂隙，其分布更为复杂（图5俯视图）。这可能是由于在低温环境中试件外部温度先降低而后冻结，试件内部温度还未完全降低，在温度梯度的作用下，岩样外围裂隙水首先发生原位冻结，而后因分凝势的作用^［32］，内部未冻水逐渐向外围迁移并持续引发裂隙开度增大，这造成了冻融循环次数较小时试件内部微裂隙首先在试件靠外侧产生。而后随着冻融次数逐渐增多，在已有微裂隙的基础上，逐渐向内部扩展。

为寻求冻融影响下的劣化集中区，定量分析试件内部各位置孔隙变化，引入面孔隙率^［33］，即

式中：D_S为面孔隙率，即每层孔隙面积占该层切片面积的百分比；S_pore和S_total分别为孔隙和整体横截面的面积体素。

计算z轴方向1 200层切片各层的D_S，将面孔隙率增长量随切片层数的变化曲线绘于图6，Δ₁与Δ₂分别表示第2、3次扫描所得面孔隙率相对前一次的变化值，Δ_S为冻融30次与未冻融时相比的增长量。试件S-1前200层切片面孔隙率增量明显大于均值，各层切片的面孔隙率增量随层数增加逐渐减小，但相邻层级之间面孔隙率变化不均匀，有跳跃性，整体来看完整岩样经过不同冻融次数后，面孔隙率变化趋势基本一致，没有突出的孔、裂隙发展集中区域。由图6（b）中Δ_S曲线可知，试件F-1裂隙发展集中在预制裂隙尖端区域，即第52、499、739、899层附近，曲线Δ₁在该区域同样有显著峰值存在，表明冻融初期预制裂隙尖端由于冻胀力的影响形成了较强的扩展。而曲线Δ₂在这些区域有明显向左凹陷，说明冻融后期裂隙尖端发展变缓，主要集中在岩桥区域。冻融后期裂隙Ⅰ与裂隙Ⅱ之间岩桥区域产生的次生裂隙进一步扩展贯通，岩桥区域劣化加剧。面孔隙率变化所展现的裂隙发展规律与图5中裂隙形貌演化过程相吻合。

岩石内部孔、裂隙的尺寸和形态及分布均会造成孔隙水分布规律和冻胀压力的差异，进而产生不同形式的孔隙结构劣化^［34］，因此掌握岩石的孔隙结构特征参数，对分析冻融岩石的裂隙发展规律具有重要意义。

为进一步探究在相同冻融循环条件下，裂隙试件岩桥区域及完整岩样对应区域的孔隙发展演化差异，选取岩桥区域270×270×270体素的立方体岩心作为研究对象，如图7所示。采用孔隙网络模型（PNM）对不同冻融循环次数下的试件进行定量表征，可更好地展现岩桥区域复杂的孔隙结构。

Silin等^［35］首先提出了运用最大球法建立孔隙网络球-棍图，球和棍分别表示孔隙和喉道。Dong等^［36］提出了改进的最大球算法，以提取具有参数化几何形态和连通性的简化孔隙网络模型。然后根据孔喉等效半径、孔喉数、喉道长度等参数对孔裂隙形貌进行表征。

孔隙和喉道精细识别的示意图^［37］如图8所示。放大岩桥局部细观结构，灰色岩石基质之间的空白为岩石孔、裂隙，定义孔隙空间最大内切球的半径为孔隙等效半径（R_p），孔隙体积（V_p）为该球体体积；孔隙空间识别后，剩余形态结构等同于喉道，沿喉道中心轴放置几个内切球体，其中最小球体半径为喉道半径（R_t），其连接的两个孔隙圆心连线的长度为喉道长度（L）。

在对立方体岩心拓扑结构的孔隙与喉道进行精细识别后，将孔隙结构简化为等半径球体，喉道由等半径圆柱形棍表示，在图9中建立试件S-1和试件F-1立方体岩心的三维PNM，图中所示的孔隙（球体）和喉道（棍）根据等效半径分为不同颜色。试件S-1初始状态孔隙等效半径较小，分布分散，多数为孤立孔隙，形成连通的喉道较少，且仅有的喉道等效半径极小，不易观察；经过15次冻融循环，立方体中心孔隙间喉道开始形成，但仍有一定数量孔隙未连通，孔隙等效半径增大不显著；冻融循环30次后，孔隙之间基本均有喉道连通，且喉道等效半径有所增大，孔隙间相互连通也导致孔隙等效半径增大，小体量孔隙逐渐发展扩大。试件F-1冻融0次时，在上表面有较为突出的孔喉结构，孔隙等效半径达到600 μm左右，喉道半径也突破了280 μm，这可能是由于上层更靠近预制裂隙Ⅰ，导致初始孔喉相较完整试件更显著；冻融15次后，上表面孔隙及喉道等效半径增大，且由上至下连通性逐渐加强，喉道逐渐增多；冻融达到30次后，孔隙等效半径进一步扩大，上表面最大喉道半径已达到700 μm左右，连通区域向外扩展，下部空间孔喉结构变得密集，岩样整体已经形成复杂的孔隙网络结构。定性来看，冻融循环显著促进了岩石孔隙结构向无序交错的“球-棍”发展。试件S-1孔喉结构表现为均匀发展，全面贯通，而试件F-1由于存在预制裂隙，已经形成较完整的孔喉区域，故孔喉结构主要表现为沿着该区域向外扩张。

表4给出了两种试件经过不同冻融次数后PNM中的孔隙与喉道的定量参数。由表可得，试件S-1冻融前期孔隙平均等效半径、平均体积、喉道数量、喉道平均半径分别增长了2.79%和7.17%、7.96%、2.80%，喉道最大等效半径增大了13.71%，但孔隙数量减少了7.77%。冻融后期孔隙平均体积、平均等效半径分别增大了26.00%和10.83%，喉道数量、平均等效半径和平均长度分别增长了19.13%、3.70%和5.98%，然而孔隙数量仍呈下降趋势，减少了5.84%。完整岩样冻融后期孔喉结构发展更突出。试件F-1孔隙数量、孔隙平均体积、平均等效半径在冻融前期分别增长了0.85%、13.92%、3.87%；喉道数量、喉道长度、喉道平均半径分别增大了107.38%、1.67%、8.52%，喉道数量增长突出，是未冻融时的2倍左右。冻融后期孔隙参数分别增长了13.45%、22.6%、12.05%，喉道参数则为34.31%、2.15%、5.60%。冻融结束，两试件最大喉道半径分别增大了16.05%和39.72%，裂隙试件增长幅度为完整试件的2倍左右。各参数最大值在冻融后期都有大幅提升。二者最主要的差别是完整试件受到冻融后孔隙体积增大，小体量孔隙之间的喉道发育，微小孔隙逐渐融合发展成为更大体积的孔隙，导致孔隙数量呈现了减小趋势；而含预制裂隙的试件受冻融影响，冻融前期喉道发育最为显著，导致连通性增强，冻融后期与之相比喉道数量增长程度较小，主要表现为孔喉结构半径的快速增大。

为了解孔隙结构各尺寸范围的变化特征，根据孔隙等效半径对孔隙结构进行划分：小于100 μm的定义为小孔隙；介于100~500 μm之间的定义为中孔隙；大于500 μm的定义为大孔隙^［38］。根据每个孔隙的z方向坐标排序，将冻融循环结束后，各孔隙结构的尺寸及分布位置展示于图10。

试件S-1孔隙等效半径在50~100 μm区间频率最为密集，在200~350 μm区间出现一个次密集区，且仅有两个孔隙的半径大于600 μm；就位置来看，各大小孔隙分布较为均匀，在0层、270层、150~200层孔隙相对较多。而试件F-1孔隙半径主要集中在0~100 μm和250~400 μm区间，但最大半径达到了986.59 μm；孔隙分布位置不同的是，试件F-1的大孔主要位于0~50层及225~270层，即靠近立方体岩心上下端面，裂隙试件靠近预制裂隙位置的孔隙等效半径更大，半径最大孔隙位于270层附近，即预制裂隙Ⅰ周围。

表5给出了不同冻融次数下各类型孔隙占比。与初始状态相比，冻融30次后，试件S-1小孔占比减小了9.54%，中孔和大孔占比分别增长了7.13%和270.97%；试件F-1有所不同，中孔占比下降了4.90%，小孔和大孔占比分别增长了6.00%和21.73%。完整试件中孔占比越来越突出，而裂隙试件相反。但两试件各类孔隙占比结构相似，均为中孔>小孔>大孔。

喉道是连接孔隙的细长通道，对岩石的渗透性起着至关重要的作用，喉道结构的发育程度能够反映岩样孔隙间连通性。图11展示了完整和裂隙岩样的喉道半径分布，频数分布的高峰偏左。试件S-1的喉道半径主要在20~180 μm范围内，冻融30次后，喉道半径最大值达到294.20 μm；试件F-1喉道半径主要分布在20~300 μm，经历30冻融循环后，半径在100~180 μm范围内的喉道明显增多，最大喉道半径为635.07 μm，远大于平均值，表明原有喉道半径越大，受冻融影响增大程度越高。裂隙岩样与完整岩样相比，喉道半径分布范围更广。未冻融状态下，裂隙岩样最大半径喉道本身就大于完整岩样；且裂隙岩样最大喉道半径位于预制裂隙Ⅰ附近，由于其更靠近岩石外部，能够更快速降温冻结。喉道作为孔隙之间的连通，是水分迁移的主要通道，岩样内部未冻水不断向预制裂隙附近迁移^［39］，在分凝势的作用下未冻区的水分会通过冻结缘向冰透镜体迁移，冰透镜体不断生长。随着冻融次数的增加，冻结及融化不断的交替循环，更快的促进了裂隙岩样的连通，即裂隙岩样喉道快速发展。

基于建立的孔隙网络模型显示，随着冻融次数增加，岩石平均孔隙半径、平均孔隙体积、平均喉道半径和平均喉道长度均呈增大趋势，而且分布范围越来越广。冻融过程中水冰相变不仅增加了孔隙体积，也使得岩石基质之间的胶结性质降低，造成岩石颗粒脱落，导致新孔隙的形成。总体而言，冻融循环作用显著的改变了孔喉网络的拓扑关系，并且使得孔喉结构向不均匀方向发展。裂隙岩石孔喉结构发育比完整岩石更为剧烈。

孔隙率作为与岩石固有属性，对岩石强度有重要影响，通过分析试件孔隙率的变化，可以评估不同冻融循环次数对试件的影响程度。Akagawa等^［40］研究证明了使用孔隙网络模型计算孔隙率的准确性，故本节基于前文建立的PNM来计算立方体岩心孔隙率：连通孔隙率P_con（连通孔喉占岩心总体积的百分比）、整体孔隙率P_tot（全部孔喉占岩心总体积的百分比）与通孔占比P_R（P_con/P_tot），其中连通孔喉体积为去除连接喉道数量为0的孔隙后剩余孔隙与喉道体积之和。

从表6可以看出，试件F-1的连通孔隙率随着冻融循环次数增多而增大，增长幅度逐渐提高；而试件S-1的连通孔隙率与冻融次数基本呈线性，冻融循环次数增长对促进完整岩样孔隙结构连通的作用较小。试件S-1的P_con增长速率分别为83.09%与50.10%，试件F-1的增长比例分别为66.46%与78.35%，两种岩样连通孔隙率快速增长期分别在前期和后期。

而冻融作用下试件P_tot均呈加速增长趋势。试件S-1冻融前期和后期的增长比例分别为9.21%与23.80%，试件F-1的增长比例为29.03%与43.30%，两种岩样整体孔隙率均为后期增长幅度更大。冻融循环30次后，孔隙率最大，与未冻融时相比，试件S-1和F-1的P_tot分别增加了35.21%和42.74%。

P_R能够反映岩样孔隙结构的连通性，不同冻融循环次数下，完整和裂隙岩样的增长趋势不尽相同。试件S-1的增长比例为67.64%与21.24%，试件F-1的增长比例为49.11%与39.49%，冻融前期P_R的增长比例大于冻融后期，再次验证岩样孔隙连通发生在冻融前期。

基于前文建立的孔隙网络模型（PNM）参数分析，P_R表现为冻融前期增长比例远大于冻融后期，表明冻胀压力在冻融前期主要表现为促使原有孔隙体积增大，孔隙向尖端发展，相邻孔隙间相互靠近，形成新生喉道，使得原有孔、裂隙间相互连通，PNM参数表现为喉道数量增多（图12）。

由于冻融循环前期造成的孔隙相互连通，为后期冻胀压力的释放以及孔隙水的流动提供了通道。冻融后期融解过程中，随着温度的升高，孔隙中的冰融化，水分不断迁移，这为下一个冻结期冻胀力的发展提供了有利条件，极大地促进孔隙和喉道的生成和膨胀，甚至造成相邻孔隙融合形成更大的孔隙，最终导致孔隙率加速增长。这与Liu等^［41］利用三维数字岩石技术观察到的冻融过程中砂岩孔隙结构变化一致。

如图12着重显示了为试件F-1冻融30次时最大孔隙（ID 2495）所连通结构的局部放大图（其他孔隙网络结构未进行展示），其等效半径达到986.59 μm，与之相连喉道数量最多，其中最大喉道半径为635.03 μm，另一端相连孔隙（ID 2473）等效半径为641.99 μm。但与ID 2495相连喉道的半径还有35.05 μm、66.26 μm、268.11 μm等大小，同样与之相连孔隙的半径也有273.06 μm、165.87 μm、889.47 μm等大小。较大的孔隙往往也伴随有大体量的孔喉，但也不乏有较小的孔喉，这主要是由于冻融循环作用使得大孔周围新生的小体量孔隙同样与大孔隙形成了连通。总体来看，冻融循环作用会促使岩石内部形成大小、位置、连通性更不均匀的、更复杂的孔隙网络。

本文通过CT扫描技术，研究了完整砂岩和双裂隙砂岩在不同冻融次数下孔、裂隙形貌发展以及裂隙扩展演化特征：

（1） 完整岩样冻融劣化主要发生在试件外围，形成了环形片状裂隙，而裂隙岩样形成的冻融裂隙主要集中在预制裂隙尖端附近以及岩桥区域。

（2） 不同类型孔隙占比反映内部孔隙结构的复杂性，随冻融循环次数的增加，完整岩样小孔占比逐渐减小，中、大孔占比逐渐增大，孔隙位置分布均匀；裂隙岩样中孔占比减小，小孔和大孔增加，且大孔主要集中在岩桥区域立方体岩心上下端面。

（3） 冻融30次后R_p、R_t和L均呈增大趋势，且孔喉结构分布范围越来越广。完整岩样冻融作用主要表现为小孔融合形成中、大孔，孔隙数量逐渐减小；而裂隙岩样则是主要体现为孔隙数量增大，喉道半径扩展迅速，最大喉道半径增长幅度是完整岩样的2倍左右。裂隙岩样孔喉结构发育比完整岩样更为剧烈。

（4） P_R可反映冻融循环次数对孔隙连通性的影响，两试件P_R的增长比例均为冻融前期大于冻融后期，但冻融前期试件S-1增长幅度更大，后期则相反；而P_tot可反映整体劣化程度，试件F-1的P_tot增长比例大于试件S-1。冻融循环促进岩石裂隙连通主要发生在冻融前期，且裂隙岩样冻融劣化程度大于完整岩样。