基于重整化群方法的红层软岩损伤破坏逾渗阈值研究.pdfVIP

－ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ　　工程地质学报　２０１５／２３（５）０９６５０６ ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０５．０２１ 基于重整化群方法的红层软岩损伤破坏逾渗阈值研究 ①② ①② ①② ②③ 周翠英 　李拔通 　张鑫海 　刘　镇 （ 中山大学工学院　广州　５１０２７５） ① （ 中山大学岩土工程与信息技术研究中心　广州　５１０２７５） ② （ 中山大学海洋学院　广州　５１０２７５） ③ 摘　要　逾渗现象广泛存在于大自然中，当物体中起决定性作用的关键变量变化至某一阈值时，其状态发生突变，此时关键 变量的临界值称为逾渗阈值。岩石在水的作用下的损伤破坏过程中存在着逾渗现象，可通过重整化群的方法来研究。本文 针对华南地区广泛分布的红层软岩，探讨了其在损伤过程中的逾渗现象与破坏的本质关联。通过对典型红层软岩的微观结 构分析，概化出红层软岩的骨架构件和胶结物构件，建立红层软岩的重整化群模型的基本单元，将基本单元进行组合，建立出 红层软岩的重整化群模型。根据重整化变换规则，推导计算出其逾渗阈值。研究表明：当红层软岩在荷载条件下的破坏临近 逾渗阈值时，其内部结构发生大量破坏，软岩内部从无序损伤突变为有序损伤，继之损伤破坏加剧，由稳定破坏向非稳定破坏 突变，最终导致其失稳破坏。研究对揭示红层软岩损伤破坏机理具有重要意义。 关键词　红层软岩　重整化群方法　损伤破坏　逾渗　阈值 中图分类号：ＴＵ４１１　　文献标识码：Ａ ＳＴＵＤＹＯＮＰＥＲＣＯＬＡＴＩＯＮＴＨＲＥＳＨＯＬＤＯＦＲＥＤＬＡＹＥＲＳＯＦＴＲＯＣＫ ＦＡＩＬＵＲＥ ＰＲＯＣＥＳＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＲＥＮＯＲＭＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＧＲＯＵＰ ＭＥＴＨＯＤ ①② ①② ①② ②③ ＺＨＯＵＣｕｉｙｉｎｇ 　ＬＩＢａｔｏｎｇ 　ＺＨＡＮＧＸｉｎｈａｉ 　ＬＩＵＺｈｅｎ （ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｕｎＹａｔｓｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０２７５） ① （ ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｕｎＹａｔｓｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０２７５） ② （ ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｒｉｎｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｕｎＹａｔｓｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０２７５） ③ Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎａ，ｗｈｉｃｈａｒｅｔｈａｔｗｉｔｈｓｏｍｅｋｉｎｄｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｆａｃｔｏｒｃｈａｎｇｉｎｇ，ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔｗｉｌｌｓｕｄｄｅｎｃｈａｎｇｅ，ｗｉｄｅｌｙｅｘｉｓｔｉｎｎａｔｕｒｅ．Ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇｉｓｈａｐｐｅｎｉｎｇ，ｔｈｅｖａｌｕｅ ｏｆｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｆａｃｔｏｒｉｓｔｈｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄ．Ｔｈｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎａａｌｓｏｅｘｉｓｔｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｒｏｃｋ ｄａｍａｇｉｎｇａｎｄｆａｉｌｕｒｅａｎｄｔｈｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｃａｎｂｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｒｅｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎｇｒｏｕｐａｐｐｒｏａｃｈ．Ａｓｓｕｍｅｄｔｈａｔ ｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｏｆｒｅｄｌａｙｅｒｓｏｆｔｒｏｃｋｃａｓｅｄｂｙｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ － － － － 　 收稿日期收到修改稿日期  基金项目：国家自然科学基金重点项目、面上项目（ＮｏＮｏＮｏ，国家自然科学基金科学仪器基础研究专项 （Ｎｏ，广东省自然科学基金重点项目（Ｎｏ．Ｓ２０１１０２０００１２２９）资助． － 第一作者简介：周翠英（１９６３），女，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土工程的教学与科学研究．Ｅｍａｉｌ：ｚｈｏｕｃｙ＠ｍ