《軟岩滲流-化學-損傷軟化的能量耗散計算原理與方法》是依託中山大學，由周翠英擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：軟岩滲流-化學-損傷軟化的能量耗散計算原理與方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周翠英
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
軟岩遇水軟化研究是國際上工程地質學與岩石力學領域的前沿課題之一，其軟化過程中的滲流-化學-損傷效應是軟岩工程重大災害控制的關鍵之所在。以往的研究重點關注化學、滲流或力學損傷等單方面作用，對滲流-化學-損傷多效應相互作用研究不足，缺乏統一計算原理與方法，這已成為軟岩重大災害控制的瓶頸。為此，研究擬以紅層軟岩為對象，從物質交換和能量轉化這一本質底層關係出發，運用非平衡態熱力學、耗散結構理論等的原理，研究軟岩滲流-化學-損傷軟化的能量耗散計算原理與方法。重點包括：（1）軟岩滲流-化學-損傷軟化的能量耗散信息提取與測定試驗；（2）軟岩滲流-化學-損傷軟化的多尺度能量耗散機制；（3）軟岩滲流-化學-損傷軟化的能量耗散計算原理與方法。通過研究，揭示軟岩軟化的多效應能量耗散機制，建立其統一計算原理與方法，為軟岩軟化的研究提供全新的方法，為軟岩工程重大災害控制提供重要的依據，具有重大理論意義和實際價值。
結題摘要
軟岩遇水軟化是國際上工程地質學與岩石力學領域的前沿課題之一，其軟化過程中的滲流-化學-損傷效應是軟岩工程重大災害控制的關鍵之所在，是學術界與工程界共同關注的焦點問題。本項目之前已開展的相關研究，一方面重點揭示了化學、滲流或力學損傷等單方面因素作用的機制與規律，另一方面也使人們逐漸認識到軟岩工程中滑坡、塌方等災害往往是由滲流、化學、力學（損傷）等綜合效應導致的，應該從軟岩軟化的多效應相互作用的本質上開展研究。因為基於化學、滲流或力學損傷的單方面機制解釋或經驗判斷，將導致對軟岩軟化規律認識的不完整，也不能反映軟岩工程重大災害作用機制的全貌，在某種程度上，這已經成為制約軟岩工程重大災害研究的瓶頸。因此，本項目從能量耗散原理出發，採用多尺度試驗、非線性動力學、電化學等方法，研究了軟岩軟化中的滲流-化學-損傷效應，提取了滲流、化學、損傷等效應的能量耗散信息；研究了其軟化全過程的多尺度滲流-化學-損傷特徵及規律，揭示了其多尺度漲落機制、非平衡相變與耗散結構形成機制；闡明了其能量耗散規律，給出了其能量耗散關鍵變數，建立了其計算原理與模型、臨界狀態表征方法與判據，提出了耗散能量-巨觀強度的定量表征方法。本研究不僅可以豐富、完善和發展工程地質學的理論與方法，而且可為軟岩工程重大災害控制提供思路和方法的支持。研究成果已套用於邊坡、隧道、路基、基坑等工程的泥質軟岩軟化過程與工程穩定性計算分析，揭示了其軟岩軟化破壞的多效應機制，支持了工程監測布控，為工程設計、安全保障提供了原理支持；成果還可廣泛套用於水利、交通、市政、礦業、人防、軍工等工領域中的隧道、邊坡、地基等軟岩工程安全防護與科學研究。研究發表論文29篇，其中SCI、EI已收錄23篇；申請發明專利10項，其中授權2項，公開6項；申請國家軟體著作權2項。培養博士後4名、博士生6名、碩士生13名。
