土石混合体细观特性研究现状及展望.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１４／２２（１）０１１２１２土石混合体细观特性研究现状及展望①②①①①①②王宇李晓赫建明武艳芳吴雨松（①中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室北京１０００２９）（②中国科学院大学北京１０００４９）摘要土石混合体作为一种介于土体与破碎岩体之间的特殊地质材料越来越多地受到工程界及学术界的关注。土石混合体细观结构特性及物理力学特性的深入研究是当今工程建设的需要，也是理论岩土力学、计算岩土力学、试验岩土力学及应用岩土力学发展的必然。在总结国内外有关土石混合体研究现状的基础上，分

2、别从土石混合体的细观结构特征、细观结构模型和细观力学特性３个方面对当前的研究成果进行了概括。在此基础上，总结了土石混合体细观特性研究方面存在的不足，指出开展不同细观尺度的实时加载试验，从不同试验尺度上研究土石混合体的局部变形特征是未来的研究方向；建立土石混合体细观损伤演化方程和本构方程，加强土石混合体环境依赖性方面的研究，通过细观试验建立土石混合体三维精细结构模型，开展土石混合体开裂方面的仿真计算，加强细宏观力学特征的关系性分析，揭示实时加载条件下内部微结构的演化过程是未来研究的趋势。关键词土石混合体细观特性细观试验力学特性发展趋势中图分类号：ＴＵ４１文献标识码：ＡＲＥＳＥＡＲ

3、ＣＨＳＴＡＴＵＳＡＮＤＰＲＯＳＰＥＣＴＯＦＲＯＣＫＡＮＤＳＯＩＬＡＧＧＲＥＧＡＴＥ①②①①①①②ＷＡＮＧＹｕＬＩＸｉａｏＨＥＪｉａｎｍｉｎｇＷＵＹａｎｆａｎｇＷＵＹｕｓｏｎｇ（①ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９）（②ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９）ＡｂｓｔｒａｃｔＲｏｃｋａｎｄｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅ（ＲＳＡ

4、）ｉｓａｓｐｅｃｉａｌｋｉｎｄｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｓｏｉｌａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ＲＳＡｉｓｄｒａｗｎｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｒｏｍｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄａｃａｄｅｍｉａｃｉｒｃｌｅｓ．Ｄｅｅｐｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｍｅｓｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＲＳＡｉｓｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｎｅｅｄｏｆｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｒｅｓｕ

5、ｌｔｏｆｔｈｅｏｒｙｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌｍｅｃｈａｎｉｃｓ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒＲＳＡａｂｏｕｔｍｅｓｏｓｃｏｐｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆＲＳＡｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｅｒｍｏｆｍｅｓｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｍｅｓｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｍｅｓｏｍｅｃｈａｎｉｃｓｃｈａｒａｃｔｅ

6、ｒｉｓｔｉｃ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｉｓ，ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｍｅｓｏｓｃａｌｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｐｏｉｎｔｏｕｔｔｈａｔｃａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｓｏｓｃａｌｅｒｅａｌｔｉｍｅｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｓｔｏａｎａｌｙｓｉｓｌｏｃａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｏｒＲＳＡｉｓｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｔｒｅｎｄｓｏｆｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｃｌｕｄｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｍｅｓｏｓｃａｌｅｄａｍａｇｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｅｑｕａｔ

7、ｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｅｑｕａｔｉｏｎ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈａｂｏｕｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆＲＳＡ，ａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｆｕｌｌｆｉｅｌｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｏｎｍｅｓｏｓｃａｌｅｔｅｓｔｓｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒｒｅａｌｔｉｍｅｌｏａｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＲＳＡ，Ｍｅｓｏｓｃｏｐｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，Ｍｅｓｏ