使用相对熵研究花岗岩的损伤演化特征

刘希康，徐金明

(上海大学土木工程系，上海 200444)

外荷作用下岩石的变形破坏过程，本质上是岩石中不同位置、不同类型组分的损伤演变过程，目前多使用试验方法、数值模拟、试验视频分析进行研究。

使用试验方法研究岩石损伤演化过程已经取得很多成果。Paraskevopoulou等[1]使用室内静载试验方法分别在不同静载水平下对灰岩进行破坏试验；Nejati等[2]研究了大理岩、砂岩和灰岩的疲劳损伤演化差异，认为脆性对岩石损伤演化有很大影响；Gautam等[3]基于温度试验，研究了花岗岩的质量损失率、纵波速度、导热系数等随温度的变化；申艳军等[4]分析了冻融循环条件下裂隙端部局部化损伤特征；付小凤[5]基于三轴渗透及声发射试验结果，认为围压是影响砂岩渗透损伤的主要因素。

使用数值模拟研究岩石损伤演化时，Müller等[6]将离散元技术与多面体单元相结合，模拟了单轴压缩条件下盐岩的微观损伤变形行为；Wang等[7]研究了不同均质条件和围压条件下含孔洞岩石的损伤开裂特征；王青元等[8]使用非线性蠕变损伤模型进行了单轴压缩条件下不同尺寸岩样蠕变特征的数值模拟；孙金山等[9]采用颗粒流数值方法模拟了岩石的蠕变损伤演化特征；付金伟等[10]使用有限差分方法模拟了渗流-损伤耦合作用下岩石裂纹萌生、扩展过程。

使用试验视频图像研究岩石损伤演变过程也有一些成果。Tarokh等[11]使用数字图像相关方法对岩石表面损伤演化过程进行了分析；Song等[12]使用数字图像相关方法研究了单轴压缩试验下砂岩试件的损伤演化和裂纹扩展过程；……