基于M-C方法的粗粒土剪切排列分布演化机理研究

高 智，魏玉峰，金磊磊

（地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室 成都理工大学，四川 成都 610059）

粗粒土作为一种非连续介质，是地质灾害的重要物质组成.受地震、小区域地质构造作用等影响，粗粒土通常会发生颗粒重排，而结构则是影响土体颗粒排列的决定性因素.当粗粒土受到外力扰动时，其内部颗粒的排列分布将发生剧烈的变化，这种变化将对土体颗粒的排列熵值产生直接的影响.

随着土力学的发展，土体结构的研究受到越来越多学者的关注，早在20世纪20年代，土力学奠基人太沙基就首次提出土体微观结构的概念[1].近年来众多学者对土体颗粒几何形态及颗粒排列分布特征进行量化研究时，依托于物理实验[2]、CT扫描[3]、扫描电子显微镜[4]、光学显微镜[5]、数值模拟[6]等方法开展土体结构参数量化研究，已取得了一定的成果.相较于黏性土而言，粗粒土由于组成颗粒的粒径较大，粒间作用力以重力为主，因而粗粒土的结构研究实际上就是对粗粒土组成颗粒的几何形态和空间分布特征的研究[7-10].

而随着现代信息系统论不断发展，Shannon于1948年将熵引入其中，并定义信息熵H[11].Shannon所定义的信息熵是指参数不确定性大小.随着统计物理学的引入，信息熵被定义为排列熵，且作为物理性质用于描述土体颗粒混乱程度.在排列熵的研究上，施斌等[12]提出和分析了排列熵这一指标和计算公式，并基于SEM进行实例分析.一些学者以排列熵为基础，推导……