水化作用下白垩系砂岩崩解特性及耗散能分析*

左清军 朱 盛 张中君 赵先强 李朝铭 童 权 罗忠权

(三峡大学， 湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站， 宜昌 443002， 中国)

0 引 言

白垩系砂岩沉积环境复杂，沉积时间较短且沉积作用不充分，导致成岩后岩石胶结强度相对较低，水理性质较差，遇水易发生软化崩解，水通过孔隙渗透进入岩石内部之后导致强度劣化，表层砂颗粒或矿物迅速剥落进而由外至内发生崩解破坏，随之引发一系列地质灾害问题，如边坡失稳、路基沉陷等。随着我国城乡建设的大力推进，在白垩系砂岩地区进行工程建设，难免会遭遇因白垩系砂岩软化崩解诱发的工程地质问题。因此，有必要对白垩系砂岩的崩解过程和崩解机制开展深入研究。

软岩崩解极易受外界环境影响(张丹等， 2012； 柴肇云等， 2015； 李国维等， 2020)，崩解机理十分复杂(梁冰等， 2016)，如何定量描述岩石崩解过程显得至关重要。实际上，软岩遇水崩解存在能量的转化、传递和耗散，可以从能量耗散的角度描述软岩的崩解过程。关于岩石的崩解特性，国内外学者已取得诸多成果(Mol et al.，2010；Saad et al.，2010； 左清军等， 2015； Rincon et al.，2016； Chan et al.，2017)，认为岩性与外界干湿循环是导致岩石崩解的重要影响因素(吴道祥等， 2010； 唐军等， 2011)。目前关于岩石崩解模型大多是基于统计学理论而构建(潘艺等， 2017； 李昆鹏等， 2020； 赵晓彦等， 2020)，赵明华(2007)、邓涛等(2014a，2014b)、张宗堂等(2019)从软岩崩解物的数量、尺寸与质量的关联性入手，采用分形维数来定量描述软岩的崩解过程，建立了软岩崩解的分形模型。关于岩石崩解过程的能量学解释，部分学者(谢和平等， 2005；……