软岩渗流-化学-损伤软化过程中能量耗散机制

红层软岩具有遇水软化特性，在降雨条件下渗流、化学、力学损伤等多效应综合作用造成工程地质灾害，是岩土工程界广泛关注的热点和难点问题之一。基于能量耗散原理，研究了软岩软化过程中的渗流、化学、损伤效应，提取了主要的渗流、化学、损伤能量变量，讨论了渗流-化学-损伤效应对软岩软化过程的作用以及能量耗散的机制，结合软岩三轴试验分析了能量耗散过程。结果表明：在渗流-化学-损伤效应共同作用下，水在软岩中形成渗流，渗流的作用加速了软化进程；软岩与渗流之间的化学作用加速了裂隙-孔隙损伤的发展；软岩裂隙-孔隙损伤的发展反过来促进了渗流及化学的作用。从能量角度来看，软岩软化后可承受的极限应变能量减少，渗流提供了能量同时也通过化学效应消耗了软岩自身的能量，降低了强度并引发损伤，因此，软岩软化的过程是一个能量耗散的过程。在此过程中，渗流、化学、力学损伤等能量的涨落及耗散、物质交换、非线性正反馈作用，使得软岩经历从平衡态到非平衡态相变，最终软化破坏形成了耗散结构。