顆粒物質力學及其在工程地質領域中的應用初探

作者：鄭虎,牛文清,毛無衛,李麗慧,汪發武,黃雨

摘要：由碎散物質組成的地質體失穩流滑大變形所致的地質災害嚴重影響國民經濟發展和人民生命財產安全,絕大多數造成此類地質災害的對象屬于顆粒物質,而地質災害與顆粒物質力學的交叉融合一直以來都是軟物質物理學和工程地質科研工作者的努力方向之一。顆粒物質是由大量離散顆粒組成的復雜無序體系,其力學特性極為復雜,根據顆粒的運動狀態可以表現出氣體、流體和固體的力學行為。地質工程領域中,典型的地質災害現象如滑坡、泥石流等都與顆粒物質力學密切有關,其本質即為由碎散物質組成地質體的固液相變。本文通過介紹顆粒物質的基本性質,顆粒物質力學中的阻塞相變、局部流變和非局部流變的剪切流動特性,以及常用的開展顆粒物質力學研究的試驗方法,最后初步探討了顆粒物質力學在工程地質領域內的應用前景。顆粒物質力學與工程地質的交叉融合,一方面可以拓展我國顆粒物質物理與力學的研究深度,同時也可以為我國重大工程及地質災害防治的研究提供理論基礎。

發文機構：同濟大學地下建筑與工程系 同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室 中國科學院地質與地球物理研究所 中國科學院地球科學研究院 中國科學院大學

關鍵詞：工程地質災害顆粒物質力學阻塞相變局部流變非局部流變Engineering geology disasterMechanics of granular materialJamming transitionLocal rehologyNon-local rehology

分類號： P642[天文地球—工程地質學]