颗粒物质力学及其在工程地质领域中的应用初探

作者：郑虎,牛文清,毛无卫,李丽慧,汪发武,黄雨

摘要：由碎散物质组成的地质体失稳流滑大变形所致的地质灾害严重影响国民经济发展和人民生命财产安全,绝大多数造成此类地质灾害的对象属于颗粒物质,而地质灾害与颗粒物质力学的交叉融合一直以来都是软物质物理学和工程地质科研工作者的努力方向之一。颗粒物质是由大量离散颗粒组成的复杂无序体系,其力学特性极为复杂,根据颗粒的运动状态可以表现出气体、流体和固体的力学行为。地质工程领域中,典型的地质灾害现象如滑坡、泥石流等都与颗粒物质力学密切有关,其本质即为由碎散物质组成地质体的固液相变。本文通过介绍颗粒物质的基本性质,颗粒物质力学中的阻塞相变、局部流变和非局部流变的剪切流动特性,以及常用的开展颗粒物质力学研究的试验方法,最后初步探讨了颗粒物质力学在工程地质领域内的应用前景。颗粒物质力学与工程地质的交叉融合,一方面可以拓展我国颗粒物质物理与力学的研究深度,同时也可以为我国重大工程及地质灾害防治的研究提供理论基础。

发文机构：同济大学地下建筑与工程系 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室 中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院地球科学研究院 中国科学院大学

关键词：工程地质灾害颗粒物质力学阻塞相变局部流变非局部流变Engineering geology disasterMechanics of granular materialJamming transitionLocal rehologyNon-local rehology

分类号： P642[天文地球—工程地质学]