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摘 要： 中國地質大學 (武漢) 工程學院聯合多單位的呂陽、謝妮、劉孔科等團隊成員，對紅層砂巖蠕變特性展開深入研究，其成果《重慶淶灘紅層砂巖蠕變特性顆粒離散元模擬》發表于《安全與環境工程》2025 年第 01 期(第 211 - 222 頁) 。該研究受國家自然科學基金項目 (4187071735
中國地質大學 (武漢) 工程學院聯合多單位的呂陽、謝妮、劉孔科等團隊成員，對紅層砂巖蠕變特性展開深入研究，其成果《重慶淶灘紅層砂巖蠕變特性顆粒離散元模擬》發表于《安全與環境工程》2025 年第 01 期(第 211 - 222 頁) 。該研究受國家自然科學基金項目 (4187071735) 資助，目前網刊閱讀次數達 10 次，網刊下載 152 次，cnki 下載 152 次，引發學界關注。
團隊以重慶市淶灘二佛寺紅層砂巖為研究對象，為精準剖析其蠕變特性，開展了一系列嚴謹實驗。基于飽水和酸腐蝕狀態下的砂巖三軸壓縮蠕變試驗，借助顆粒流 PFC 軟件，從微細觀角度分析水化學作用下砂巖的蠕變特性。團隊還創新性地在平行黏結模型基礎上，應用等效晶質模型(GBM)，結合應力腐蝕模型(PSC)，對巖石微觀結構的時效性變化特征進行顆粒離散元模擬 。
研究取得多項突破性發現。在應力與損傷關系上，低應力驅動比下，飽水試樣損傷更大;而在較高應力驅動比時，酸腐蝕試樣損傷更顯著。酸腐蝕試樣和飽水試樣的臨界應力驅動比分別為 0.102 6 和 0.255 9，這表明在水化學作用下，砂巖亞臨界裂紋擴展在極低應力水平就已啟動。應力驅動比對巖樣穩態蠕變速率的影響呈現指數級變化，僅 0.1 的差距，就能使速率產生 10 倍以上的差異 。能量分析顯示，酸腐蝕試樣和飽水試樣的能量耗散速率遠超干燥試樣。此外，水環境的軟化作用促使巖樣宏觀裂紋更易貫通，斷裂面抵抗外力能力減弱，加速能量釋放;飽水試樣主要影響晶體邊界礦物膠結物，晶間剪切裂紋占比較高，酸腐蝕試樣則對礦物本身造成較大破壞，致使晶內拉伸裂紋數目增多。
“這項研究為巖體穩定性研究提供了全新視角和方法!” 相關領域專家評價道。呂陽團隊的研究成果，不僅清晰揭示了水化學作用下紅層砂巖的蠕變規律與損傷機制，更為工程巖體長期穩定性評價提供了關鍵參考依據。未來，這些發現有望應用于石窟寺保護、隧道工程、邊坡治理等領域，助力精準評估巖體穩定性，為文化遺產保護和基礎設施建設筑牢安全防線。
期刊與項目背書：權威平臺助力巖土工程研究
《安全與環境工程》作為環境科學與工程領域的權威期刊，長期關注巖土工程與生態環境保護的交叉研究。本論文的發表不僅凸顯了呂陽團隊在顆粒離散元模擬與巖土蠕變特性研究方面的創新能力，也得益于國家自然科學基金項目(4187071735)的資助，為相關研究提供了高水平的展示平臺。