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软岩遇水软化的耗散结构形成机制
引用本文:朱凤贤,周翠英.软岩遇水软化的耗散结构形成机制[J].地球科学,2009,34(3).
作者姓名:朱凤贤  周翠英
作者单位:中山大学工学院,岩土工程与信息技术研究中心,广东广州,510275  
基金项目:中国高技术研究和发展基金,国家自然科学基金,高等学校博士学科点基金,广东省自然科学基会重点项目 
摘    要:针对华南"红层"软岩遇水软化的复杂系统演化问题,从其软化过程中是否形成耗散结构的思路出发,研究了软岩系统非线性软化特征.结果表明:软岩与水相互作用系统是一个开放的复杂系统,在内部非线性作用下逐渐演化至非平衡状态,其软化过程中可以形成有序的耗散结构.在此基础上,采用耗散结构理论系统分析了软岩软化过程中耗散结构的形成机制:软岩软化的过程经历了近平衡态、远离平衡自组织态与远离平衡临界态3个阶段,并最终通过非平衡相变形成了具有一定稳定性的耗散结构.最后基于软岩软化过程中结构分维值演化规律,初步建立了软岩耗散结构形成的分岔演化模型,并将模型应用于软岩饱水软化试验的临界分岔现象分析中.分析表明软岩耗散结构是在系统经历多次倍周期分岔,通过不断地从稳定到失稳再到稳定的过程后形成的.其中3个月与6个月这两个时间点具有显著的临界特征,这是深入研究软岩软化耗散动力学过程的切入点.

关 键 词:软岩  软化  耗散结构  非平衡相变  临界分岔  机制

Forming Mechanism of Dissipative Structure in the Softening Process of Saturated Soft Rocks
ZHU Feng-xian,ZHOU Cui-ying Research Center for Geotechnical Engineering , Information Technology,Faculty of Engineering,Sun Yat-Sen University,Guangzhou ,China.Forming Mechanism of Dissipative Structure in the Softening Process of Saturated Soft Rocks[J].Earth Science-Journal of China University of Geosciences,2009,34(3).
Authors:ZHU Feng-xian  ZHOU Cui-ying Research Center for Geotechnical Engineering  Information Technology  Faculty of Engineering  Sun Yat-Sen University  Guangzhou  China
Institution:ZHU Feng-xian,ZHOU Cui-ying Research Center for Geotechnical Engineering , Information Technology,Faculty of Engineering,Sun Yat-Sen University,Guangzhou 510275,China
Abstract:Aiming at the complex issue of system evolution in softening process of saturated red-bed soft rocks,the research on softening characteristics of soft rocks is carried out from the aspects of systemic openness,far-from equilibrium behavior and internal nonlinear mechanism to affirm the occurrence of dissipative structure in softening process.On this basis,dissipative structure theory is adopted to systematically analyze the formation mechanism of dissipative structure in softening process of saturated soft ...
Keywords:soft rocks  softening  dissipative structure  non-equilibrium phase transition  critical bifurcation  mechanism  
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