徐东升1, 2, 刘洋1, 2, 颜文3,4, 金伟强1
1. 武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北 武汉 430070;
2. 武汉理工大学三亚科教创新园,海南 三亚 572025
3. 热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室,边缘海与大洋地质实验室,中国科学院南海海洋研究所,广东 广州 510301;
4. 中国科学院大学, 北京 100049
XU Dongsheng1, 2, LIU Yang1, 2, YAN Wen3, 4, JIN Weiqiang1
1. School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, Hubei;
2. Sanya Science and Education Innovation Park, Wuhan University of Technology, Sanya 572025, Hainan;
3. State Key Laboratory of Tropical Oceanography, Laboratory of Ocean and Marginal Sea Geology, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, Guangdong;
4. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049
摘要: 珊瑚礁灰岩作为热带岛礁工程的关键地基持力层与天然建材,其特殊的生物成因背景赋予了其异于陆源岩石的力学逻辑。本文系统梳理了礁灰岩在微观结构表征、力学特性演化、多场耦合劣化及数值模型应用等方面的研究进展。在微观层面重点阐明了礁灰岩的多级孔隙结构及其数字化表征方法;在力学特性方面讨论了静载作用下礁灰岩的损伤机理及复杂海洋环境下的长期服役性能;在数值模型方面评估了二元介质本构模型在刻画礁灰岩失效过程中的适用性。综述发现,礁灰岩受生物成因驱动呈现出明显的垂直二元沉积结构,其强度受控于微观拓扑结构效应而非单一物理指标;孔隙张量理论揭示了大孔隙定向排布产生的应力集中是导致其力学参数离散的核心物理机制;礁灰岩具有显著的“起裂敏感性”,且扩容点处的侧向损伤程度通常远超轴向损伤;环境劣化研究确定了 400°C 的热损伤阈值,并证实海洋酸化导致的化学溶蚀可使岩石强度在短期内下降 48.1% 至 60.3% ;二元介质模型能有效刻画胶结破坏引发的“岩-土”过渡态,而物理信息神经网络等人工智能方法将是实现跨尺度参数精准预测的前沿路径。