0.   引言

粉砂质泥岩具有水理性强、耐久性差及易变形开裂等特点，在中国南方湿热地区路堑边坡中广泛分布^[1]。在外界高温失水与降雨湿化交替作用下，粉砂质泥岩内部裂隙萌生、扩展，使岩体变得破碎，最终导致边坡发生崩塌破坏，严重威胁公路运营安全及人民生命财产。因此，亟需对粉砂质泥岩的裂隙演化规律以及开裂机制进行研究。

岩土体在自然环境中最易遭受干湿循环或湿热交替作用^[2]。泥岩因富含黏土矿物，在此作用中的开裂行为尤为突出，其开裂特性及机制是岩土工程领域的研究热点。曹雪山等^[3]指出干湿循环作用下泥岩会产生颗粒破碎、散落，造成其开裂；He等^[4]同样研究了干湿循环作用下泥岩开裂特征，发现泥岩裂隙不会无限增长，最终会趋于稳定；另有学者通过足尺试验研究了干湿循环下炭质泥岩裂隙演化规律^[5]；夏万春等^[6]发现在酸性环境中干湿循环作用极易诱发泥灰岩出现渐进损伤，从而产生裂隙。多位学者发现高温对于泥岩破坏具有显著影响^[7-8]，但在泥岩开裂研究中较少有学者关注温度作用。单独的湿化、热作用累积到一定程度均会促使裂隙形成^[9]，因此湿热交替作用中裂隙演变是一个动态过程^[10]，可见湿热交替作用以及单独的湿化、受热过程对裂隙发育的影响均值得关注。大量学者研究了人工预制裂隙条件下^[11-13]岩土体的力学性能，但较少学者关注由于环境变化产生的裂隙对其力学性能的影响。

另有学者研究了泥岩在干湿循环、湿热交替作用下的开裂机制。从微观层面来看，水分、温度变化会使得黏土矿物晶层变化，弱化微观颗粒间胶结作用，颗粒破碎、脱落，导致宏观裂隙产生^{[5, 8, 14]}。从力学角度来看，外界环境变化会引起泥岩内部胀缩应力累积，大于其抗拉强度时，裂隙萌生扩展^[15-16]。可见众多学者从微观、力学等多角度讨论了泥岩的开裂机制，但对于泥岩开裂机理的认知还有待深入。耗散结构理论是近年来现代系统理论的代表，岩石可看作一个非线性特征强烈的开放系统，在外界条件变化下可逐渐形成一个有序的耗散结构^[17]。耗散结构形成是内部不断吸收外界能量和耗散能量以及物质交换达到有序的过程，能量转化是岩土体损伤破坏过程的内在本质^[18-19]，力学破坏过程中能量吸收、耗散特征可反映内部结构损伤^[20]，可结合耗散理论认知外界条件作用下粉砂质泥岩裂隙演化机理。

鉴于此，本文针对粉砂质泥岩开展湿热交替试验，分析湿热交替全过程裂隙动态扩展规律以及湿化、受热过程裂隙发育的差异性，后将完成湿热交替试验的裂隙试样进行巴西劈裂试验，揭示其抗拉强度劣化规律以及裂隙对抗拉强度的影响，再结合劈裂过程中能量吸收、耗散特征，从能量耗散结构理论深入揭示粉砂质泥岩的开裂机理。

1.   试验方案

1.1   岩样采集及基本物理参数测定

采样地位于湖南省浏阳市的某处粉砂质泥岩边坡，采集表面无损伤的完整石块，依照《公路工程岩石试验规程》（JTG E41—2005）将其加工成Φ50 mm×50 mm的标准圆柱体试样，确保试样两端面平面公差小于0.05 mm，端面与试样中轴线的垂直偏差度不超过0.25°。试样加工完成后，筛选表面无缺陷、层理处于同一方向上的试样进行声波检测，挑选声速在同一范围内（2.15±0.02 km/s）的试样进行后续试验。现有研究表明，岩土体性质易受试样尺寸影响，当采用大尺寸试样时可减小该尺寸效应^[21-22]。本文采用Φ50 mm×50 mm试样研究粉砂质泥岩开裂特性，尽管存在一定尺寸效应，但足够反映湿热交替下粉砂质泥岩的裂隙动态扩展规律。

粉砂质泥岩的基本物理参数如表 1所示，进行X射线衍射分析（图 1），得到粉砂质泥岩常见矿物有石英、长石以及伊利石、蒙脱石、绿泥石等黏土矿物，其中黏土矿物成分达50%左右。

表  1  粉砂质泥岩基本物理参数

Table  1.  Basic physical properties of silty mudstone

物理指标	数值
干密度/(g·cm-3)	2.23
颗粒密度/(g·cm-3)	2.74
孔隙率/%	18.60
天然含水率/%	8.71
吸水率/%	9.50
饱和吸水率/%	10.40

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图  1  粉砂质泥岩X射线衍射图谱

Figure  1.  X-ray diffraction patterns of silty mudstone

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1.2   湿热交替试验

为模拟南方地区夏季夜晚湿度大（温度处于20~30℃）岩体吸水以及白天长时间太阳辐射（地表温度可达60℃）岩体受热失水的湿热交替作用^[16]，在室内试验中，将湿化、受热过程均定为12 h，湿化条件采用透明亚克力板制作的上方开口箱体覆水实现，夏季室内水体温度大致为20℃，受热过程使用风噪烘箱实现，温度设置为60℃，湿热交替最高次数设置为10次，每次湿化、受热过程完成后对试样使用高精度天平秤进行称重记录。湿热交替路径及称重记录点见图 2所示。

图  2  湿热交替方案

Figure  2.  Hygrothermal cycle tests

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1.3   图像采集及裂隙识别

数字图像法具有快速、准确、低成本的优点，是裂隙连续、无损、客观观测的高效便捷手段^{[5, 15]}。在每次湿化、受热作用后对试样进行拍照记录，记录点如图 2所示。采用图 3所示的图像采集及处理技术，全面观测试样表面裂隙发育情况，准确统计试样全表面的裂隙几何参数。首先，将试样放置于可旋转平台上，保持光线均匀，固定拍摄距离30 cm，使用Basler acA4112-30um USB相机对试样上下顶面及侧面进行拍摄并记录，侧面拍摄时利用旋转平台的定位标记每90°拍摄一张，保存图像。其次，为得到正确的圆柱体侧面展开图形，对侧面图像进行畸变矫正^[23]、剪裁、拼接处理。最后，利用IPP软件对上下顶面及侧面展开图利用直方图阈值法进行分割、降噪处理，得出裂隙骨架图像，提取几何参数。

图  3  图像采集与处理

Figure  3.  Image capture and processing

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1.4   巴西劈裂试验

粉砂质泥岩中的主裂隙大致平行^[17]，将主裂隙发育方向定义为裂隙走向，将加载方向与裂隙走向的夹角定义为裂隙倾角，基于此进行不同裂隙倾角的巴西劈裂试验，见图 4所示（为避免杂色影响使用灰度图）。将经历0，2，4，6，10次湿热交替作用的试样，分别进行裂隙倾角为0°，30°，60°，90°的巴西劈裂试验，探究湿热交替作用、裂隙倾角对粉砂质泥岩抗拉强度的影响。

图  4  巴西劈裂试验

Figure  4.  Brazilian splitting tests

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2.   湿热交替试验结果分析

2.1   质量变化规律

粉砂质泥岩在湿热交替过程中无碎屑、肉眼可见的颗粒剥落，不计水溶解颗粒丢失的质量，记录湿热交替中粉砂质泥岩吸收、丢失水分的质量变化规律，见图 5。能够看出，试样在12 h受热失水的质量会少于12 h湿化吸水的质量，且随交替次数增多，两者差异性越来越大，第1次、第10次湿化吸水质量分别为18.94，15.71 g，受热失水质量分别为18.52，14.04 g，出现吸、失水滞后现象。泥岩颗粒间隙组成的孔隙通道直径不一，吸、失水过程可看作由毛细作用和吸附作用共同参与的多孔介质水分运移过程^[2]。湿化过程中，水分快速填充裂隙和孔隙，受热时，水分由毛细流和吸附膜流逸出，水分慢慢减少，失水后期以吸附膜流为主导进行水分运移丢失，但在60℃受热下吸附水不能完全逸出，造成受热丢失水分质量低于湿化吸收水分。随着湿热交替作用进行，孔隙发育连通，微裂隙以及裂隙萌生、扩展，水在泥岩内部可吸附面积增加，吸、失水滞后现象越来越明显，吸、失水能力持续减弱。

图  5  湿热交替过程吸收、丢失水分质量趋势

Figure  5.  Trend of mass of water absorption and loss in hygrothermal cycles

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2.2   裂隙扩展分析

笔者团队研究中针对粉砂质泥岩裂隙发育的定性分析已较为深入^[16]，为避免重复性，本文不再对粉砂质泥岩裂隙发育进行深入的定性描述。

粉砂质泥岩富含黏土矿物，在湿热交替过程中，受到湿干和冷热两种循环作用，湿干循环会使得试样不断吸收和丢失水分，致使膨胀、收缩变形交替出现。而冷热循环会使得不同矿物颗粒产生不同程度的冷缩热胀，但这种冷缩热胀要远低于湿干循环产生的胀缩变形^[24]。冷热循环还会影响水分迁移抑制或促进由于湿干变化引起的胀缩变形。在上述作用耦合下，无论是在湿化阶段（低温20 ℃吸水阶段）还是受热阶段（高温60℃失水阶段），内部均会产生具有区域性差异的拉压应力场，致使原始孔隙、微裂隙等发育扩展，形成裂隙。同时，随着湿热交替进行，粉砂质泥岩会出现频繁的收缩、膨胀，故裂隙发育呈现出了螺旋式的动态增长模式，见图 6所示。其中裂隙率、裂隙平均长度可分为快速增长阶段、缓慢增加阶段、平缓稳定阶段，而裂隙平均宽度则仅有快速增长阶段和缓慢增加阶段。

图  6  裂隙几何参数变化规律

Figure  6.  Variation of geometric parameters of fractures

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图 6（a）为湿热交替过程中裂隙率的增长情况。在第1次湿化过程中，试样并未出现裂隙，接下来的受热过程裂隙突然增长为0.12%。在裂隙初次产生后，第2次湿化过程中粉砂质泥岩吸水产生膨胀，裂隙两侧壁靠拢，出现闭合现象，试样裂隙率略有降低，为0.10%。后续湿热交替中，由于试样湿化吸水膨胀、受热失水收缩，裂隙不断张开、闭合，螺旋式增长规律明显。第1—第3次交替过程，裂隙率处于快速增长阶段，第3次湿化、受热交替后裂隙率分别达0.14%，0.27%；第4—第7次为动态的缓慢增加阶段；在第8—第10次湿热交替中，裂隙率几乎无增长，为平缓稳定阶段，受热10次最终裂隙率为0.38%。

裂隙平均长度变化趋势可见图 6（b）。第1次受热后，初始开裂时平均长度达18.95 mm，说明胀缩变形累积了较多的张拉势能，而粉砂质泥岩脆性特征明显^[1]，张拉势能突然释放造成的裂缝长度数值较大。在湿化、受热交替第2次后，裂隙平均长度分别为19.26，27.18 mm，此后裂隙平均长度进入螺旋式缓慢增加阶段和平缓稳定阶段，第10次湿热交替后，裂隙平均长度最终停止在33.83 mm，从曲线还可得出湿化过程完成后的裂隙平均长度均会略大于上一次受热过程的裂隙平均长度。上述过程中，由于泥岩颗粒胶结性较强其颗粒湿化膨胀能力受到限制，不会出现裂隙愈合现象^[8]，因此，裂隙闭合不会使长度减小，整个湿热交替过程中裂隙长度不断延伸。

图 6（c）给出了湿热交替过程裂隙平均宽度的变化情况，第1，第4，第7，第10次湿化和受热过程后裂隙平均宽度分别为0，0.14，0.17，0.18，0.13，0.18，0.21，0.23 mm，可以看出同一次湿热交替中受热后的裂隙平均宽度相较于湿化后的裂隙平均宽度绝对增长数值较小，但相对增长较大，第4，第10次湿热交替绝对增长值分别为0.04，0.05 mm，相对增长率分别高达28.57 %，27.78 %。说明裂隙湿化、受热的交替变化中裂隙平均宽度的绝对增长幅度始终较低，自开裂起一直处于缓慢增加的增长模式，但每次湿化、受热后裂隙平均宽度相对差值均较大，螺旋式增长特征明显。

2.3   湿、热作用开裂对比

为定量研究湿化、受热两过程裂隙发育的差异性，以能代表裂隙整体发育情况的裂隙率作为研究对象，将同一次湿热交替中受热后的裂隙率与湿化后的裂隙率之比作为定量指标，定义裂隙发育差异性系数λ（由裂隙发育规律可知，λ≥1），λ＞1时说明同一次湿热交替中受热后裂隙发育程度大于湿化后，λ=1时意味着两者相等，计算方法为

式中：A_i1为某一湿热交替中受热失水后产生的裂隙率；A_i2为与受热过程同一湿热交替中湿化吸水后产生的裂隙率；i为湿热交替循环次数。

根据式（1）计算整个湿热交替中湿化、受热过程裂隙发育差异性系数，绘制点线图，如图 7所示。粉砂质泥岩吸水膨胀、失水收缩其裂隙两侧面会靠拢和远离，湿热交替中受热过程的裂隙发育程度均大于湿化过程。在第2—第4次湿热交替中，湿化后与受热后的裂隙发育差异性呈现减小趋势，λ从2.18减小至1.60，随着交替次数增加，裂隙产生较多以后，试样不断被裂隙分割成多个区域，在吸、失水中产生的膨胀、收缩变形量会逐渐降低，裂隙闭合、张开能力减弱，导致湿化、受热两过程裂隙发育的差异性慢慢减小，并逐渐趋于平稳，湿热交替10次后，λ最终稳定在1.43。

图  7  裂隙发育差异性系数变化规律

Figure  7.  Variation of difference coefficient of fracture development

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3.   劈裂试验结果分析

3.1   抗拉强度劣化与劈裂形态

根据不同交替次数、不同裂隙倾角的巴西劈裂试验结果，可得出抗拉强度与湿热交替次数、裂隙倾角的关联规律，如图 8所示。可以看出随着交替次数增加，粉砂质泥岩抗拉强度均呈现出快速跌落、缓慢降低的劣化趋势，以裂隙倾角30°抗拉强度劣化曲线为例进行分析，0次交替的抗拉强度为1.22 MPa，在经历2次湿热交替后，降低至0.65 MPa，强度折减至原先的0.53，经历6次、10次后抗拉强度降低至0.38，0.28 MPa，强度折减为0.74。从图 8还可以得出，不同裂隙倾角强度劣化曲线降低趋势不一致，随着裂隙倾角减小，劣化曲线从直线型逐步变成下凹型，且下凹形状愈加明显，即劣化程度加剧。经历4次湿热交替后，其裂隙倾角为90°，60°，30°，0°时的抗拉强度依次为0.96，0.51，0.41，0.33 MPa，由其中最大值与最小值的比值可得裂隙粉砂质泥岩抗拉强度的各向异性系数，为2.91，反映了裂隙产生使得粉砂质泥岩抗拉强度具有了较强的各向异性。可见，湿热交替作用对粉砂质泥岩抗拉强度劣化显著，垂直于开裂方向的抗拉强度最低，裂隙沿此方向最易继续发育。

图  8  抗拉强度劣化规律

Figure  8.  Degradation of tensile strengths

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图 9为第2次、第6次湿热交替后的巴西劈裂试验劈裂破坏形式。可以看出，破坏模式受到原有裂隙的影响较大，在裂隙倾角为0°时，在较小的极限荷载下，试样沿原有裂隙路线劈裂，最终的开裂路线与原有裂隙重合，为纯拉伸破坏模式。在裂隙倾角为30°，60°时，试样破坏展示出沿着原有裂隙走向的剪切滑移特征，以及横向上的拉伸破坏特征，表现出拉伸-剪切复合破坏形式。在裂隙倾角90°时，当劈裂裂纹发育至开裂处后与原有裂隙迅速贯通，既有拉伸也存在滑移现象，破坏模式同样为拉伸-剪切复合破坏。由上可知在岩石劈裂试验中，不同裂隙倾角会影响劈裂破坏模式，影响效果与层理这一因素相似^[25]。

图  9  劈裂破坏形式

Figure  9.  Splitting failure forms

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3.2   劈裂过程能量演化特征

能量耗散原理可评价岩石在外界条件下的损伤过程，湿热作用下泥岩损伤的本质是能量耗散的过程^[19]，可根据不同湿热交替次数下巴西劈裂过程能量耗散特点，解释粉砂质泥岩裂隙扩展机制。如图 10所示，假设试样在巴西劈裂过程中，不与外界发生热交换，则在劈裂过程中，某状态下的总输入能量U等于应力-应变曲线与坐标轴的投影面积；弹性能U^e等于图中阴影部分面积，斜直线为弹性模量作为斜率经过此点的直线；耗散能U^d为上述面积差值。巴西劈裂试验可得到荷载-位移曲线，以荷载除以岩石子午面面积，位移除以试样直径，可绘制劈裂过程应力-应变曲线，曲线的直线段斜率即为劈裂弹性模量^[20]。

图  10  弹性能与耗散能示意图

Figure  10.  Schematic diagram of elastic energy and dissipative energy

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依据巴西劈裂试验的应力-应变曲线，3种能量关系以及具体计算方式为

式中：U为总输入能量；U^e为可累积释放的弹性应变能；U^d为耗散能；E为劈裂弹性模量。

选取裂隙倾角为0°的劈裂试验进行能量演化分析，见图 11所示。经历不同湿热交替次数后粉砂质泥岩劈裂过程能量演化规律大致相同。压密阶段中，输入的能量主要在试样内部孔隙不断压密的过程耗散掉，弹性能量累积缓慢且小于耗散能；弹性阶段中，总能、弹性能快速增长，此时，输入能量主要转化为弹性能量存储在试样内部，而耗散的能量保持稳定或略有增加；逐渐破坏阶段中，由于试样内部微裂隙萌生、发育，表面能增加，故耗散能开始快速增加，弹性能增加缓慢，在应力峰值点岩石突然破坏，累积的弹性能急剧减少，输入能量在此刻快速释放，耗散能逐步达到峰值。在上述过程中，耗散能通过试样塑性变形、微裂隙发育贯通以及裂隙侧壁之间滑移摩擦等形式损耗丢失。

图  11  巴西劈裂过程能量演化规律

Figure  11.  Energy evolution in Brazilian splitting process

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湿热交替作用会影响粉砂质泥岩吸收外界能量的规律，使其在劈裂破坏过程中的能量积累、转化以及损伤的趋势会有一定的差别，表 2反映了巴西劈裂过程峰值应力处的能量特征值。未经历湿热交替作用的试样吸收的总能为9.81 kJ/m³，经历湿热交替作用后，试样内部微裂隙发育，劈裂过程中易产生应力集中，强度降低，吸收总能减少，2次交替后总能骤减至4.93kJ/m³，减小幅度达49.7 %。湿热交替6次、10次后总能量分别为0.87，0.77 kJ/m³，减小幅度仅为11.5 %，可见减小幅度逐步降低。湿热交替作用致使微裂隙发育、贯通增多，降低了粉砂质泥岩弹性能的存储能力，增强能量耗散能力，弹性能占比逐步减少，耗散能占比逐渐增多。湿热交替次数为0次时，弹性能占比81.0%，耗散能占比19.0%，经历10次交替后能够储存的弹性能仅有59.7%，耗散能占比41.3%。

表  2  峰值应力处的能量特征值

Table  2.  Energy characteristic values at peak stress

湿热交替次数	各应变能/(kJ·m-3)				能量占比/%
	U	Ue	Ud		Ue/U	Ud/U
0	9.81	7.95	1.86		81.0	19.0
2	4.93	3.83	1.08		78.0	22.0
4	1.40	1.03	0.37		73.6	27.4
6	0.87	0.60	0.27		69.0	31.0
10	0.77	0.46	0.31		59.7	41.3

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为直观得到湿热交替作用对能量演化的影响规律，将峰值处的能量特征值绘制柱状图，将弹性能、耗散能占总输入能量的比值绘制散点图，如图 12所示。

图  12  湿热交替后峰值处的能量变化趋势

Figure  12.  Energy change trend at peak value after hydrothermal alternation

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随湿热交替次数增加，试样能够吸收的总能量呈现出先快速后缓慢的减小趋势，弹性能占比减小、耗散能增加均表现出线性特征，线性相关系数分别为0.952，0.948。加载过程的损伤演化特征是岩石内部的初始损伤状态的直接反映，不同交替次数的劈裂能量耗散占比可以看出湿热交替对粉砂质泥岩的损伤，耗散能占比越高，损伤越严重^[13]，即湿热交替会不断损伤粉砂质泥岩内部结构，增强其塑性变形能力。

4.   开裂机制讨论

耗散结构理论认为一个开放系统不断与外界交换物质能量会改变内部组织结构，逐步形成一种新的稳定结构^[17]。岩土体材料在外界环境中可看作一个开放系统^[18]，在破坏过程中，内部结构会经历非线性调整，系统逐渐远离平衡态，有序性大大提升，稳定性降低，最终从原始平衡状态慢慢形成耗散结构^[19]。粉砂质泥岩在湿热交替作用中，会逐步形成裂隙结构体，可看作一个开放系统逐步形成耗散结构的过程。

粉砂质泥岩裂隙结构体形成过程如图 13所示。粉砂质泥岩处于湿化过程时，水渗流作用输入势能和动能，水岩作用产生热能、膨胀变形能等，内部结构调整，微裂隙产生，耗散部分能量，未被耗散的能量转化为弹性能在其内部累积，可以返还给外界。粉砂质泥岩从湿化过程突然至受热过程时，湿化作用能量输入停止，增加热能的输入，开始进入另外一种能量吸收、丢失的过程。受热过程中，粉砂质泥岩与外界不断进行热量、水分的交换，内部温度逐渐升高，水分不断被蒸发，产生收缩变形能、矿物膨胀能等，部分耗散部分累积，受热过程中也具有强烈的非线性特征，结构不断受到损伤。由于外界条件的变化，开放系统会进行调整以达到适应外界新环境的目的，到达临界状态时，系统会发生突变，朝着新的耗散结构发展^[18]，可驱动粉砂质泥岩裂隙形成。

图  13  粉砂质泥岩裂隙结构体形成过程

Figure  13.  Formation process of fracture structure of silty mudstone

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在裂隙发育试验中，湿化过程设置的时间为12 h，与文献[20]研究结果进行对比，发现在第一次湿化过程时，粉砂质泥岩仍然处于近平衡阶段，离耗散结构形成相差较远，第一次湿化过程完成后，未形成表面裂隙。湿化后经历受热作用，环境发生改变，内部结构产生突变，促进裂隙产生。后续湿热交替作用时，岩石内部结构不断调整、突变，吸收和耗散能力发生变化，处于动态的非线性变化过程，逐渐向耗散结构靠拢，裂隙发育丰富，裂隙之间近乎平行，主裂隙发育丰富，次生裂隙少见^[16]，形成粉砂质泥岩裂隙体。

在南方地区公路建设中，当粉砂质泥岩路堑边坡开挖后，其易在温湿交替环境作用下发生开裂，裂隙不仅直接破坏边坡完整性还易导水致使岩体软化，从而严重降低边坡稳定性。因此，在粉砂质泥岩边坡施工中，应采取表面覆盖、加强边坡排水并尽快施作防护措施，避免坡表长期暴露，削弱湿热交替作用影响，防止边坡崩塌等地质灾害产生。在针对粉砂质泥岩开裂特性的研究中，本文尚未对尺寸效应进行深入探讨，将在未来的工作中逐步加强对这一方面的分析，以完善当前的研究内容。

5.   结论

（1）湿热交替下粉砂质泥岩不断发生吸水膨胀、失水收缩变形，开裂后，其裂隙侧面连续发生靠拢、远离，裂隙扩展出现了螺旋式的动态增长规律。

（2）定义了裂隙发育差异性系数λ（λ≥1），λ＞1时，同一次湿热交替中受热后裂隙发育程度大于湿化后，λ=1，意味着两者相同。湿热交替后期，试样被裂隙分割成多个较小区域，膨胀、收缩累积变形减小，湿化、受热裂隙扩展的差异性降低，λ从2.18逐步降低至1.43。

（3）粉砂质泥岩的抗拉强度随湿热交替进行不断被劣化，裂隙倾角越低抗拉强度也越低。随着湿热交替次数增加，粉砂质泥岩在劈裂过程吸收能量输入的能力降低，峰值处弹性能、耗散能占比分别呈现线性减弱、增加的趋势。

（4）粉砂质泥岩在单独的湿化、受热过程中，均会产生非线性特征强烈的物理化学反应，湿热交替时，能量、物质交换的方式突然变化，开放系统为适应新环境，结构会进行动态调整，达到临界状态后，结构突变，裂隙萌生发育，逐步形成裂隙岩体耗散结构。