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北京交通大学教育部城市地下工程沉点尝试室课题组2026岁首在岩土工程学术期刊《Engineering Geology》颁发了题为“Creep behavior and microstructural evolution of unsaturated red-bed mudstone under coupled matric suction-stress effects基质吸力-应力耦合作用下非鼓和红层泥岩的蠕变行为与微观结构演化”（渗流压力作用下红砂岩渐进粉碎过程及渗入个性的试验钻研）的学术论文。

本钻研利用GDS双室非鼓和三轴仪，对红层泥岩发展分歧基质吸力（100/200/300 kPa）下的多级蠕变试验，成立吸力-应力耦合节造下的蠕变变形与微观结构演化关联模型，系统揭示基质吸力对岩石蠕变个性、孔隙结构及刚度退化的耦合节造机造，证实蠕变应变随基质吸力增大而显著降低且变形机造由压缩主导向剪切主导转变、孔隙结构随吸力升高出现细化与均一化趋向、蠕变刚度退化速度随吸力增大而减缓，为地下工程渗流-应力耦合作用下非鼓和红层泥岩持久不变性评价提供直接凭据。

https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2026.108558

*论文版权归原作者和出版方所有，本文仅为进建互换。

红层泥岩是中国西部宽泛散布的沉积填筑资料，拥有显著的湿敏性，在非鼓和前提下易发成持久蠕变变形。为说明其功夫依赖性力学行为及微观结构节造机造，本钻研选取GDS双室非鼓和三轴仪，在100、200和300 kPa节造基质吸力前提下发展了一系列多级蠕变试验。通过扫描电镜（SEM）和压汞法（MIP）系统钻研了蠕变前后的微观结构演化。

了局批注，红层泥岩在基质吸力-应力耦合作用下阐发出强烈的非线性功夫依赖性变形特点。在高蠕变荷载水平下，增大基质吸力显著抑造孔隙压密和压缩变形，导致蠕变机造由压缩主导向剪切主导逐步转变；饰χ匾ü忧拷峁共槐湫岳匆衷烊浔浔湫，而较高应力水平则会加剧结构沉排和压密。微观结构分析进一步揭示，增大吸力可降低孔隙连通性，推进片状矿物间的面-面接触，从而有效减缓蠕变速度。此表，基质吸力对蠕变刚度的调控效应阐发出显著的应力水平依赖性，且蠕变刚度出现特点性的功夫依赖性软化行为。

这些发现为深刻理解非鼓和红层泥岩的持久蠕变变形机造提供了新见解，并为复杂地质前提下高填车站场路基的持久不变性评价提供了有价值的参考信息。

*图表为论文截图，版权归论文原作者和出版方所有，本文仅为进建互换。

Fig. 5: GDS双室非鼓和三轴蠕变试验系统

Fig. 8: 分歧基质吸力前提下三轴蠕变试验中使用的多阶段偏应力加载规划

Fig. 9: 基质吸力对分歧蠕变载荷水平下功夫-轴向应变曲线的影响：（a）q 0.2SL，q 0.4SL；（b）q 0.6SL，q 0.8SL

Fig. 10: 基质吸力对分歧蠕变载荷水平下功夫-体积应变曲线的影响：（a）q 0.2SL，q 0.4SL；（b）q 0.6SL，q 0.8SL

Fig. 12: 基质吸力对分歧偏应力水平下轴向应变和体积应变蹬爪变曲线的影响：（a）轴向应变曲线；（b）体积应变曲线

Fig. 14: 分歧蠕变载荷水平下红层泥岩的轴向应变-体积应变关系：（a）q 0.2SL，q 0.4SL；（b）q 0.6SL，q 0.8SL

Fig. 19: 红层泥岩的汞侵入和挤出曲线：（a）疏松状态；（b）固结后

Fig. 24: 基质吸力对分歧轴向应力加载水平下功夫-蠕变刚度关系的影响：（a）q 0.2SL，q 0.4SL；（b）q 0.6SL，q 0.8SL

（1）蠕变变形受基质吸力与应力水平协同节造

一样加载水平下，吸力越低轴向蠕变应变与变形速度越大。吸力由100 kPa增至300 kPa，轴向应变降低约74%，体应变削减约67%，吸力通过加强结构不变性抑造蠕变变形。

（2）变形机造随吸力由压缩主导向剪切主导转变

体应变贡献随吸力升高而降低（κ由0.337降至0.196）。低吸力+高应力下易出现孔隙塌陷与压缩主导的结构退化，高吸力前提下体变受抑、蠕变机造转向剪切主导。

（3）孔隙结构产生系统沉构，出现细化与均一化趋向

累计入汞量随吸力升高由0.07 mL/g降至0.06 mL/g，孔径主峰由2–20 μm向0.1–2 μm迁徙。吸力增大降低孔隙连通性、增长片状颗粒面—面接触，宏观上减缓蠕变速度。

（4）蠕变刚度拥有功夫软化特点，吸力调控具应力依赖性

蠕变刚度随功夫先急剧降低后趋于不变，高吸力前提下刚度退化更慢、更不变，且在高应力水平下吸力对维持结构齐全性作用更显著。

（5）非鼓和红层泥岩呈强非线性时变变形

提高基质吸力可加强结构不变、抑造蠕变应变累积；提高应力水平会强化颗粒沉排与孔隙压密，加快蠕变。上述发现为高填车站场路基持久不变性评价提供理论凭据。