学术领域研究现状

1、国际最新研究进展和发展趋势

国际上，红层工程性能的研究很早就被学者予以关注，但红土研究的重点多在其基本特征（Hanlie Hong et.al., 2010）、红壤中密集膨胀性矿物高岭石的原因（J.C. Fernández-Caliani , M. Cantano,2009）、微观相态结构（Gideon Lambiv Dzemua et.al.，2011）以及红土对母岩影响和矿物学及构造特征（R.R. Meshram , K.R. Randive，2011）、红土基础的环境工程效应（Avinash M. Kadam et.al., 2009）等方面；关于红层的研究重点主要集中在红层地貌、油气资源赋存（Clear，1968；P.Turner、Acker，1975）、矿山开采（Solov'ev, B.A.，1982；Price和 Jonathan G.，1983；Broadhead和Ronald F.，1984；Price，1988年等）及气候变化（F.B.Van Houghton ，1964；J.P.P.Mary，1975；F.R.Van Veen，1975）等方面。专门性开展红土、红层致灾机理的研究尚不多见，但是，被作为滑坡、崩塌等灾害现象的特殊性易损岩土组合与其它特殊岩土体一起被国际学界广泛关注，并陆续启动了一些大型的国际性研究计划；联合国（2000）提出了国际减灾战略（ISDR）；国际滑坡协会（ICL）（2002）提出了“国际滑坡研究”国际性行动计划；国际隧道协会提出了“地下交通工程与工程安全”主题研讨系列等。在这些计划支持下，对包含红层在内的特殊岩土体导致的崩塌、滑坡等灾害的分类、易损岩组确定、岩土工程和地球物理学模型、风险制图、监测预警等开展了系统的研究。在这样的大背景下，各国学者重点关注特殊岩土体工程属性与灾变机理研究等（Sommerville等，1994；Heiland，Raab，2001；C.A.Hecht等，2001，2003，2005；F.bernier等，2002，2006，2007；W.Bastiaens，F.bernier，2003；C.Coll，ECollin，J.P.Radu，2006等），多集中在岩土体软化物理力学性质试验与工程现场试验及破坏过程研究上。关于红层工程性能与灾变机理的研究的亟待深入。

2、国内研究现状和水平

我国是红层及其风化红土分布最广泛的国家之一，其区域性灾害集中频发，从20世纪初开始我国就对红层及其风化红土进行了重点研究，早期主要集中在以“丹霞”为主的地貌研究上，近年我国学者彭华等（2010）主持的“丹霞地貌”世界遗产申报工作的成功，使得对红层这一特殊岩土体导致的各种现象或问题更加引起世界范围内的关注。在南方这一典型的红层地区，由于强烈的风化作用，往往会在其顶部形成厚达数米至十余米的残积土层，即红层风化的红土层。这类红土由于其成土过程的特殊性，使得其与其它红土有所区别——对于其他原岩风化而成的红土，学界更多的关注其所带来的全球气候变化特征、沉积学意义等；而对于红层风化的红土，由于其所具有的水稳性弱、软化崩解、吸水膨胀、强度较低等特殊性质，更多的引起工程学界的关注，研究主要集中在成因、分类和结构特征及其工程属性上。早期主要是西南交通大学（1995）、吉林大学（1994）等有所研究，西南交通大学主要是结合南昆铁路开展的红土类型划分及其结构特征研究，而吉林大学则重点关注华南红层残积红土的工程性质和地基承载力研究。近10年来，随着各类工程的规模化推进，红土的工程性质研究进一步引起学者们关注，中山大学（2004，2007）、中国矿业大学（2007）针对华南地区红层残积红土的特殊性质开展研究，重点在水土作用模式对其力学性质的影响、水化学作用与力学效应上；中南大学（2004）针对红层残积土特殊的工程地质特性,研究其作为基础持力层时的地基承载力和变形模量的确定方法；西南交通大学（1995-2013）则结合南昆铁路、成昆铁路、成渝高速公路、渝涪高速公路、内宜高速公路等大量高速公路和铁路工程建设中所揭穿的红层风化红土，重点开展两方面工作：（1）红土变形特性、地基承载力、渗流效应及其工程性能评价与灾变控制研究等；（2）红色泥岩和风化红土作为路基填料时，研究其适应性、稳定性及其填筑方法等， 此外，对循环荷载下红层泥岩路基土的变形特性也开展了相应的研究，对红层地区重大交通基础设施建设起到了积极的作用。

相对于上覆红层风化红土，更多工程揭穿的是下伏红层。因此，自建国以来，四川、江西、湖南、贵州、广东、云南、湖北等典型红层分布区就根据自身工程建设需要研究了红层分布特征等。之后，国家攻关项目、国家自然科学基金项目、教育部基金项目资助了一系列有关红层工程属性以及工程灾变与控制的研究计划：如西南地区红层水-岩作用时效性研究（2007-2009），红层软岩-水系统非平衡相变的临界条件与软化机制研究（2006-2008），软岩水-力耦合的流变损伤多尺度力学试验系统（2012-2015），软弱岩体多场耦合与长期强度特性研究（2008-2011），软岩边坡裂隙-孔隙耦合灾变机制与环境效应模型（2010-2012），水-力耦合作用下红层软岩物理力学特性及边坡稳定性研究（2008-2011），基于能量耗散和分形理论的红层软岩崩解规律研究（2008-2010），红层软岩地区高速铁路路堤沉降控制研究(2010-2012)，红层软岩地区公路修建技术研究（2002-2007）等。在这些计划支持下，关于红层基本性质和水-岩（土）耦合作用致灾机理与工程控制的研究取得实质性进展，如中山大学（2004-2012）在红层软岩软化机制、软化过程的非线性动力学分析、灾变的临界判据，以及高速公路红层路基路堑边坡灾变控制等方面开展了大量的工作，提出了红层软岩软化的粘土矿物崩解软化机制、微观力学机制以及非线性动力学机制等，构建了软岩软化的损伤流变本构表达与临界判据，并结合实际工程提出了软岩边坡灾变调控的原理和方法，推进了红层研究的实质性进展；中国科学院武汉岩土力学研究所（2007-2012）在水-力耦合作用下红层软岩物理力学特性及边坡稳定性、地下工程软岩非线性流变机理及长期稳定性、以及高应力软岩卸荷失稳的时效变形机理等方面开展研究，不仅对地表工程所涉及的红层软岩的物理力学特性及其边坡稳定性有了较系统的研究，而且对深部软岩在高地应力条件下的流变性能和时效变形机理有了更深刻的认识。西南交通大学、成都理工大学等（2004-2012）在西南地区红层泥岩分布及路基填料工程特性、红层堆积体高边坡病害防治方法、红层水-岩作用时效性研究上均开展了较深入的工作，提出了路基填料的指标控制体系以及针对红层边坡的病害防治技术，在此基础上，较系统的开展了红层软岩地区公路修建技术研究。中国矿业大学（2003-2011）在红层与煤系复合结构覆岩稳定性分析、深部软岩水理作用、高水压-高应力-大断面红层软岩井巷掘进和红层水害防治等方面开展了富有成效的研究；中国地质大学（2007-2009）、三峡大学等（2009-2011）结合三峡库区库岸红层软岩边坡，提出了边坡降雨启动机制和库水周期作用的损伤破坏机理。而关于红层风化红土的研究主要集中在对其结构、组成、变形、强度等力学特性、损伤特性上（2000-2011），系统深入的研究尚待开展。

同时，我国大量工程建设活动集中在红层广布区域，大量的工程施工过程中揭穿了红层岩土体，其关键性灾变控制难题——软弱夹层的研究被予以关注和研究。结合重大交通工程中的川藏高速、京珠高速、成渝高速、广昆高速等高速公路工程，以及京广高铁、沪昆铁路、京九铁路、京广铁路、沪成铁路等铁路工程，大型水利水电工程中的葛洲坝、三峡、八盘峡、南水北调、溪洛渡、小湾等；此外还有西电东送工程、港口、机场、城市地铁等工程建设， 在红层路基路堑高边坡、高坝地基、大型地下结构、深埋隧道等稳定性控制上，开展了一系列卓有成效的研究工作。西南交通大学（2002-2007）在红层软岩地区公路修建技术、红层软岩地区高速公路边坡稳定性控制（2011）上形成了独特的优势；成都理工大学（2006，2011）在红层软岩地区高速铁路路堤沉降控制、机场红层软基工程地质特性及工程效应方面具有较好的积累；中山大学（2002-2007）结合高速公路红层路堑边坡以及水利工程中的高边坡、隧道工程系统开展了红层软岩遇水软化的工程性质研究，并提出相应地工程防护对策；中国科学院武汉岩土力学研究所、中国地质大学等单位组织力量重点攻克葛洲坝水利枢纽坝基红层软弱夹层灾变控制难题（1981-2010）、三峡库区缓倾角红层基岩滑坡稳定性控制难题等（2007-2009）。还有一些施工单位在施工的工艺和方法上对红层工程的稳定性控制问题进行开发，如：中铁二十三局（2010）在滇西红层隧道的施工方法研究等。而关于红土的工程防护研究也逐渐引起人们关注，重点集中在西南、华南等区域性风化红土劣化机理的工程性能研究，如中山大学（2003-2006）、昆明理工大学（2009-2011）基于红土的工程劣化性质开展的边坡工程防护与基础工程加固研究等。

综上，相对于国际研究，我国红层的一些基础性研究工作较为系统和丰富，相应地，我国的工程规模及其穿越的红层工程也是最为集中的，但红层工程灾变过程已远超出了我们目前的认识水平。因此，红层工程分会，可进一步引导、组织、发展、壮大红层工程研究队伍，为红层工程领域各行业人员提供沟通交流的平台，保障红层工程持续研究的要求，抢占红层工程技术战略制高点，使我国成为在红层工程领域具有国际有影响力的国家，并最终推动红层工程从研究层面向工程实践转化。