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岩石力学与工程学报 2006年第05期杂志 文档列表

中应变率下动静组合加载岩石的本构模型865-874

摘要：阐述动静组合加载岩石的本构模型研究意义，并对国内外关于岩石动态本构模犁的研究方法进行分类。采用组合模型研究方法，将统计损伤模型和黏弹性模型相结合，分别建立中应变率下二维和三维受静载荷作用岩行在动载荷作用下的本构模型（动静组合加载本构模型）。对一维动静组合加载本构模掣用不同静应力的相关试验进行验证，其结果表明，利用该模型计算得到的本构曲线与试验结果具有较好的一致性。对于三维动静组合加载本构模型，采用动力三轴试验机加围压时对应的岩石动载本构关系进行验证。

岩土细观介质空间分布数字表述和相关力学数值分析的方法、应用和进展875-888

摘要：介绍和总结近十多年来研究实际岩土细观介质空间分布的方法，以及基于实际细观介质空间分布数学表述而建立的力学数值计算网格自动生成的方法和应用，该项研究可为解决岩土力学主流方法常遇到的岩土模型与参数给小准和本构关系模型种类繁多这两个重要问题提供可行途径。该可行途径主要包括采用数字图像技术来对岩土材料内部细观不同介质的空间分布进行精确测量和数值表述以及采用相应的数值计算方法。研究结果表明，数字图像技术可以用来准确量测和表述岩土内部各种介质的实际空间分布，这些空间分和数据可以用来建立岩土内部不同细观介质的空间分布和相应数值计算网格，并通过与现有的数值计算方法如有限元法或有限差分法相结合来实现考虑真实岩土材料不同种细观介质及其空间分布的力学数值分析和预测。进一步探讨如何应用该方法来建立微观-细观-宏观不同尺度耦合的真实岩土力学分析和预测方法与理论。SCI论文检索结果表明，所提出的方法和途径是岩土力学相关研究和探索的最新进展。

基于混沌时序预测方法的冲击地压预测研究889-895

摘要：冲击地压的预测研究通常是通过监测对冲击地压的发生、发展过程比较敏感的指标来进行的，监测指标值的大小和变化规律是进行预测的基础，监测数据在未来一定时期的峰值变化和走势变化规律对于预测过程具有重要意义。首先，通过对互信息和伪邻近点数的计算，确定观测序列的延迟时间和嵌入维数等相空间重构参数；然后，在对观测序列相空间重构的基础上，运用一阶局域近似法和基于最大Lyapunov指数法等混沌预测方法对冲击地压上作面的观测时间序列进行数学建模，并与传统的数理统计预测方法进行对比分析；最后，用实例对冲击危险区域的电磁辐射序列及顶板下沉速度序列等进行预测运算和分析，其结果表明，运用混沌理论的预测方法可达到较高的预测精度。

邀请论文作者提供获奖和取得专利等资料895-895

孔隙岩石的SHPB试验研究896-900

摘要：利用分离式Hopkinson压杆装置测量砂岩的动态力学特性，分析冲击过程和砂岩能量耗散过程，进一步讨论孔隙率对人造岩能量耗散的影响。试验结果表明：利用。维应力波理论得到动载下砂岩的应力-应变关系曲线，有助于在数值模拟计算中选择合适的模型和参数；山于砂岩中存在大量的缺陷（微裂隙、空洞和孔隙等），故在冲击载荷作用下具有明显的压剪破坏形式：孔隙率对冲击载荷作用下岩石能量耗散起着重要作用；在冲击载荷作用下，随着岩石孔隙率的增加，岩石耗散的能量也增加。

拉西瓦拱坝稳定性分析和评价901-905

摘要：采用有限元法对拉西瓦拱坝-地基系统进行弹塑性数值模拟，并采用1：250的模型比例尺对拉西瓦拱坝-地基系统进行地质力学模型试验。在此基础上，采用数值模拟和模型试验相结合的综合分析方法，对拉西瓦拱坝-地基系统进行稳定性分析。分析结果表明，数值模拟和模型试验结果非常吻合，拉西瓦拱坝-地基系统整体稳定能满足一般设计的耍求，其安全储备为6．0～8．0倍水荷载。

盾构隧道施工阶段管片局部开裂原因初探906-910

摘要：钢筋混凝土管片作为盾构隧道最基本的结构单元，其破损和开裂必将造成隧道质量问题，并最终影响隧道的使用寿命。在施工过程中，发现部分管片螺栓孔附近出现开裂或破损，为分析出现裂缝或破损的原因，首先，通过3对标准块管片足尺正、负弯曲试验，发现并没有出现上述裂缝，从现象上证明该开裂不是由于管片问相对弯曲位移产生的；然后，通过三维有限元模拟，分别计算1对标准块管片在相对弯曲和相对扭转时的应力分布，通过分析应力云图和截面应力等值线发现，施工过程中出现的开裂和破损是由管片问相对扭转引起的。

饱水岩样声波传播规律的试验研究911-917

摘要：先将板岩、花岗片麻岩、黑云母片麻岩3种岩样烘干后在3个方向进行声波试验，然后将上述岩样在饱水条件下进行同样测试，通过纵横波透射测试得到岩石内部结构的一些信息，从而对3种岩样的饱水和烘干条件下声波传播规律进行研究。通过对岩石岩样声波波形、波幅衰减规律和波谱特征分析发现：（1）3种岩样吸水率均较低，平均饱和吸水率一般为0．100％～0．212％，其纵横波波速受水的影响较小。（2）3种岩样饱水后纵波的衰减速率大大降低，而横波饱的衰减速率明显增强，饱水对纵横波衰减速率的影响趋势截然相反。（3）板岩和黑云母片麻岩的声波衰减各向异性特征明显：而花岗岩片麻岩声波衰减各向异性特征不明显；3种岩样的声波衰减各向异性特征差异很大，岩样种类不同，则饱水对声波衰减速率的影响也完全不同。（4）3种岩样饱水状态下纵横波主频明显比烘干状态下要降低许多；对声波信号3层db1小波包分解后发现，3种岩样饱水后最低频率范围内纵波信号能量所占比例增加，较高频率段纵波信号能量所占比例降低。

本刊2005年第24期被EI收录论文（32篇）题录917-917

含复杂裂隙网络岩体渗流特性研究的复合单元法918-924

摘要：研究含复杂裂隙网络岩体渗流特性的复合单元法，该方法首先利用蒙特卡罗方法随机生成符合给定概率分布特征的复杂裂隙网络；然后通过叟切和拓扑运算将各裂隙段置于常舰有限单元内部，形成内含由多个裂隙段分划而成的子单元的复合单元，根据推导的公式计算渗流场进而分析岩体的渗透特性。该方法具有以下几个主要特点：（1）可与传统的有限冗法融合;（2）可考虑每条裂隙的具体位置、产状、开度、长度和渗透性质；（3）可考虑岩石的渗透性及其与裂隙间的流量交换；（4）可计入不连通裂隙对渗流场的影响；（5）复合单元的拓扑信息由裂隙网络与常规有限单元边界的交切及其单元内部裂隙段的相互交切面生成，由于先没有考虑裂隙，故复合单元前处理简单。用复合单元法分析含复杂裂隙嘲络岩体的渗流行为及其渗流特性是一种新的数值模拟手段。算例分析表明该方法的可行性和有效性。

复杂应力下强风化软岩湿化变形试验研究925-930

摘要：强风化软岩用于高等级公路路基填筑时，压实特性和湿化变形特性是评价填料性能的主要指标。对填料在不同压实度下进行承载比试验，试验结果表明，承载比值随填料压实度的增大而增大。利用室内三轴剪切仪对强风化软岩进行干、湿双线平行试验和在复杂应力状态下不同压实度的湿化变肜认验，试验结果表明，填料在压实度为90％且有较大的偏应作用下，湿化不仅产生较大的附加轴向应变，而且还能引起相当大的附加体积应变和偏应变。因此，提高路基填士的压实度是减少湿化变形的关键因素。

岩石三维破裂过程的数值模拟研究931-936

摘要：采用细观弹性损伤模型和有限元计算方法实现岩石三维破裂过程的数值模拟。考虑到岩石非均匀性的本质特征，通过引入简单直观的单元本构模型，采用细观单元材料性质退化的办法，利用位移加载来实现岩石逐渐破裂过干旱；模拟单轴压缩、单轴拉伸和剪切破裂3种基本试验，得到岩石非线性应力-应变曲线和不同载荷阶段三维损伤破裂演化系列图像；分析细观非均匀性对岩石宏观破裂力学行为的影响。试验研究表明，三维破裂比二维破裂更为复杂，RFPA^3D可以有效地模拟脆性材料的三维破裂。

应力水平对结构性软黏土静力和动力变形特性影响的试验研究937-945

摘要：采用原状和重塑软黏土样进行测量剪切波速的压缩试验及循环三轴试验，结果表明：在静荷载作用下，原状软黏土的变形特性随应力水平变化均可分为3个阶段，这3个阶段以先期固结应力和结构届服应力为分界点，利用剪切波速可简单、方便地判定出这2个关键应力值；重塑软黏土的变形规律与应力水平无关。对土体施加循环荷载时，两种土在不同固结应力下的应变一振次关系曲线上均存在着一个转折点，施加的动应力幅值小同，转折点应变也不相同，但该应变与相应的破坏振次呈线性关系。对于原状软黏土样，其转折点应变破坏振次关系分3个阶段变化，且与压缩试验的3个阶段具有良好的对应关系；对于重塑软黏士样，其线性关系基本不随应力水平变化而变化：当原状土结构破坏后，两种土样的变形规律趋于一致。

盐岩裂隙渗流-溶解耦合模型及试验研究946-950

摘要：根据盐岩溶解机制，对盐岩裂隙的溶解过程进行合理简化和假设；在此基础上，考虑盐岩裂隙溶解和渗透性变化的耦合条件，建立盐岩裂隙渗流溶解耦合模型。利用自行设计研制的盐岩裂隙渗流-溶解耦合试验装置对特定条件下的盐岩裂隙渗流-溶解耦合过程进行试验研究，并应用盐岩裂隙渗流-溶解耦合模型进行模拟分析与验证，计算结果与试验结果非常吻合，表明所建立的盐岩裂隙渗流-溶解耦合模型可以很好地描述盐岩裂隙的渗流-溶解耦合机制。该研究成果为进一步研究盐岩的应力-渗流溶解耦合机制奠定重要的理论和试验基础。

钙芒硝盐岩溶解渗透力学特性研究951-955

摘要：溶解是盐类矿物的基本特性，渗透是流体在溶质浓度梯度、压力梯度及二者共同作用下经过多孔介质的运动。由于矿物组分溶解特性的差异，在一定渗透压力作用下，钙芒硝盐岩体内会产生溶解渗透交互促进作用，从而由低渗透介质变为高渗透的多孔介质，其渗透及力学特性受其矿物组分硫酸钠溶解程度的影响极大，这种特性称之为溶解渗透力学特性。实验结果表明，钙芒硝盐岩的渗透率为溶解渗透时间及渗透压的函数。在围压为2.0MPa、初始渗透压为1．0MPa的溶解渗透作用下，获得不同溶解渗透时间时渗透率与渗透压的关系。由于溶解渗透使得矿物组成及其结构的变化，钙芒硝盐岩在溶解渗透前后三轴力学特性差异也很大，在2．0MPa围压的作用条件下，溶解渗透49h之后，钙芒硝盐岩的强度由未溶解渗透时的46．53MPa，降低为溶解渗透后的11．42MPa：与此同时，弹性模量也由43．700MPa降低为0．834MPa。因此，溶解渗透对钙芒硝盐岩的力学特性有着极大的影响。

本刊2005年第24卷全年EICOMPENDEX收录情况通报955-955

地下洞穴对表面波表观相速度影响的数值分析956-962

摘要：通过有限元数值模拟，得到了含洞穴固体介质在动荷载下表面质点的速度响应。根据表面质点响应中瑞利波和反射体波能量分配分析表观相速度扰动机制，讨论振源、测点、洞穴三者相对位置及频率对表面波表观相速度影响。表观相速度扰动程度随频率减小而增加，商至出现大扰动。大扰动峰值频率与反射波基频有关，基频随振源、测点及洞穴间相对位置变化。最后讨论由大扰动峰值波长与洞穴埋深关系，并给出洞穴埋深估算方法。

中国深部咸水含水层CO2储存优先区域选择963-968

摘要：CO2地下储存可有效地减少人类活动排放到大气中的CO2量，从而缓解日趋严重的全球气候变化问题。沉积盆地地下深部存在体积巨大的咸水含水层，咸水不宜开发利用，可用来储存大量的CO2。为了选出一些将来可优先利用的储存分区并进行详细研究，在收集大量地质、水文地质、石油勘探等资料的基础上，将中国大陆地区24个主要沉积盆地分为70个储存分区，利用溶解度法计算了各储存分区地下1～3km深度内戚水含水层的CO2储存容量。根据分区内及其周边CO2集中排放量，对各分区进行了分级评价。研究结果表明，中国咸水含水层CO2储存容量达1．43505×10^11t，约为2003年中国大陆地区CO2排放量的40．5倍。华北平原大部，四川盆地北部、尔部和南部，准葛尔盆地东南部部是将来优先考虑的CO2含水层储存地区。东南沿海和华南大部，应考虑利用近海沉积盆地内的咸水含水层储存CO2。