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岩石力学与工程学报 2008年第12期杂志 文档列表

岩石力学与工程学报杂志动态

本刊2008年第10期被EI收录论文（26篇，收录率为100％）题录2462-2462

稻田花岗岩单轴拉伸强度和变形各向异性特征2463-2472

摘要：为查明稻田花岗岩的强度及变形之各向异性特征，从同一个较大岩块试样的3个相互垂直的方向采制圆柱形拉伸试样，对此进行单轴拉伸实验。结果表明，稻田花岗岩的抗拉强度和变形常数随拉应力的作用方向不同而发生明显变化。在与rift面相垂直的方向拉伸时，其强度和弹性模量都明显小于其他方向。而且，实验结果也表明，抗压强度的各向异性程度比其他各种物性指标的各向异性程度都要大。此外，还设计了一个新的试件安装方式，能够在拉伸过程的任何一个中间阶段非破坏地取下试件以对其进行显微观察等。用此方法，成功地取下一个超过峰值强度且未完全拉断的试件，并切取内部的切片进行显微观察。结果表明，由拉伸所形成的花岗岩中的裂纹主要穿过矿物粒子内部，并不沿着粒子边界延伸。

岩石节理剪切过程中应力与渗流特性的数值模拟2473-2481

摘要：岩石节理剪切过程中应力与渗流特性受节理法向条件的影响很大。在岩石节理表面形状三维数值化表达的基础上，首先建立岩石节理剪切过程中力学与渗流的计算模型；接着，应用GIS技术，模拟分析不同法向条件（固定应力、固定刚度）下节理的剪切过程，获得节理剪切过程中应力与渗流特性的变化规律。结果表明，法向应力、裂隙张开度、渗透系数均随着剪切位移的增加而逐渐增加，整个剪切过程渗透系数增加了两个量级左右；而剪应力的变化却受法向条件的影响，剪应力在出现峰值后快速下降，而后固定应力条件下剪应力很快趋于一个稳定的值，而固定刚度条件下剪应力却又缓慢上升。

第一届全国岩土本构理论研讨会圆满闭幕2481-2481

摘要：由中国力学学会岩土力学专业委员会、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办，北京航空航天大学承办的第一届全国岩土本构理论研讨会于2008年11月5～7日在北京航空航天大学隆重召开。大会的协办单位有：北京交通大学、清华大学、北京工业大学、北京科技大学。

变容压力脉冲渗透系数测量方法研究2482-2487

摘要：从理论上讨论传统压力脉冲法（定容脉冲法）在渗透系数测量量程上的局限性，提出水箱容水量可调的变容压力脉冲法（变容脉冲法）的新思路。介绍变容脉冲法的原理、装置及试验流程。与定容脉冲法不同，变容脉冲法试验装置的水箱内装的流体为气液两种流体的综合体，可以通过调节气液体积比来实现容水量的改变。通过调节水箱内不同的气液体积比（不同容水量）条件下对同一个岩石试件进行渗透系数重复测量，分析变容脉冲法的重复性。试验结果显示，该方法具有很好的重复性（小于5％），并与恒流法测得的渗透系数相近。

地震引起的边坡灾害风险评估2488-2493

摘要：2005年日本福冈县7级地震引起大量边坡破坏。震中附近的志贺岛的环岛公路由于其上方边坡崩塌导致交通中断达1．5a之久。其原因是崩塌边坡上方出现了较大的沉降裂缝，有可能受将来的暴雨或地震的触发再次导致边坡崩塌。根据钻孔资料及实验室实验结果，对该边坡未来可能发生的崩塌规模产生3种意见：小规模表层崩塌（A）、中规模中层崩塌（B）及大规模深层崩塌（c）。而边坡修复费用则根据所想定的可能崩塌规模从几千万日元到几十亿日元不等。为了合理决定对策规模，对3种可能的崩塌规模分别进行风险评估。结果表明，大规模深层崩塌（C）由于发生概率较小使得其风险远远小于小规模表层崩塌（A）和中规模中层崩塌（B），因而在修复中可以不予考虑。另外，虽然小规模表层崩塌（A）和中规模中层崩塌（B）的风险相当，但考虑到对策效果（加固后的风险减少与投入的加固资金费用之比），认为以小规模表层崩塌为对象制定修复计划较为合理，但在部分区域可考虑有关针对中规模中层崩塌的对策。本提案被相关部门所采用。

基于GIS和数量化理论Ⅱ的滑坡危险性预测2494-2500

摘要：使用传统的数量化理论可以把定量和定性的指标结合起来综合判断滑坡发生的危险性，而这些方法在实际应用时面临的问题是如何高效率和高精度地定量把握各种滑坡影响因素的空间分布（如地质、倾角、土地利用、地形起伏、汇水面积等）。提出基于GIS的空间数据输入方法，通过矢量数据和栅格数据变换来快速高效地解决数据的准备问题，同时制作接口将这些数据输出，提供给数量化理论进行计算，并把结果反馈给GIS进行区域滑坡灾害预测图的制作。通过上述方法可以大大提高效率以及灾害预测图的准确度。该方法实际应用于日本熊本县水俣市地区得出的结果，证实提出的方法只需要传统方法所需时间的1／10就可以高精度地完成区域滑坡灾害预测图的分析计算和制作工作。

Tank模型及其在边坡水位预测中的应用2501-2508

摘要：Tank模型可以模拟非线性的降雨一地下水运移过程，并且能迅速得到解答。基于现有的单列tank模型，提出新的复合水箱模型。由于新模型参数超过20个，应用传统优化算法难以快速找到最优解，一种新的启发式自搜索算法（变维数搜索算法）被引入并改进后用于模型最优解的寻找。变维数搜索算法能够根据搜索进程的变化自动改变搜索维数并且快速找到最优解。27个参数的复合tank模型被应用于日本国道九号线的一个边坡，计算结果表明：变维数搜索算法能够在10min左右找到合适的最优解；降雨过程复合tank模型计算的地下水位变化和观测值非常接近。最后通过和有限单元法计算结果的比较表明，有限单元法的计算结果受地质渗透特性的影响很大，而复合tank模型不存在这种问题。工程实例计算表明，该方法和监测结果比较一致，但其适应性更强，特别适用于没有进行足够地质结构探查的边坡。它能够快速反映降雨过程中地下水位的运移过程，可以推广使用。

地下水中非水相流体污染运移的三维有限元法2509-2516

摘要：介绍孔隙介质中二相流三维有限元的开发，此法可用于地下非溶混污染物渗流输运问题。阐述其基本原理和数值离散格式，以及采用混合形式的表达方程来解决由依赖饱和度的变量在时问演化中的较强的非线性所引起的数值逼近上的困难，说明了同步解法的有效性和改善计算效率的办法。给出2个算例以验证程序的正确性和展示其初步的可应用性。

反倾层状岩体边坡稳定性的数值分析2517-2522

摘要：反倾层状岩体边坡的破坏和普通的滑坡不同，其破坏过程和破坏机制尚未十分清晰。弯曲倾倒是其中的一种特殊破坏形式，这种形式的边坡破坏和地质构造有很大的关系，用通常的连续介质理论不能很好地模拟和解析。根据不连续体理论，利用离散元软件UDEC，模拟弯曲倾倒破坏行为，讨论影响边坡稳定性的各种因素，为实际的边坡施工提供参考数据。通过模拟现场的边坡滑移过程，确定合适的分析参数。在此基础上，改变不同的边坡高度、倾角以及岩层的倾角和厚度，总结影响边坡稳定性的几个重要因素的相互关系。模拟结果表明，除了岩层间的力学参数以外，岩体边坡的稳定性还受岩层的厚度、倾角／走向以及人工边坡倾角的影响。这几个因素相互影响，相互制约边坡的稳定性。人工边坡的设计及施工应该对这几个因素综合考虑。

鹿儿岛陡倾边坡地区地下水tank模型构模及应用2523-2527

摘要：季节性的降雨及其所引起的地下水状态变化是促使日本鹿儿岛奄，水地区崩塌、泥石流和滑坡等灾害发生的重要诱发原因。研究地区年降水量达2000mm左右，地下水的影响造成多次崩塌和泥石流的发生，对周围公路和铁路造成极大的危害。鉴于该地区灾害发生与其地质和地下水活动有着紧密的联系，根据多年的降水及钻孔水位的观测资料，建立该地区地下水位模拟的tank模型，并对模型参数进行求解和应用对比分析，为监测预警提供了有力的数据支持。

含锚杆钻孔线单元的3D-FSM·DDM边界元数值系统开发2528-2534

摘要：为了将已开发的3D—FSM·DDM边界元数值系统应用于新奥法施工中锚杆支护之类的实际问题，在原数值系统的基础上，尝试开发了含锚杆线单元的三维边界元数值系统。其基本思路是，首先使锚杆单元和与之重合的锚杆钻孔单元始终点的位移差相等；其次，将全长黏结式锚杆钻孔单元简化成线单元，并且根据Kelvin基本解求其锚杆线单元的影响系数；最后与自由单元一并考虑并进行耦合，形成求解同一个模型边值问题的三维边界元数值系统。

弹性纵波入射粗糙节理面透射性能研究2535-2539

摘要：针对应力波穿过节理面产生的衰减现象，研究节理面的几何形状、法向刚度对应力波的透射性影响。根据节理面几何特性设计6种模拟节理面粗糙程度的节理模型，用UDEC软件模拟一维弹性纵波的入射问题。计算结果表明，节理面的粗糙程度、法向刚度对弹性波的透射系数影响很大，节理面越粗糙，法向刚度越小，弹性波衰减程度越大，弹性波的波速降低越快。

砂岩蠕变特性的水物理化学作用效应试验研究2540-2550

摘要：针对干燥、饱水以及不同离子浓度和酸碱度水溶液循环流动作用至水一岩反应平衡后的砂岩试件，完成一系列单轴压缩蠕变试验。根据试验结果，通过对不同应力水平下干燥砂岩和饱水砂岩的应变-时间关系、瞬时应变、蠕变应变及蠕变速率的比较分析，揭示饱水砂岩蠕变特性的水物理作用效应与机制。在此基础上，分别针对砂岩在酸碱度相同而离子浓度不同以及酸碱度不同而离子浓度相同这两类流动水溶液作用后，其应变-时间关系、瞬时应变、蠕变应变及蠕变速率的差异性开展系统研究，获得砂岩蠕变特性的水溶液离子浓度影响效应和酸碱度影响效应，进而探讨其水物理化学作用机制。研究结果表明，饱水砂岩蠕变性质比干燥砂岩明显：上述不同流动水溶液作用后的砂岩蠕变特性又比干燥、饱水砂岩显著；饱水砂岩蠕变特性主要存在水物理作用效应；而不同流动水溶液作用后砂岩的蠕变特性则兼具水物理作用效应和水化学作用效应；砂岩蠕变的水溶液离子浓度作用效应呈现出离子浓度越高则蠕变特性越显著的特点。研究成果对于岩石流变力学及水-岩相互作用领域的理论与应用研究，具有良好的启示与借鉴意义。

岩层变形检测的植入式光纤Bragg光栅应变传递分析与应用2551-2556

摘要：为研究深部岩层的变形及其发展过程，构建光栅-传感器结构-水泥砂浆-岩层的应变传递系统，根据光纤光栅传感器的应变传递理论，分析用于岩石检测的光纤、中间层和岩层力学参数对光栅应变传递率的影响，给出光纤光栅传感器及钻孔参数设计，为工程应用提供依据。研究表明，深孔岩层监测的钻孔直径宜选100mm左右，光纤光栅传感器的临界长度为149．23mm。将其应用于济三煤矿第四系松散地层沉降变形监测中，结果表明，光纤光栅传感器可对松散层的应变变化进行实时检测。

地应力对突出煤瓦斯渗流影响试验研究2557-2561

摘要：以典型煤与瓦斯突出矿井松藻矿务局打通一矿原煤制备的试样为研究对象，利用自行研制的自压式三轴渗透仪及MTS815型力学试验机，进行固定瓦斯压力及不同围压情况下突出煤试样试验研究。结果表明：在相同围压下，突出煤试样渗流速度随着轴压的增加，表现为先下降后升高，达到应力峰值后，先下降然后趋于稳定；试样在峰后的渗流速度随着围压增大而降低，当围压达到4MPa以后，渗流速度下降缓慢，几乎保持定值。建立渗流速度-轴压的全过程方程，推导出反映出瓦斯梯度变化的渗流速度-轴向应变关系曲线。

边坡对循环荷载的响应研究2562-2567

摘要：在循环荷载作用下，边坡岩土体除了受到静态力作用外还受到动荷载的长期作用，岩土体对动荷载产生响应，易引发或加剧边坡失稳。以某路堑边坡为研究对象，研究在不同动力输入条件下边坡岩土响应规律。研究结果表明，当循环荷载的振动频率一定时，边坡各测点的位移、速度、加速度随循环荷载最大振幅的增大而增大，呈明显的线性关系；当循环荷载的最大振幅一定时，边坡的动力响应峰值与频率不再是线性关系，而是出现波动变化，存在4～5Hz频段范围的强响应频段区问，这一频段与边坡岩土体卓越周期（频率）基本一致，易引起边坡的共振响应，而这种共振响应对边坡稳定是不利的。研究结果对合理评价循环荷载对岩土边坡的影响、对岩土边坡的长期安全性及耐久性分析具有重要的理论意义和工程应用价值。

时域反射法测量膨胀土含水量试验研究2568-2574

摘要：通过对探管式TDR仪现场测量膨胀土含水量误差来源的分析，认为膨胀土的黏性以及土体收缩时产生的土与管壁之间的间隙是主要影响因素。在此基础上设计了3种类型的室内试验进行定量分析。试验结果表明：由于膨胀土的黏性大，土中结合水含量高、介电常数小，因此TDR仪测得的体积含水量护比烘干法得到的最。低，但两者之间具有良好的对应关系，可通过线性拟合获得满意的标定效果；由土体收缩产生的间隙分为环管壁间隙和径向间隙两种，环管壁间隙对含水量测量影响较大，只要存在1mm的间隙，可导致低估40％的体积含水量，且误差随含水量的增加而增大，而径向间隙对测量结果影响较小，在试验尺寸范围内，最大误差不超过5％，产生这种结果的原因是TDR探头测量敏感度随测量距离增大而迅速衰减。最后通过现场实测数据对试验结果进行验证并提出改进措施。