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岩石力学与工程学报 2009年第03期杂志 文档列表

岩石力学与工程学报杂志陈宗基讲座

论岩石的地质本质性及其岩石力学演绎433-450

摘要：简要论述岩石循环的地质作用，提出并讨论岩石地质本质性命题，侧重阐述岩石的物质性、结构性和赋存性，及其同地质演化的密切关系。作为岩石力学研究对象的岩石同其他工程建筑材料的不同之处就在于它的地质演化及所形成的地质本质性。通过对岩石本质性的认识，探讨岩石物理本属性，包括不均一性、不连续性的成因及其同地质本质性的关系。在此基础上讨论岩石力学本构性研究中对介质力学属性的考虑。试图通过岩石地质本质性、物理本属性到力学本构性的讨论建立起岩石力学与地质学相互认识和深入结合的知识通道。

岩石力学与工程学报杂志动态

《学报》名誉主编王思敬院士荣获Hans Cloos奖450-450

摘要：2008年9月15-19日，在西班牙首都马德里召开的第二届欧洲工程地质大会上，中国工程地质学家、中国岩石力学与工程学会名誉理事长和《学报》名誉主编王思敬院士荣获国际工程地质与环境协会（IAEG）颁发的第四届HansCloos奖。

岩石力学与工程学报杂志学术论文

峰后大理岩非线性渗流特征及机制研究451-458

摘要：在围岩开挖扰动区中，围岩应力和裂隙水压力将会显著地影响其渗流性质。当水头压力梯度增大时，渗流速率增大，Darcy流转化为非线性渗流。首先，采用研制的温度-应力-渗流耦合的岩石力学试验系统进行不同静水压力下大理岩峰后非线性渗流试验，研究渗流速率随压力梯度的演化规律，将其演化过程分为稳定Darcy流、Darcy流向非线性渗流过渡段和非线性渗流3个阶段进行分析，并采用完全二次多项式描述渗流速率与水头压力梯度的关系。然后，通过试验中记录的变形数据，拟合临界启动压力梯度和裂隙水力开度与试样侧向变形的函数关系式，得到不同静水压力条件下由水头压力引起的裂隙水力开度的变化规律；并深入分析临界启动压力梯度、固有渗透系数和二次项系数演化的内在机制。随着静水压力的升高，试样中裂隙水力开度逐渐减小，引起固有渗透系数逐渐减小，二次项系数和临界启动压力梯度逐渐增大；随着水头压力的增大，裂隙水力开度逐渐增大，引起固有渗透系数增大，临界启动压力梯度和二次项系数减小。

岩石力学与工程学报杂志动态

《学报》2009年第1期EICOMPENDEX收录情况458-458

岩石力学与工程学报杂志学术论文

大理岩卸荷条件下弹黏塑性本构关系研究459-466

摘要：利用TLW-2000型岩石三轴蠕变试验机对锦屏大理岩进行恒轴压分级卸围压应力路径下的三轴流变试验，得到轴压恒定、不同围压下的应力-应变-时间曲线。根据卸荷应力路径下锦屏大理岩的流变变形特点，以Cfistescu本构模型为基础，通过试验结果确定模型参数，并在模型参数的确定过程中考虑卸荷应力路径的影响。所建模型克服了三维元件组合模型不能考虑应力路径影响以及不能很好反映侧向流变变形规律的缺点。最后，用该模型对流变试验数据进行拟合，结果表明：该模型可以很好地描述卸荷应力路径下大理岩的整体变形随时间的变化规律。

高拱坝振动台地震破坏试验研究及数值仿真467-474

摘要：以大岗山拱坝模型的动力破坏试验为基础，从试验和数值计算角度，对整体拱坝动力特性、薄弱部位、破坏形态以及抗震性能进行研究。采用和混凝土性能相似的脆性模型材料，通过逐级加载的方式在振动台上对整体拱坝进行从弹性到破坏整个过程的模型试验，分析坝体动态特性、加速度和应变的变化规律。并采用弹脆性损伤模型对混凝土拱坝在地震作用下损伤破坏的全过程进行数值仿真，探讨拱坝动力破坏过程、破坏形态，并与试验结果进行对比分析。结果表明：模型试验和对原型进行的数值模拟所得到的破坏过程和破坏形态都较为接近。在顺河向地震作用下，顶拱的坝中部位为地震应力最高的区域，是坝体薄弱的部位，整体拱坝首先在该位置出现裂纹，其次是顶拱距左右两岸1/4拱圈处。在强震作用下，拱向和梁向裂缝贯穿上下游，将导致拱顶中部的混凝土脱离坝体，丧失壅水功能。试验和计算结果相互印证，可呈现高拱坝在强烈地震作用下的损伤破坏过程及破坏形态，确定抗震薄弱环节，为混凝土高坝的抗震功能设计提供基础。

后注浆抗压桩受力性状的试验研究475-482

摘要：在温州鹿城广场5根抗压桩静载试验的基础上，揭示后注浆抗压桩在不同荷载水平下的一些规律。试验表明，注浆压力时刻都在变化，但有一个大体动态变化的范围。注浆可以固化桩底沉渣和桩侧泥皮，改善桩的承载性能。抗压桩在荷载作用下，桩身轴力随着深度的增加而减少，且随着荷载的增加，桩端轴力逐渐增大。对持力层是卵石层的桩采用桩端后注浆技术后，桩身压缩量占单桩沉降的80％以上。桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系。当桩土相对位移达到一定值后，桩上部土层会出现桩侧摩阻力随着桩顶荷载的增加而减少的现象，即侧摩阻力软化现象。而靠近桩端的桩侧土体，尽管桩土相对位移较小，桩侧摩阻力值却会急剧增大。

地下工程地震动力响应及抗震研究483-490

摘要：应用改进的Newmark隐式积分法，采用无限元动力人工边界，研究西藏扎墨公路高烈度地震区嘎隆拉隧道地震动力响应，分析隧道抗震层的减震机制，数值模拟橡胶和泡沫混凝土两类材料抗震层的减震效果。计算结果表明：抗震层虽不能从根本上改变隧道的动力响应，但由于它本身的隔震缓冲作用，能够对衬砌起到较好的隔震效果；两类抗震材料隔震效果相差不大，但考虑到耐久性和经济性，推荐采用泡沫混凝土作隔震材料。研究成果对高烈度地震区地下工程稳定性分析具有一定的借鉴意义。

堆石体应力变形细观模拟的随机散粒体不连续变形模型及其应用491-499

摘要：从细观角度建立堆石体的随机散粒体不连续变形（SGDD）模型，该模型采用蒙特卡罗法建立堆石体的随机分布模型，通过基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触作用，可以有效模拟颗粒相互作用及尖端破坏等因素。对堆石体三轴试样进行细观数值模拟和试验验证，再现了堆石体内部的颗粒运动变形规律。数值计算结果表明，SGDD模型能够较好地反映堆石体试验的瞬时变形规律。对室内试验缩尺效应进行探讨，采用试验级配与真实级配的2组三轴堆石体试样，运用SGDD模型进行对比分析。计算结果表明，在没有考虑堆石体流变和湿化的条件下，采用原始级配的SGDD模型在相同的应力水平和围压下表现出较小的变形。

软土地区盾构掘进引起的深层位移场分布规律500-506

摘要：在城市环境中，如何预测和控制盾构掘进引起的地层移动以保证地下既有构筑物的安全，是设计和施工亟待解决的技术问题。以上海某盾构隧道施工段为工程背景，应用现场监测和数值模拟相结合的方法，研究盾构掘进施工引起周围地层位移场的分布规律。研究结果表明：盾构掘进对周围地层位移场的影响主要分为接近、穿越和远离测孔3个阶段。在盾构掘进接近和穿越阶段，隧道侧向土体以隆起、沿盾构掘进方向向前和向隧道外侧的位移为主；在远离阶段，侧向土体则发生沉降、向前和向隧道内的三维运动趋势。由于该工程隧道埋深大，隧道中心上方土体主要发生沉降和向前的位移趋势。根据数值计算所得隧道上方不同深度土层的横向沉降槽曲线，建立用于预测隧道上方深层土体沉降的修正Peck公式，计算结果与数值结果吻合较好。

采用全空间块体搜索技术初步研究岩体完整性507-515

摘要：岩体完整性包括两方面含义：岩体切割程度和岩体块度。全面反映岩体完整性需要同时考虑结构面间距和长度，而不仅仅是间距。采用全空间块体搜索技术，可直观形象地对岩体切割程度及块度进行研究。结果表明，迹长间距比越大，岩体被切割程度越高，完整程度越低。当迹长间距比为3～4时，岩体被切割成较为离散的块体，对应于完整程度为较破碎即完整～破碎岩体的过渡阶段，结构类型为次块状。岩体块度不完全取决于结构面间距，还与切割程度有关，即要考虑到迹长间距比，当岩体被完全切割（迹长间距比大于3～4）时，块度才基本只受间距控制。这些结论可以作为岩体完整程度及岩体结构类型划分的补充条件。另外，以迹长服从对数正态分布为例，讨论不同迹长分布对所得结果的影响。最后，根据典型工程实例的结构面地质统计资料，分析岩体完整性及结构类型。研究途径和结论对于深入认识岩体完整性具有较大意义。

平台对滚石停积作用试验研究516-524

摘要：平台对危岩体失稳后运动有很好的减速拦阻作用，是危岩体防治的有效措施。设计了平台停积作用试验，采用多元非线性回归模型对滚石在平台上的停留位置以及平台平均阻力系数进行研究，分析停留位置和平均阻力系数分别与滚石质量、形状、滚石到达平台时的速率以及平台表面粗糙程度等因素之间的关系以及各因素的相关性，并对多元非线性回归模型进行预测；同时，特别分析了滚石质量对停留位置的影响。结果表明：（1）滚石停留位置和平均阻力系数与滚石质量、形状、滚石到达平台时的速率以及平台表面粗糙程度等影响因素的关系均可采用多元非线性回归关系式表示，并且预测值与实际值可较好吻合；（2）滚石质量、初始位置（边坡高度）和平台表面粗糙程度对滚石停留位置有较大影响，表现为滚石质量越大，边坡高度越大，滚石在平台运动的距离越远。所得结果为将平台作为危岩体防治措施时确定平台的宽度提供依据，对坡面地质灾害的防治有指导意义。

带承台高喷插芯组合单桩荷载传递特性试验研究525-532

摘要：高喷插芯组合桩（JPP）是由高压旋喷桩和预应力混凝土芯桩构成的一种新型组合桩。为了对带承台单桩荷载传递特性有更深入的认识，以白行开发的大型桩基试验模型槽为依托，对带承台单桩进行静载试验。通过埋设在JPP中的监测仪器和承台下传感器得到如下荷载传递特性：与不带承台JPP单桩相比，带承台单桩承载力显著提高，承台可以承担较大比例的荷载；桩土应力比为20～100，且桩顶处桩土应力比基本维持在22左右，为承台与桩截面面积比的2倍；承台的存在限制了桩土相对位移，摩阻力不易发挥；承台对桩侧摩阻力有“削弱”作用，特别是对上部摩阻力，对桩端阻力有“增强”作用，并且与不带承台单桩相比，达到极限摩阻力所需位移增大。这些成果对JPP与承台共同作用特性研究具有一定的意义。

深基坑附近房屋出现裂缝的施工监测分析533-540

摘要：针对明挖隧道深基坑旁6^#房屋出现明显的墙体裂缝，结合施工设计开展相应的安全监测工作，监测内容主要有房屋裂缝、房屋沉降、土体深部位移、支护桩水平位移及爆破振动等。根据对典型裂缝测点和房屋周边环境的跟踪监测成果，对裂缝成因进行分析，推断出施工动荷载是房屋裂缝出现较快扩展的主要因素，冲孔桩施工使房屋墙体力学性能弱化，爆破开挖施工造成墙体出现裂缝，连续几天爆破振速超过1．0cm/s时产生的已有裂缝将持续扩展；而环境温差对裂缝宽度变化有一定的影响。将分析成果应用于后续施工中，对7^#房屋附近区域的爆破作业提出严格的振速控制要求，使7^#房屋裂缝扩展速率得到很好的控制。

考虑多失效模式相关的岩质边坡体系可靠度分析541-551

摘要：岩质边坡稳定的可靠度分析中包含多个相关的失效模式，传统的岩质边坡体系可靠度分析方法不能有效地考虑多失效模式相关的体系可靠度问题。为此，提出考虑多失效模式相关的岩质边坡平面滑动的体系可靠度分析方法。建立考虑多失效模式相关的岩质边坡平面滑动体系可靠度分析的概率故障树模型。采用β分布描述岩质边坡稳定分析中张裂缝的位置、岩体的黏聚力和内摩擦角。张裂缝中充水深度用截尾指数分布来描述。采用白适应重要抽样方法计算岩质边坡平面滑动的体系可靠度，并进行随机变量分布参数的敏感性分析。算例结果表明，概率故障树模型能够有效地分析岩质边坡多失效模式相关的体系可靠度问题，如果不考虑失效模式间的相关性对边坡体系可靠度的影响，岩质边坡的体系可靠度将会被低估。岩质边坡2个块体之间不发生相互作用的可能性明显地比2个块体之间发生相互作用的可能性要高。建议在进行岩质边坡体系可靠度分析时将张裂缝中充水深度系数取为区间[0．0，1．0]内的截尾指数分布。此外，变量的均值敏感性因子和标准差敏感性因子都表明，张裂缝中充水深度和张裂缝位置对边坡的体系可靠度影响最大，因此设置良好的边坡排水系统以及进行详细的地质勘测工作是提高边坡稳定性的有效措施。变量的均值和标准差敏感性因子之间是高度相关的，它们都可以用来识别最敏感的随机变量。

双层反翘型滑坡成灾机制研究552-559

摘要：双层反翘复合型滑坡在自然界普遍发育，以具有典型双层反翘型滑坡特征的韩家垭滑坡为工程背景，运用现场勘察、物理模拟、现场监测、数值模拟等多方法、多手段综合研究该类型滑坡的成灾机制。通过竖井、探槽、钻探、物探、地表调绘等多种工程地质勘察手段，直观揭示上、下两层滑动面的分布位置和基本特征，以及前缘岩层反翘特征；通过现场监测，进一步确定了两层滑动面的位置及滑坡运动的阶段性和周期性；运用大块体地质力学模型试验，采用数码像机数字化近景摄影测量技术量测位移场，在实验室进行物理仿真，短期内重现该类型滑坡在漫长地史时期发育、发展、演化和形成全过程以及反翘岩层的弯曲折断渐进破坏全过程；采用弹塑性有限元法分析该类滑坡的变形破坏力学机制和反翘成因。数值仿真结果与现场实际情况、现场监测结果和物理模拟试验结果吻合较好，为防治该类滑坡提供基础性研究依据。

低孔低渗砂岩加载条件下的声波传播特性实验研究560-567

摘要：以低孔低渗砂岩在不同围压条件下的岩石力学测试实验及力学实验过程中岩石纵、横波时差和波形等的采集实验为基础，研究低孔低渗砂岩在三轴和单轴加载过程中声波波速、幅度、频谱特性的变化特征。研究发现：（1）低孔低渗砂岩的声波纵、横波速及频谱特性随岩石变形和破坏的阶段变化而变化。在岩石中裂隙、孔洞压密阶段，纵、横波波速都快速上升；纵、横波速达到峰值时的轴向应力与岩石抗压强度的比值随孔隙度与渗透率乘积的增大而减小。（2）声波纵、横波波形的变化与岩石的变形紧密相关。随着轴向载荷增大，岩石内部裂纹的产生和扩展，当岩石轴向应力为极限强度的60％左右时，横波波形末端出现明显的散射波信号。（3）随着轴向载荷增大，岩石被压实，频谱曲线上的振幅呈增大趋势；随着岩石轴向载荷进一步增加，裂纹产生，频谱曲线上低频端较高频端活跃。（4）岩石达到峰值强度前阶段，纵波首波振幅和频谱主振幅都表现出上升趋势，且弹性压缩阶段，首波振幅和频谱主振幅上升速率较快，裂纹不稳定扩展阶段，主振幅表现出比首波振幅低的上升趋势。低孔低渗砂岩加载过程中表现出来的声波传播特性的变化特征，对其内部裂缝动态变化的预测和稳定性评价都具有重要的指导意义。

高地震烈度区岩体地下洞室动力响应分析568-575

摘要：考虑地震荷载特征及地下洞室的特点，利用动力时程分析法，对金沙江两家人水电站地下厂房洞室进行地震动力响应分析。研究自然地震波作用下，有无衬砌工况下的厂房洞室相对位移、点安全系数变化趋势，分析地震波穿越地下洞室时位移变化规律及厂房洞室衬砌抗震效果。结果发现：地震波传播除了受介质、结构面分布的影响外，还受岩体洞室面的影响，洞室自由面附近岩体的振动强度被放大；地下洞室断面质点最大相对位移、点安全系数波动规律与地震波谱相似；地下洞室壁及F4断层未出现较大永久性位移，处于弹性可恢复范围；施加衬砌后洞室的振动强度降低，洞室围岩刚度增大，其所承受的地震荷载亦随之增大，而位移减小，支护后洞室最大相对位移及永久性位移比无支护工况下分别平均下降10．88％和29．20％，洞室衬砌抗震效果良好。研究结果可为类似工程问题提供参考。