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岩石力学与工程学报 2009年第07期杂志 文档列表

岩石力学与工程学报杂志动态

环境岩土工程国际学术研讨会（ISGE2009）2号通知1341-1341

摘要：主办单位：国际土协环境土工技术委员会（ISSMGE—TC5） 承办单位：浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会（CISMGE）、国际土工合成材料学会中国委员会（CCIGS）

地球物理测井技术在煤矿岩体工程勘察中的应用1342-1352

摘要：介绍当前地球物理测井技术在煤矿岩体工程勘察领域的应用现状，剖析GSR的基本原理和分析方法，指出GSR是以声波测井数据为基础，并从地质力学的角度考虑各种因素（如矿层、裂隙等）对波速的影响；强调GSR不是要评估岩体的强度，相反，它是提供一种对岩体性质进行定量、综合的评估方法。使用的测井类型分别为声波测井、伽玛测井和密度测井。工程实践表明，地球物理测井方法在识别岩体内部的性质及变化规律方面，有其自身的优势，尤其是在软岩区域圈定、关键层识别、底板突水危险区勘察方面，具有直观、定量表述的优越之处：GSR与单轴抗压强度的对比结果证明，“单一岩体强度指标反映岩体性质”有一定的局限性，GSR的结果更符合现场情况；三维地震勘探与GSR的耦合分析方法，为对钻孔之间的“盲区”探查提供了有益的帮助，是原位探测隔水关键层的有效方法。最后提出基于地球物理技术的“矿山岩体性质原位研究”的基本思路，即利用测井技术对矿山岩体性质进行开采前的三维“静态定量”描述；借助于微震、电磁辐射等监测技术，在煤矿开采过程中对岩体破坏规律的三维“动态定量”描述。

微型桩组合抗滑结构及其设计理论1353-1362

摘要：微型桩具有诸多施工优势，近年来正不断推广应用于滑坡治理工程，并取得了较好的工程效果。但由于理论研究严重滞后，急需开展相应研究，为工程提供理论支持和技术服务。边坡岩体的工程地质条件是很复杂的，应针对坡体地质特征选择不同的微型桩组合结构。按照微型桩在坡体的设置位置总结出3种类型的微型桩组合抗滑结构，即坡面加固型、平台加固型和坡脚加固型，对每种类型又给出几种组合结构形式，讨论这些结构在设计计算时应考虑的一些关键问题以及适用条件。在这些结构中，具有项梁固定微型桩的组合结构在工程中应用较多，按照桩一土相互作用原则讨论这种组合结构的抗滑机制。结果表明，微型桩组合结构除了可增强滑面的抗剪强度外，桩与土形成的抗滑体的抗滑机制不同于一般的抗滑桩，其抗滑效果不是由桩的整体抗弯能力来实现的，而是通过发挥微型桩的抗拉强度和桩土地基承载力的优势来抵抗滑坡推力的。为了求出桩的轴力，按照横向约束的弹性地基梁法提出了设计计算理论，并结合具体工程给出设计计算方法，得出了较为合理的计算结果。

大帽山小净距隧道群中夹岩累计损伤效应研究1363-1369

摘要：小净距隧道的爆破施工不可避免地造成围岩累计损伤，岩体力学性能劣化。结合大帽山小净距隧道群的监控量测实践，基于动力损伤变量和围岩内部位移，研究小净距隧道群中夹岩的累计损伤效应。声波波速和围岩内部位移的监测结果表明，新建大帽山隧道的爆破施工已经导致中夹岩产生一定程度的损伤、破坏和滑移，但围岩位移并没有持续变化失稳，岩体仍具有一定的强度；通过对新建隧道和原有隧道损伤范围的比较发现，双侧壁导坑法施工造成围岩的累计损伤范围比全断面法施工大近3倍，并且循环爆破施工造成围岩的累计损伤更显著，所以围岩累计损伤效应是小净距隧道施工过程中必须高度重视的；上断面爆破施工一般使岩体内的裂纹被激活，声波波速显著下降，下断面爆破致中夹岩墙产生类墙体的振动，使岩体变松散滑动，围岩内部位移显著增大；并且围岩的滑动都是爆破时发生的，爆破停止滑动也就停止；在判断围岩的累计损伤程度和范围时，应充分考虑声波波速变化率和位移量，仅通过声波波速变化率可能做出误判；与爆源越近，围岩的损伤度和位移量越大，越远越小，且累计损伤效应呈现明显的非线性特征。

汶川大地震公路桥梁震害分析及对策1377-1387

摘要：对5．12汶川大地震四川重灾区国（省）干线公路1657座桥梁震害的调查检测结果加以归纳，总结出7种公路桥梁的宏观震害；归纳了梁式桥及拱桥的几种典型震害——移位、落梁、桥墩剪断、压溃和开裂、桥台墙体开裂、桥台肋板和背墙开裂、桥台填料垮塌、拱圈开裂、拱上结构开裂等，并对其进行了初步分析。根据震害，提出了桥位及桥型选择应注意的有关因素，以及针对梁体移位、桥墩破坏等震害的相关抗震对策。

基于人工模拟试验的小秦岭金矿区矿渣型泥石流起动研究1388-1395

摘要：遵循相似性原理，采用缩尺结构，以小秦岭金矿区采矿堆排的废渣作为物源进行直斜式模拟起动试验，探讨影响和控制矿渣型泥石流起动的颗粒级配、底床坡度、临界水量等主要因子之间的定量关系。初步试验表明，颗粒级配一定时，底床坡度愈大，其起动的临界水量值愈小。含有一定水份的湿渣比干渣更易起动。对于坡面上的矿渣堆，在饱和度一定的情况下，底床坡度愈大，愈易起动。当试验中细粒物质含量占到总量的28％时，起动所需水量最小。废渣堆质量愈大，渣堆高度愈高，矿渣愈易起动。三角形断面较其他形态断面易起动。

广州地铁西村站近接高架桥桩基影响分区及应用研究1396-1404

摘要：广州地铁西村站为暗挖法施工的隧道群，近接9组高架桥桩基，其中隧道与桩XJ33最小净距仅2．30m。为保证高架桥的使用安全性，采用有限差分法和最小二乘法原理，对近接高架桥桩基进行近接影响分区研究，并根据分区结果对桩基进行分类，确定各类桩基沉降集中区，并对其提出可靠的加固方案；同时建立西村站近接桩基监控量测管理等级。研究结果表明：西村站隧道洞室开挖对近接高架桥桩基的影响可分为4个区，相应地把近接桩基分为4类；A类桩的桩基沉降集中区为掌子面前2．0D（D为隧道洞径）及掌子面后3．0D区段，B类桩为掌子面前1．0D及掌子面后3．0D区段，C类桩为掌子面前0．5D及掌子面后2．0D区段；西村站范围内的9组桩基均为A类桩，其中危险桩为XJ25，XJ32，XJ34。通过现场应用，有效地控制了西村站隧道群开挖对近接高架桥桩基的影响，保证了施工安全，积累了成功经验，可为相似工程施工提供参考。

柱状节理岩体各向异性特性及尺寸效应研究1405-1414

摘要：白鹤滩水电站坝基基岩及深部洞室围岩以柱状节理岩体为主，其力学特性极其复杂。为此，开发多弱面软化本构模型，可以方便地定义和描述多组斜交节理面的力学属性和屈服后的软化特性；并考虑柱状节理岩体内部介质的非均匀性，从细观角度建立整体力学属性满足Weibull分布的概率模型；在对概率分布参数进行敏感性分析的基础上，结合刚性承压板试验结果，确定反映现场岩体结构的概率分布参数。同时，采用Voronoi算法构建了无规则性和随机性排列的四面体、五面体和六面体柱面的随机模型，综合该三方面因素对柱状节理岩体的各向异性特性展开研究，得出不同方向承载性能和变形特性的差异。对不同尺寸下多组试块进行分析计算，获取了不同方向的弹性模量和抗压强度随试块尺寸的变化曲线，证明柱状节理岩体还具有明显的尺寸效应，并确定了其特征尺度。

基于n维等效方法的岩质边坡楔体稳定体系可靠度分析1415-1424

摘要：提出岩质边坡楔体稳定体系可靠度分析的n维等效方法，建立考虑多失效模式相关的楔体稳定体系可靠度分析的概率故障树模型。采用四参数β分布来描述可靠度分析中基本随机变量的分布。最后采用n维等效方法计算楔体稳定体系可靠度，并着重分析随机变量敏感性分析的3个层次及不同层次上的可靠度对基本随机变量的敏感性。结果表明，n维等效方法计算的楔体体系失效概率均在Comell简单上下限法的范围内，它能够有效地评价楔体体系可靠度。概率故障树模型能够清晰直观地模拟多失效模式相关的楔体体系可靠度问题，忽略失效模式问的相关性将会明显高估楔体体系失效概率。此外，黏聚力和内摩擦角之间的负相关性对边坡的可靠度具有有利的影响。随机变量敏感性分为单一极限状态方程、单一失效模式以及体系可靠度3个不同的层次，在研究随机变量敏感性时必须明确相应的分析层次。水压力和结构面产状的敏感因子较大，因此布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楔体可靠度有效的方法。研究成果为边坡风险分析奠定了一定的基础。

低渗透薄互层砂岩油藏大型压裂裂缝扩展模拟1425-1431

摘要：对低渗透薄互层砂岩油藏的大型压裂开发时，由于低渗透薄互层砂岩油藏中隔层岩层比较薄、强度低，对裂缝高度方向上的扩展抑制作用较小，往往会出现裂缝长度与高度之比小于4，导致只考虑缝内流体一维流动的拟三维裂缝扩展模型不再适用。根据低渗透薄互层砂岩油藏大型压裂的特点，在适当假设的基础上，应用线弹性断裂理论，建立考虑缝内流体沿着裂缝高度和长度方向流动的拟三维裂缝扩展模型，并用解析法得到压裂过程中裂缝扩展尺寸和缝内流体压力的精确解；利用Visual Basic计算机语言编制二维流动的拟三维裂缝扩展模型求解程序，并对某低渗透薄互层砂岩油藏压裂过程中裂缝扩展情况进行了求解分析。计算结果表明：二维流动的拟三维裂缝扩展模型能够很好地预测低渗透薄互层砂岩油藏大型压裂过程中裂缝的扩展，可以满足工程需求。

高温高压条件下花岗岩切削破碎试验研究1432-1438

摘要：为了达到最接近实际工程的试验效果，采用中国矿业大学的“20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机”，设计了精确的加压和旋转系统，操作控制比较方便，测量数据准确。利用大尺寸（Ф200mm×400mm）花岗岩试样和工程钻头（Ф30mm的PDC钻头），使试验条件更加接近实际工程情况，开创了该类大试样试验的先河。通过正交试验研究花岗岩在高温高压状态下的切削破碎规律，得出以下结论：（1）高围压状态（100MPa）下，随着温度升高，花岗岩的可切削性逐渐增强，在超过一定的钻压时，切削速度随着温度的升高而明显增大，在755N钻压下，300℃的切削速度比室温时增大30％～50％；（2）高围压状态（100MPa）下，随着温度升高，单位破岩能耗明显降低，在钻压为755N时，300℃时的单位破岩能耗比室温时降低20％-30％；（3）在高温高压环境下，切削速度随着钻压或转速的增大而增大；单位破岩能耗随着转速的增大而增大，随着钻压的增大而减小，与室温无围压状态下的切削破碎规律基本一致；（4）由于花岗岩在此温压范围内属于渐进破坏，抗压强度下降缓慢，如果钻压太低则切削速度和单位破岩能耗受温度影响很小，为了在高温下取得对花岗岩的良好切削效果，钻压需要超过一定的值。

基于围岩松动圈的地下工程参数场位移反分析1439-1446

摘要：受爆破松动影响，地下洞室开挖后围岩强度会有所降低，根据松动损伤程度将其视为一个连续的三维“参数场”。由围岩松动圈的形成机制，分析地下洞室开挖后松动圈的计算方法，提出考虑松动圈的围岩参数场增量位移反分析法。针对岩土工程反分析计算量巨大的实际问题，对反演计算过程进行了基于MPI的主从式并行框架改进，运用计算机集群网络进行并行计算，减少了迭代计算次数和计算耗时，极大地提高了计算效率。通过对溪洛渡水电站右岸地下厂房的参数反演，得到了较好的反演效果，验证了此法的可行性和合理性。依据反演得到的参数场对现有支护设计及洞室围岩稳定状态进行评价，并对后续开挖进行预测，为工程设计施工提出合理建议，为地下工程参数反演提供了一种新方法和新思路。

饱和破碎泥岩蠕变过程中孔隙变化规律的试验研究1447-1454

摘要：破碎岩石具有显著的蠕变特性，可引起孔隙连续变化，从而导致渗透特性的连续变化。利用自制的破碎岩体多相耦合蠕变试验装置，研究饱和破碎泥岩蠕变过程中孔隙的变化规律。结果表明，破碎泥岩蠕变过程中孔隙率与时间呈负指数关系，整个过程具有明显的阶段性；荷载相同时，破碎泥岩粒径越小，孔隙率变化也越小，最终稳定下来的孔隙率越大；随着荷载的增大，这种因粒径不同而产生的孔隙率大小差异逐渐缩小；相同粒径下，荷载越大，孔隙率变化越快。

金沙江虎跳峡河段河床深厚覆盖层成因及工程意义1455-1466

摘要：虎跳峡河段具备建设金沙江中游龙头水库的地形、地质条件，开发效益十分显著。本河段河床覆盖层深厚，最深达250m，在深厚的覆盖层上建设高坝大库技术难度大，研究河床覆盖层的成因和探讨深厚覆盖层建高坝的可行性对本河段水电开发方案坝址比选意义重大。通过大量的地质调查、勘探、岩土测试等勘察成果，揭示了本河段河床深厚覆盖层的成因：本河段主要受新构造运动的影响，区域垂直升降活动明显，形成了滇西北地区有名的古龙蟠断陷盆地，东侧的玉龙山在中更新世以来不断抬升，龙蟠盆地相对下降并陆续接受各种类型的沉积，河床最终形成了现今的深厚覆盖层。本河段水电开发较典型的比选坝址有8处，其中位于虎跳峡大峡谷地段的下峡口、上峡口2个坝址的河床覆盖层相对较浅（厚40-50m），坝基处理较容易；上游河段石鼓、红岩、上江3个坝址河床覆盖层最为深厚（厚172-250m），根据目前世界筑坝技术水平，大坝只宜座落在覆盖层上，坝高最低为250m级水平，修建高土石坝技术均达到甚至超过世界前沿水平；龙蟠、塔城、其宗3个坝址河床覆盖层深度相当（厚100m左右），覆盖层全挖或利用方案的大坝规模均已接近甚至达到当前国内外大坝建设的最高水平，筑坝技术需深入研究。结果对研究金沙江河谷发育史以及今后类似工程坝址比选均具有重要的科学和参考价值。

基于Betti-Rayleigh动力互易定理求解移动荷载引起的地基土振动1467-1476

摘要：基于Betti—Rayleigh动力互易定理，论证了地基土Green函数的互易性，推导了移动荷载引起的地基土振动解析解，进而推证出移动常力荷载和移动简谐荷载作用下地基土表面振动在波数-频率域内和空间-时间域内的解析表达式，并采用Matlab对其进行数值计算。通过互易定理的使用将振源的移动问题变换为地面上受振点的移动问题，使移动荷载作用下地基土振动响应的解析表达式大大简化。最后结合某地基土参数对移动的单位常力荷载和单位简谐荷载作用下的地面振动进行算例分析，结果表明：移动常力荷载引起的地面振动属于典型的低频振动；移动简谐荷载作用下地基土表面出现波动的Doppler效应，且地面上受振点的振动频率范围由最上层地基土的Rayleigh波波速控制；地面上的受振点距振源较近时，地基土表面R波对振动的贡献明显高于P波和S波，而当受振点距振源较远时，P波对振动的影响较明显。

退化性多年冻土地区公路路基地温和变形规律1477-1483

摘要：青藏高原多年冻土地区公路路基地温、变形监测资料表明，在工程活动和气候变暖双重作用下，路基下多年冻土普遍存在着上限下降和地温升高等特征退化，从而产生了以融沉为主的公路路基病害。基于青藏公路唐南段和青康公路K369段路基地温和变形的现场监测资料，总结退化性多年冻土地区路基的两类典型变形——横向不均匀变形和横向均匀变形规律，并分析路基地温、变形特征及其相互关系。结果表明，多年冻土地区路基的稳定性，最终取决于路基下伏冻土的地温变化和含冰量状况，其温度状况和路基路面的变形紧密相关。对于横向不均匀变形路基，多年冻土地区路基温度场的不对称性导致路基下多年冻土人为上限在路基下差异巨大，土层冻融状态的不对称最终引发路面变形在横向上的差异。退化性多年冻土区横向变形不均匀路基全年以沉降变形为主，且左、右沉降量差异较大，易于诱发纵向裂缝病害。对于横向变形均匀路基，退化性多年冻土地区公路路基变形以下沉变形为主，绝大部分路段没有明显的冻胀变形过程或冻胀变形很小，基本表现为年际的均匀沉降变形。横向变形均匀路基横向上变形比较均匀，年变形量相差不大，路基变形对路基稳定性和路面的影响较小。由于沿路基走向工程地质条件的差异，可能会形成局部沉降或波浪沉降变形病害。

基于地震变形控制的隧道地基注浆抗液化加固效果评价1484-1490

摘要：目前理论上主要有两种液化防治思路：一种是限制超孔隙水压力的产生与发展；另一种是减少液化产生的过大变形。目前，基于前一种设计思想的液化处理方法和研究较多，而对基于变形控制的处理方法实施效果的研究则相对有限。从后一种思路出发，基于Biot固结理论，利用循环弹塑性本构模型，通过数值模拟方法，对上海某电厂取排水隧道的地震液化问题进行模拟，建立一种平面应变条件下隧道地震液化变形的数值模拟方法，以评估其注浆预防液化的加固效果。其中重点分析了地震作用下加固前后该隧道地基的位移、加速度、超孔隙水压力等动力反应。结果表明，采用适当的抗液化处理措施可以较好地抑制地基液化变形，这为工程场地抗震设计及液化防治提供了科学依据，对类似工程的可液化场地处理具有良好的借鉴作用。

本刊2009年第5和第6期E1COMPENDEX收录100％情况通报1490-1490

摘要：“EI中国”公布的数据显示，本刊2009年第28卷第5期共25篇，其中EI COMPENDEX收录论文25篇；第6期共26篇，其中EI COMPENDEX收录论文26篇，收录率均为100％。