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岩石力学与工程学报 2010年第02期杂志 文档列表

斜倾厚层山体滑坡视向滑动机制研究——以重庆武隆鸡尾山滑坡为例217-226

摘要：以武隆鸡尾山滑坡为例，通过地质条件、采矿扰动等分析，运用FLAC3D模拟，研究在重力、岩溶、底部采矿活动等因素下山体的变形破坏特征，认为斜倾厚层山体滑坡视向滑动应具备5个条件：（1）层状块裂结构，滑坡体被多组不连续面切割，呈积木块体，离散性好；（2）山体倾向阻挡，受下部稳定山体阻挡，迫使滑坡体沿真倾角方向顺层滑动偏转为视倾角方向滑动：（3）临空视向剪出，滑坡体视倾角方向斜坡被河流、沟谷深切，为滑坡体提供了转向滑动的临空面；（4）驱动块体下滑，山体后部的积木块体沿软弱层面长期蠕动，抗剪强度由峰值逐渐趋向残余值，下滑力逐渐增加：（51关键块体阻滑，下滑驱动块体沿视倾角方向滑动前缘存在一相对稳定的块体，随下滑推力增大和内部强度降低，沿损伤带瞬时脆性剪断，形成整体滑动，因此，对这类斜倾层状结构的山体地质灾害的监测和防治必须以前缘阻滑的关键块体为重点。在此类斜倾厚层山体中，矿层大都位于滑带100m之下，因此，采矿活动主要通过应力环境的调整和层状块裂岩体的差异沉降2种方式对滑坡构成扰动。

玲珑金矿深部地应力测量及矿区地应力场分布规律227-233

摘要：介绍玲珑金矿主矿区深部和浅部两期地应力测量的过程和结果。为提高测量结果的可靠性和准确性，采用完全温度补偿技术和实现完全温度补偿的空心包体应变计等一系列新的技术和方法，对传统的应力解除法进行重大改进。通过实测，获得矿区7个水平，18个测点的三维地应力大小和方向。根据实测结果，对玲珑金矿主矿区地应力场的分布规律进行定量的综合分析与研究。研究结果表明：（1）玲珑金矿主矿区地应力场以水平构造应力为主导，最大水平主应力平均为自重应力的2．26倍；（2）最大水平主应力的走向为NW向，基本与区域构造应力场最大主应力的方向相一致；（3）垂直主应力值基本上等于或略大于白重应力值；（4）深部与浅部相比，尽管岩性有较明显变化，但地应力场分布规律并没有显著改变；（5）最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力值均随深度呈几乎线性增长关系。

岩石的劈裂和卸载破坏机制234-241

摘要：概括含缺陷的岩体结构模型，并利用其研究岩石在加载和卸载时内部出现的拉应力及其对岩石破坏模式的影响。为模拟深部岩体的赋存环境，研究3种受力条件下的岩石应力状态：单轴无侧限压缩、具有初始静水压力时的加载和初始静水压力作用下岩石的卸载。分析表明，无论是加载还是卸载，岩体中均将出现局部拉应力。在加载情况下，岩体中出现的拉应力有可能导致平行于加载方向的劈裂；而在卸载情况下，岩石中将在缺陷处形成平行于卸载方向的拉应力。岩石中出现的拉应力主要与岩体内缺陷的物理参数、初始应力大小和卸载速率有关。对卸载时初始应力和卸载速率对缺陷应力集中的影响进行分析，结果表明：卸载速率越快，缺陷处的应力集中越大，若缺陷尺寸较大，岩体中的局部拉应力和初始应力近似成正比。根据得到的局部应力表达式，在深地下工程中，快速卸载将必然导致岩体的拉伸破坏。

板梁状滑坡形成条件、成因机制与防治措施242-250

摘要：以发生于四川省南江县兴马中学滑坡和大河中学滑坡这2个新老滑坡为典型案例，通过详细调查和分析解剖，提出一种新的平推式滑坡类型——板梁状滑坡。板梁状滑坡平面上呈扁长矩形，纵向长度远小于横向宽，剖面上呈薄板状。其主要发生于由近水平巨厚层砂岩和薄层泥岩构成的斜坡陡崖附近，坡内存在一组平行于坡面的长大陡倾结构面。在强降雨条件下，平行于坡面的张裂缝被快速充水至某一临界高度后，强大的静水压力将外侧岩体整体平推出去，形成平推式滑坡，而后随着裂缝内水头的骤降，滑体很快会自行止动。在较系统地研究并查明形成板梁状滑坡必须具备的岩性条件、坡体结构条件、裂缝储水条件以及强降雨触发条件的基础上，针对板梁状滑坡的后续变形破坏模式，提出加强截排水，消除在裂缝内形成高水头的条件；在板梁外侧根部采取短桩或抗滑键阻止板梁进一步向外滑动；顶部采用连梁或锚索约束其倾倒变形等有针对性的工程治理措施。

本刊2009年第11和12期E1COMPENDEX收录55篇（均100％收录）250-250

摘要：据“EI中国”公布的数据显示，本刊2009年第28卷第11期共28篇，其中EICOMPENDEX收录论文28篇；第12期共27篇，其中EICOMPENDEX收录论文27篇，共计收录55篇，收录率均为100％。

一维动静组合加载下岩石冲击破坏试验研究251-260

摘要：利用研制的岩石动静组合加载SHPB试验装置，系统研究岩石在一维动静组合加载下的冲击破坏特性。首先按照一维应力波传播理论，对动静组合加载的试验原理进行理论论证。试验过程中预先在轴向施加不同载荷，按照静载强度的20％，30％，40％，70％，80％和90％等6个系列进行，然后沿轴向进行冲击加载，考察岩石的临界破坏承载强度。研究结果表明：在临界破坏的情况下，动态冲击的应力-应变曲线（包括常规冲击和动静组合加载）最后都会出现总应变减小的现象，这是由于冲击过程中岩石内部储存弹性能释放所致。在轴向静压较小时，岩石的组合加载应力-应变曲线跟常规的冲击试验曲线类似；轴压较大时，岩石的组合加载应力-应变曲线没有初始的近似线弹性段，直接从非线性段开始。随着轴向静压的增大，岩石的抗冲击强度呈现出先增大后减小的趋势，大约在静载强度60％时，抗冲击强度达到最大值。在入射能较小时，岩石吸收的能量会缓慢增加，在入射能较高时，岩石吸能会快速增加。常规冲击下岩石的临界破坏模式为劈裂形式，动静组合加载下呈现压剪形式。

红层软岩变形特性试验研究261-270

摘要：以沪蓉西高速公路工程中发生变形破坏较多的巴东组红层软岩为研究对象，通过室内三轴压缩试验、现场承压板压缩试验及流变试验对岩体的变形特性进行系统分析。室内三轴试验分别对自然和饱水状态下的岩体进行分析研究，建立考虑结构面闭合变形的红层软岩弹性本构模型，并分析水对岩体变形特征的影响；现场承压板试验分别对泥质含量不同的2处岩体进行压缩试验，分析其变形特性的异同，同时对其中一点在外荷载作用下内部岩体的应力分布以及位移影响范围和深度进行探讨，并对循环荷载作用下岩体的变形特性进行分析；流变试验在3级不同荷载下进行，通过试验结果建立考虑结构面闭合变形的流变本构模型。通过以上一系列分析研究，从整体上把握巴东组红层软岩的变形特性，为深入研究该岩体其他特性打下基础，同时对该类岩体组成边坡，尤其是对反倾边坡的设计具有重要的指导意义，也为预应力锚索在该类岩体边坡中的加固效果研究提供参考。

隧道地震响应简化分析与动力离心试验验证271-280

摘要：基于平面应变和拟静力假定，采用弹性理论方法，推导出动荷载作用下圆形隧道的土体弹簧系数以及土层剪切应力表达式，将其运用于响应位移法分析隧道的地震响应，对该方法做进一步简化与完善；进行隧道响应的动力离心机模型试验研究，将试验结果与改进后的简化分析结果对比，验证该方法的可行性与合理性；通过离心试验的应变测量，以最直观的方式对比隧道在静力和动力荷载作用下受力状态，研究结果表明，隧道和地基土的地震响应与地震强度和边界条件密切相关，隧道地震响应特征与静力状态存在明显差异。研究结果可为隧道抗震设计提供参考。

新型固流耦合相似材料的研制及其应用281-288

摘要：在固体模型材料研究的基础上，应用固流耦合相似理论，通过大量的配比试验，研制出一种新型的固流耦合相似材料（PSTO），这种材料用砂和滑石粉作为骨料，石蜡作为胶结剂，并配以适量调节剂混合而成。通过大量的室内试验，系统研究不同相似材料配比和装模温度对试件性能的影响规律，得到影响相似材料性质的若干因素。该材料的力学特性与岩石性质相似，且在水的作用下不发生软化，非亲水性良好，可模拟不同渗透性的低强度和中等强度的岩体材料，是一种非常理想的固流耦合相似模拟材料。将该材料应用于隧道涌水模型试验，可有效地揭示了位移、应力、渗压等多场信息的变化规律。

三轴压缩载荷作用下单裂隙扩展的CT实时扫描试验289-296

摘要：为研究岩石裂隙在三轴加载作用下的扩展规律，精选出一种与岩石物理力学性质相似的陶瓷制作试件，并在试件中部预置一条圆币状裂隙，进行三轴加载过程中的CT实时扫描试验。采取3种不同区域划分方案，通过对不同层、不同阶段的CT数、CT方差、CT图像的对比分析，获得裂隙被压密、自相似扩展、翼裂纹扩展、微裂纹扩展、裂纹加速扩展直到试件破坏的整个裂隙扩展过程。试验结果表明，在三轴压缩荷载作用下，裂隙被压密较为明显，翼裂纹扩展缓慢，自相似扩展更大，而且翼裂纹的扩展是从自相似扩展后的边缘开始的。总之，预置裂隙的扩展受围压影响很大，扩展过程相当艰难，试件破坏类似于延性破坏。

电阻率层析成像法监测系统在矿井突水模型试验中的应用297-307

摘要：东为实现矿井突水过程中岩层断裂和渗流通道形成过程的实时监测和前兆信息捕捉，将三维电阻率层析成像法作为一种实时成像监测手段尝试引入到矿井突水模型试验的监测工作中。采用具有自动采集功能的电阻率层析成像监测系统，实现介质电阻率变化数据的实时动态监测。提出优化反演效率的计算方法，利用Cholesky分解法求解电阻率层析成像正演中的大型线性方程组，利用预条件共轭梯度法求解反演方程，由此建立三维电阻率层析成像实时反演方法，实现原始数据的快速反演和动态图像的实时输出。提出以电阻率层析成像法为主，结合原始视电阻率数据分析和关键点数据时程曲线分析的多参数监测分析方法。在试验过程中，利用层析成像法得到防突层裂隙产生、扩展直至贯通的实时动态图像，得到主要裂隙和渗流通道的产生位置、形成过程等信息，与实际情况基本一致。综合3种方法的分析结果，得出防突层发生突水断裂的诱因，并确定捉到确切前兆信息的最早时，该时刻比突水发生时刻提前998s。模型试验证明，电阻率层析成像系统有效地反映岩层断裂及渗流通道的形成过程，成功地捕担到一系列前兆信息，为突水灾害的及时预警预报撂供重要参考。

水布垭地下厂房围岩渗控效应数值模拟与评价308-318

摘要：为减小水布垭地下厂房厂区渗漏并改善厂房围岩的渗透稳定性，工程设计采取防渗帷幕、排水孔幕和排水洞等防渗排水措施。为确保数值计算的稳定性和收敛性，采用Signorini型变分不等式和自适应罚函数相结合的稳定渗流分析方法，对厂房围岩的长期渗控效应进行计算分析；同时，采用基于等效模拟的整体模型分析和基于精细模拟的子模型分析相结合的方法，以减小有限元建模难度并协调计算量和计算精度之间的矛盾。建立评判渗流计算成果合理性的直观准则，即稳定渗流自由面在任意均匀介质内部必连续光滑且不产生回弯，除非自由面穿过渗透性相差悬殊的2种介质之间的界面。结合厂房围岩渗压监测数据，阐明运用上述方法求解含排水孔幕渗流问题的可行性和有效性，论证渗控设计的合理性和进一步优化的可能性。研究成果对类似工程渗控措施的优化设计具有指导意义。

本刊2009年正刊和增刊发表的531篇论文全部被EI收录318-318

摘要：2009年全年正刊1～12期发表文章314篇，增刊1和2期发表文章217篇，全年正刊和增刊共发表文章531篇，E1收录531篇，收录率为100．00％。

纵横波时差耦合作用的斜坡崩滑效应离散元分析——以北川唐家山滑坡为例319-327

摘要：运用离散元数值模拟技术，对北川唐家山斜坡体在具地域性和空间非均质性的地震纵横波时差耦合作用（同时考虑水平和竖向地震力作用）下产生崩滑破坏的动力全过程进行研究，确定该斜坡体在强震动力作用下产生崩滑破坏的形成机制及主控因素。研究表明：（1）该斜坡体的初期崩滑破坏是受到地震纵波产生的水平与竖向拉裂耦合作用所致，并以竖向拉裂作用占优，而后期的抛射及运动过程则是受到地震纵横波的耦合作用所致：（2）地震纵波产生的水平与竖向拉裂耦合作用是触发斜坡体产生初期崩滑破坏的主控因素，而斜坡所处地形（如高程差、沟谷延伸方向）则是促使破坏后的斜坡体形成后续碰撞解体及碎屑流等运动过程的控制诱发因素；（3）该斜坡体动力响应特征值的放大效应表明，其放大系数值从大到小依次是：竖向加速度〉水平加速度〉竖向速度〉水平速度，该结果与斜坡体发生先期崩滑破坏的形成机制及主控因素相符合，即地震纵波产生的竖向加速度起到了优势破坏作用。以上结论对研究动力耦合条件下的斜坡崩滑效应具有较高的理论和现实价值。

堆石体应力变形的尺寸效应研究328-335

摘要：首先，基于前人的室内试验数据和随机散粒体不连续变形（SGDD）模型数值试验成果分析尺寸效应对堆石体瞬时变形的影响，结果表明：不考虑堆石体蠕变效应时，在相同的应力状态下，大尺寸试样的抗剪强度及抗变形能力均较小尺寸试样有所提高，表现出更“硬”的特点；其次，分别在尺寸为Ф50cm×100cm（颗粒最大粒径为10cm）和Ф30cm×60cm（颗粒最大粒径为6cm）的应力式三轴仪上进行堆石体蠕变试验，研究堆石体蠕变的尺寸效应，结果表明，尺寸效应对堆石体蠕变特性的影响显著，大尺寸试样的最终蠕变量明显大于小尺寸试样，而尺寸效应对蠕变速率因子五的影响并无明显规律；最后，综合分析尺寸效应对堆石体总变形（瞬时变形＋蠕变变形）的影响，从总体上看，大尺寸试样的总变形大于小尺寸试样。

地应力场中含瓦斯煤岩变形破坏过程中瓦斯渗透特性的试验研究336-343

摘要：利用典型煤与瓦斯突出矿井松藻煤电集团打通一矿突出煤层原煤制各型煤试件，应用自行研制的含瓦斯煤样三轴瓦斯渗流试验装置，进行含瓦斯型煤试件的全应力-应变过程瓦斯渗透特性变化规律的试验研究。研究结果表明：恒定瓦斯压力时，在某一围压下，峰前渗流速度随轴向应力先减小后缓慢增大，到达峰值应力后，随轴向应力的减小而增大。全应力-应变过程曲线与渗流速度-轴向应变曲线具有较好的对应关系。煤样的峰值渗流速度随围压的增加而减小，呈现较明显的线性关系。对比试验表明，在一定的围压和瓦斯压力范围内，保持瓦斯压力不变增加围压可减小煤样渗透率，保持围压不变增加瓦斯压力可增大煤样渗透率。研究结果对于利用地应力场抽采瓦斯、通过瓦斯涌出量预测煤岩的变形破坏具有现实指导意义。

祝贺郑颖人院士和何满潮教授等的论文又荣获2008年中国百篇最具有影响国内学术论文343-343

摘要：据中国科学技术信息研究所2009年11月27日的消息，《岩石力学与工程学报》以下作者的论文又获得“2008年中国百篇最具影响国内学术论文”，《岩石力学与工程学报》编辑部表示热烈祝贺：

充填体与岩体三维能量耗损规律及合理匹配344-348

摘要：份根据灰砂配比为1：4，1：8，1：10和1：12的4种胶结充填体力学试验结果，揭示不同配比充填体三维损伤耗能规律。针对矿床开采岩体应力转移并释放能量特征，探索矿床开采过程中岩体三维能量释放规律。研究结果表明，矿体埋藏越深，开挖岩体释放能量越高：岩体弹性模量越高或泊松比越低，岩体释放能量越小。根据充填体与岩体耦合作用的三维能量耗损特征，探讨充填体与岩体的合理匹配，并用该匹配模型验证安庆铜矿采用最低充填配比1：12开采矿石是可行的。研究发现，充填体与岩体的匹配系数K和三维原岩应力、岩体及充填体力学参数相关，不同开采技术条件必须设计合适的充填体抗压强度才能实现与岩体匹配。