岩石力学与工程学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

岩石力学与工程学报 2011年第10期杂志 文档列表

特高拱坝基础破坏、加固与稳定关键问题研究1945-1958

摘要：特高拱坝的坝基条件大都比较复杂,基础岩体的破坏、加固与稳定评价出现一些关键新问题：坝基岩体力学参数合理取值;坝踵、坝趾基础开裂机制;坝肩非典型软弱蚀变带的处理;贴角区灌浆时机选择;坝趾锚固力损失评价以及大坝-基础非线性稳定分析等。传统的分析方法和加固处理措施日益受到挑战。结合实际工程,就如上问题涉及的研究方法、处理措施进行抛砖引玉的讨论和分析。针对这些新问题,无论数值模拟还是物理试验,都应该采用细宏观尺度的转变方法,并作为非线性方法的理论基础,进一步完善发展,以更好地指导实际工程的优化设计和建设。

脆性岩石损伤与热传导特性的细观力学模型1959-1969

摘要：基于均匀化方法给出低孔隙率脆性岩石在热-力耦合荷载作用条件下的各向异性损伤模型和有效热传导特性模型。其中,损伤模型可考虑非等温条件下裂纹的法向压缩变形、刚度恢复以及裂纹的滑动剪胀特性,热传导特性模型可反映损伤过程中细观结构的演化以及裂纹形态、孔隙率和饱和度变化对岩石有效热传导特性的影响。讨论低孔隙率结晶岩裂纹形态和饱和度对其有效热传导特性的影响;采用瑞典sp闪长岩在三轴压缩条件下的应力-应变曲线验证损伤模型的有效性,并分析岩石在损伤演化过程中裂纹体积率、密度、形态、饱和度和有效热传导特性的演化规律。研究成果对于深部岩体的热-力耦合特性研究具有一定参考意义。

垃圾填埋场灾变过程的温度-渗流-应力-化学耦合效应研究1970-1988

摘要：针对当前垃圾填埋场灾变过程预测与控制的迫切需求,结合垃圾填埋场及其周围复杂而特殊的环境地质条件,从温度-渗流-应力-化学（T-H-M-C）多场耦合角度深入分析垃圾填埋场灾变过程的演化机制与开展多场耦合研究的必要性。提出填埋气体运移的微生物降解-温度-渗流（B-T-H）耦合模型、考虑好氧和厌氧微生物降解作用的垃圾渗沥液污染物迁移转化渗流-微生物降解-化学（H-B-C）耦合模型、复合衬垫系统污染物运移渗流-化学（H-C）耦合模型以及考虑热量变化和水蒸气迁移过程对开裂过程影响的填埋场封场覆盖系统干燥开裂温度-渗流-应力（T-H-M）耦合模型,为垃圾填埋场灾变过程的预测和安全性评价提供有效的分析手段。提出一套多场耦合测试分析方法与试验技术,开发集监测、控制与数据采集于一体的填埋场中污染物传输的多场耦合测试分析系统。形成一套填埋场污染物多参数远程同步监测方法与技术,研制集实时监测与视频监督于一体的垃圾填埋场污染物远程在线监督系统。针对多场耦合作用下封场覆盖系统开裂问题,提出新型环保的垃圾填埋场封场覆盖生态污泥腾发覆盖技术（EST）。上述研究成果可为垃圾填埋场灾变过程的预防与控制提供科学手段和技术支持,同时对于丰富和拓宽多场多相耦合理论的发展具有重要的理论意义和应用价值。

深埋大理岩破裂扩展时间效应的颗粒流模拟1989-1996

摘要：由于颗粒流程序（PFC）对岩石基本力学特性的描述是从颗粒间接触状态及其变化特征入手,因此PFC能够克服由于岩石本身细观特性所造成的描述上的困难,实现在岩石模型中对细观结构的模拟,而这些都是传统断裂力学理论无法解决的。针对锦屏深埋大理岩在破裂过程中表现出的时间效应,通过在平行黏结模型中引入损伤速率概念形成平行黏结应力腐蚀模型（PSC）,结合室内大理岩静态疲劳破坏试验,确定PSC模型中的相关细观力学参数。利用PSC模型对锦屏深埋大理岩破裂扩展的时间效应的模拟,分析在不同驱动应力比作用下大理岩的变形特征、裂纹特征和破裂特征。研究结果表明,利用PFC能够展现出与岩石破裂过程相符的细观特征,而这些细观表现有利于更好地理解脆性岩石强度的时间效应。

基于节理精细化描述的隧道围岩变形破坏特征分析1997-2003

摘要：福州机场高速二期金鸡山隧道是国内首例双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,围岩破碎,隧道围岩稳定性受节理展布特征影响显著。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面、区段断面及其他出露区域节理的采集,利用统计分析方法对隧道正洞区域内的节理展布预测;在此基础上,利用非连续变形分析（DDA）法对金鸡山隧道围岩变形、破坏过程进行模拟计算,对隧道围岩变形、破坏的典型阶段进行划分,并指出隧道容易发生变形破坏的部位。最后,将DDA计算分析结果与隧道施工过程中发生的塌方进行比较,两者性态一致,表明DDA法在隧道围岩的稳定性分析基本能够反映隧道真实稳定性,在隧道围岩稳定性分析方面具有良好的应用前景。

模拟岩体失效全过程的连续-非连续变形体离散元方法及应用2004-2011

摘要：岩石、混凝土等材料,由于存在细观构造的非均匀性,其损伤-破碎发展过程及破损特征与材料中含有的微裂隙分布相关。基于有限-离散耦合分析的思路,在变形体离散元法的基础上引入基于弹塑性断裂力学的黏聚力模型,在细观单元之间插入界面单元,并对界面单元的刚度等参数进行推导,通过界面单元的起裂、扩展和失效,实现岩体开裂扩展的数值模拟。以岩石单轴压缩、单个颗粒破碎以及边坡失稳3个算例对该方法进行验证,结果表明：所提出的方法能较好地模拟计算裂纹的开裂萌生与扩展,反映岩石介质从小变形到大变形再到破坏的全过程。

硬质岩石卸荷破坏特性试验研究2012-2018

摘要：对硬质灰岩进行加轴压、卸围压试验,研究卸荷应力路径对其力学性质的影响,结合试验数据分析5种强度准则描述岩石卸荷破坏的适用性。Mohr-Coulomb强度准则和Hoek-Brown强度准则回归效果较差,考虑中间主应力影响的Drucker-Prager强度准则和Mogi-Coulomb强度准则回归效果较好,并且Mogi-Coulomb强度准则回归效果优于Drucker-Prager强度准则,抛物线型强度准则对高围压下的试验结果回归较好。岩石卸荷破坏发生强烈的体积扩容,从描述体积应变变化的角度对岩石卸荷破坏本构模型进行修正,理论模型结果与试验结果吻合较好。

广义塑性力学多重屈服面模型隐式积分算法及其ABAQUS二次开发2019-2025

摘要：进行采用非关联流动法则的多重屈服面本构模型隐式积分算法的实现。基于广义塑性力学建模理论,模型采用由试验拟合确定的屈服面,通过大型有限元软件ABAQUS提供的用户子材料接口,采用FORTRAN语言,实现广义塑性力学的双屈服面模型的完全隐式应力积分算法。利用所开发的UMAT程序,进行黏土常规三轴数值模拟计算,通过数值模拟结果与试验结果的比较,验证模型和程序的有效性和准确性。

滑坡灾害远程监控系统的改进及应用效果分析2026-2032

摘要：滑坡灾害远程监控系统在监测成本及作用效果方面具备独特的优势,系统在全国范围内成功预报了3次滑坡。结合系统的原理和构造,以及前期应用反馈,提出了系统在通信技术、数据采集传输技术与滑坡灾害预警模式3个方面存在缺陷和弊端;通过利用北斗卫星通信系统替换全球移动通讯系统（GSM）网络通信系统、借助ZigBee通信方式和无线传感网络技术开发应用面状数据采集传输技术、建立标准化的滑坡灾害预报方法及预警模式等手段,对系统进行改进完善,最终升级为SPRM-III型系统;系统改进完成后即开始工程实际应用,应用效果显示,系统克服了原有的问题和不足,运行稳定,效果甚佳,达到了预期目标。

循环剪切荷载作用下岩石节理强度劣化规律试验模拟研究2033-2039

摘要：采用水泥砂浆为相似材料,制备5种起伏角度、3种岩壁强度的锯齿型节理试样。利用自行研制的节理循环剪切试验机,对制备的节理试样进行4种法向应力下的循环剪切试验。根据循环剪切试验过程和试验曲线,分析单个剪切循环中应力-位移曲线的峰值强度特点,以τfn来表示节理在第n个剪切循环中的峰值剪切强度;并进一步定义Rτ=τfn/τf1为剪切强度比,来表征节理在循环剪切荷载作用下经历一定剪切循环后峰值强度的劣化程度。基于多种条件下的节理循环剪切试验结果和定义的指标,分析峰值剪切强度τfn随循环剪切周期N的变化规律;并通过对比不同工况的试验结果,分析起伏角度、法向应力、岩壁强度对循环剪切荷载作用下节理强度劣化规律的影响。

悬吊锚筋桩应用于隧洞进出口围岩加固的研究2040-2048

摘要：首先对悬吊锚筋桩数值模拟方法及力学参数取值问题进行分析,然后通过对一简单悬吊锚筋桩算例进行参数敏感性分析,分析结果表明：是否考虑灌浆环的摩擦作用对计算结果的影响很大,因此在悬吊锚筋桩的数值模拟过程中合理地模拟灌浆环非常重要。最后,对糯扎渡水电站1#导流隧洞进口0＋015 m剖面不同条件下隧洞的开挖支护进行数值模拟,重点分析围岩和加固措施之间的相互作用及悬吊锚筋桩对顶拱围岩变形的影响。计算结果表明：悬吊锚筋桩能够有效地控制隧洞进口段顶拱的沉降变形。

测量统计范围大小对结构面迹长估计的影响2049-2056

摘要：基于计算机模拟裂隙网络和典型露头实测结果 2种数据,对比研究测量范围大小对迹长估值的影响。通过对比研究揭示测量范围大小对不同估值公式可靠性的影响,研究允许最小测量范围及其影响因素,发现窗口过大时有些计算公式也会出现明显偏差,并分析计算机模拟技术在该问题研究上的局限性。研究表明,对结构面迹长估值,首先应研究测量范围的适宜性及其对所采用估值方法的影响,否则,即便采用目前复杂的计算公式仍可能存在较大的取样偏差,为后续的结构面建模埋下隐患。另外,针对我国高放废物地质处置预选场地的典型露头进行的测量范围适宜性分析,也可为其接下去的结构面参数识别打下基础。

无需预先测速的微震震源定位的数学形式及震源参数确定2057-2067

摘要：为解决传统方法因测量速度误差给定位精度造成的影响,研究3种无需预先测量速度的震源定位的数学形式,按其因变量为到时、到时差、到时差商依次称为TT,TD和TDQ法。通过分析发现,TD法在数学意义上优于TT和TDQ法。对目前广泛使用的需要预先测量速度的微震震源定位传统方法进行总结分析,将其归纳为2种数学形式,按其因变量为到时、到时差依次称为STT和STD法。通过算例分析,对TT,TD及STT以及STD法在速度浮动误差为0,1%,2%,3%,4%,5%的6个水平进行误差分析比较。研究发现,对于在传感器阵列内的震源,TD法的定位精度最高。TT和TD法无需预先给定速度,不受速度的影响,绝对距离误差区间分别为0～1.013 4和0.01～0.014 m。由此可见,TD法较稳定;STT和STD法在给定速度真值时,绝对距离误差为0～0.981 m;但当传统方法在给速度一个较小的误差1%～5%下,会导致较大的定位误差,较大的达到24.27 m。最后,对新方法在建有微震监测系统的冬瓜山铜矿进行验证,通过爆破模拟微震源,微震监测系统接受爆破信号,通过不同区域的3次爆破试验研究发现,TD法的定位精度最高,它在不需要预先测量速度的情况下,无论3个坐标各自的均值还是绝对距离误差均小于STT,STD和TT法。可见,TD法具有较高的定位精度,算法稳定,定位中只需传感器坐标及时间差即可,是合理可靠的,消除传统定位方法中速度误差给定位带来的影响。

基于离散单元法的白鹤滩水电站复杂块体稳定性分析2068-2075

摘要：节理岩体边坡块体稳定性分析是岩体力学工程实践中关心的一个重要问题,经典极限平衡理论在求解复杂块体稳定时具有诸多的限制。基于离散单元法作为运行平台,推导复杂块体安全系数计算公式,并在此基础上编制复杂块体稳定性分析程序,能够弱化复杂地形、材料非线性以及初始地质条件等传统问题的约束;继而运用2种经典块体模型对该程序进行正确合理性验证。最终将程序应用于白鹤滩左岸边坡复杂块体稳定性分析研究,给出关键块体安全系数及其潜在破坏模式,并根据块体稳定性特征及其变形模式给出加固建议。该研究结果对岩体边坡复杂块体稳定性研究具有一定指导意义。

格构式框架护坡地震动位移模式的振动台试验研究2076-2083

摘要：通过1个比尺1：8的边坡大型振动台模型试验,研究锚杆格构式框架护坡在地震作用下的位移模式及其变化特性。模型试验以汶川波作为设计输入地震波,采用水平（X）向、竖直（Z）向和水平竖直（XZ）双向等3种激振方式。研究结果表明：（1）X向单向激振时,支挡结构的动位移模式为：当激振加速度峰值AXmax≤0.4 g时,离开土体向外侧平移;当AXmax=0.6 g时,绕支挡结构的下端向土体方向或边坡下方转动;当AXmax≥0.8 g时,挤向边坡土体方向移动,同时向边坡下方移动与绕支挡结构下端向土体方向转动的耦合。（2）Z向单向激振时,支挡结构的动位移模式为：当AZmax≤0.267 g时,离开土体向外侧移动,同时发生向边坡下方移动与绕结构下端向土体方向转动的耦合;当AZmax≥0.400 g时,挤向边坡土体方向平移与绕结构下端向土体方向转动的耦合。（3）XZ双向激振时,支挡结构的动位移模式为：离开土体向外侧平移,与绕结构下端向土体方向或边坡下方转动的耦合。

颗粒流细观强度参数与岩石断裂韧度之间的关系2084-2089

摘要：为研究岩石颗粒流分析模型中细观强度参数的物理意义,以接触黏结模型（CBM）中等效微梁的模型为基础,通过对2个黏结颗粒的拉伸和剪切状态进行分析,推导岩石颗粒流细观应力和断裂强度因子关系的理论公式,进而建立强度参数与岩石断裂韧度关系的理论模型。分析结果表明,岩石断裂韧度与细观强度呈线性关系。岩石颗粒最小粒径与颗粒半径比均对断裂强度因子有不利影响,且颗粒半径比的影响较大。以重庆地区砂岩为例,给出岩石断裂韧度与颗粒流细观强度之间的定量表达式,结果表明,岩石I型断裂韧度理论计算值范围与实测值较为相符。

滑坡实时监测网络地理信息系统研发及应用2090-2102

摘要：基于ArcGIS Server平台,结合SQL Server数据库,开发适用于滑坡的安全监测网络地理信息系统（GIS）。该系统在研究安全监测对象的空间和属性数据建模及可视化网络查询的基础上,完成滑坡监测信息的断面分析、平面分析及三维分析模块,实现监测信息在断面、平面和三维视图中的图形化表达及插值分析、趋势图分析等多种可视化分析功能,满足滑坡监测的空间数据和属性数据一体化、可视化显示及网络查询、空间分析功能多样化等功能需求。该系统适用性强,对滑坡监测数据的实时分析、安全评估以及预报决策将起到重要作用。

排土场空间效应及其稳定性评价方法研究2103-2111

摘要：依托矿山排土场工程实例,采用调研、试验和数值分析相结合的研究结果表明,评价结果和过程安全性相悖的关键在于排土场地基-排土体相互作用下的系统空间效应和自身组构特征分层效应。通过现场实证、理论分析和数学物理模型解释凹形的空间夹持效应和凸形发散作用。给出稳定性分析采用2D或3D模型应遵循的高度和曲率半径关系条件的基本原则。进一步,采用允许变形和部分破坏的设计理念,以地基坡度、基础性质、排土料岩性、混合体坡高和坡脚线距离为基本因素,区分设定作业台阶安全标准和整体稳定标准,关联安全等级与控制标准以及考虑降雨及地震工况组合,建立以安全系数为主,综合应力场、位移场、塑性区分布特征的综合评价方法技术路线和流程。