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岩石力学与工程学报 2013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2013年第9期被EICOMPENDEX收录27篇（100％收录）2414-2414

摘要：据“EI中国”公布的数据显示，本刊2013年第32卷第9期27篇，27篇论文均被EICOMPENDEX收录，收录率为100％。

基于黏度时变性的水泥-玻璃浆液扩散机制研究2415-2421

摘要：工程地质灾害治理中，注浆是最常用的方法，浆液的扩散运移规律对工程设计和施工具有重要的意义。采用SV振弦式黏度计测定水泥-玻璃（C-S）浆液的黏度时变性，通过函数拟合获得黏度函数曲线：采用广义宾汉流体本构方程，推导C-S浆液在单一平板裂隙中的压力分布方程；通过平板裂隙注浆模拟试验研究，分析定注浆流量条件下的C-S浆液扩散的压力场分布规律；运用数值计算方法，研究定注浆速率条件下的浆液扩散形态及压力场时空变化规律。结合理论分析、模拟试验和数值计算结果分析C-S浆液扩散机制，希望能够为C-S浆液的工程应用提供一定的借鉴。

三点弯曲下热处理北山花岗岩的断裂特性研究2422-2430

摘要：针对我国未来高放核废料地质处置等重大工程实际需要，开展热处理后岩石的断裂破坏行为研究具有重要意义。以我国未来可能的核废料储库选址地北山花岗岩为研究对象，通过带加载SEM高温试验系统对经过热处理后的花岗岩进行三点弯曲破坏试验，在25℃～100℃范围内，北山花岗岩以脆性破坏为主。在低应力作用下，裂纹扩展主要受到应力集中及多种矿物力学行为及它们之间的黏结力作用大小的影响，最终裂纹的萌生主要发生在矿物颗粒之间较弱的胶结面上，裂纹初始扩展角主要由这些矿物颗粒之间夹角来决定，因此裂纹初始扩展角通常与水平面有个夹角；随着荷载继续增加后，裂纹会逐渐沿着水平方向扩展，这个主要方向的矿物承受了最大的弯曲拉应力，而岩石的抗拉强度通常很低。室温到100℃的范围内，花岗岩平均断裂韧性几乎不发生变化，稍微的波动可认为是花岗岩的非均值性所造成的。通过数字散斑相关计算方法实现岩石细观尺度变形全场测量。测量结果表明，各个矿物颗粒表面发生较为复杂的变形，多个矿物颗粒界面两边发生完全相反方向的位移，这表明界面两边颗粒受到拉应力作用。尽管在初始阶段，变形主要发生在弯曲拉应力最大界面，但最终破坏可能发生在另外地方，这时的破坏主要受到非均匀的弱面所控制。可见，细观尺度岩石的破坏受到最大应力状态处与岩石的非均质处变形的综合影响。

一种新的节理本构模型及几种新的滑坡稳定系数计算方法2431-2438

摘要：在对滑坡渐进变形分析的基础上，提出一种新的节理本构模型，推理出本构模型参数的决定方法；分析临界状态应力特征，提出临界状态应变方程，将提出的本构理论和现行莫尔-库仑临界状态准则实现无缝连接。分析现行滑坡稳定性系数计算方法的优缺点，相应地提出滑坡稳定性系数几种新的计算方法：基于渐进变形的临界状态稳定性系数计算方法、部分条块强度折减稳定性系数计算方法、综合下滑力-摩阻力稳定性系数计算方法、最大主下滑力滑坡稳定性系数计算方法，以及每一条块滑坡稳定性系数计算方法。对传统滑坡稳定性系数计算方法和本文提出的方法进行对比分析，进而提出综合下滑力-摩阻力稳定性系数以及最大主下滑力稳定性系数计算方法较能反应工程实践。最后，以实例对所提出的计算模型进行对比分析。

库水位骤变下滑坡-抗滑桩体系作用三维分析2439-2446

摘要：库水位上升产生的浮力作用和库水位骤降时产生的渗透动水压力，将改变原有的水-边坡作用环境与条件，不利于库区边坡稳定。结合三峡库区马家沟I号滑坡的现场监测成果以及库水位波动数据，利用数值模拟方法，建立真三维模型。采用有限差分程序软件内置的Fish语言将分别考虑库水位上升和下降对坡面产生的静水压力作用、动水压力作用耦合于有限差分程序软件，对滑坡在库水位骤然上升与下降的位移和应力场进行分析，研究应力-渗流耦合作用下抗滑桩加固库区滑坡位移和受力特征，探讨滑坡-抗滑桩相互作用体系的防治效果。结果表明：抗滑桩与土体形成土拱效应以及抗滑桩阻滑效应相互作用下防治滑坡效果明显；库水位骤降产生的动水压力相比于库水位骤升产生的静水压力对滑坡-抗滑桩作用体系的减弱作用更大；数值模拟方法为对库水位骤变下滑坡-抗滑桩体系相互作用三维分析具有一定的指导意义。

徐州三河尖矿深井高温热害机制研究2447-2454

摘要：徐州三河尖矿是国内高温热害最严重的矿井之一，-700m水平以下的岩温高达40℃以上，巷道气温达到33℃～34℃，其高地温异常机制已经引起专家学者们的高度关注。目前关于三河尖矿热害机制的研究主要集中在岩浆活动和地质构造2个方面，有关高温地下水对地温场影响的研究至今尚未报道。首先对三河尖矿21102工作面奥陶水突水机制进行分析，对高温奥陶水上涌引起地温场变化的规律进行数值模拟，在此基础上，对三河尖矿地温场进行区划分析，提出相应的降温措施。研究表明：（1）三河尖矿高温奥陶水上涌对地温场产生重要影响，是该矿高温热害的主要原因之一；（2）三河尖矿高温奥陶水的导水通道为孙氏店断层，补给水源来自滕县背斜轴部的奥陶系隐伏露头区域，补给端与涌出端的水头差高达795m，为高温奥陶水的上涌提供了动力；（3）当高温奥陶水沿破碎带上涌的过程中，引起地层温度不同程度升高，地层埋深越浅，地温升高程度越大，即升温指数与地层埋深呈负相关；（4）将奥陶水上涌后的地温场划分为Ⅱa（37℃～45℃），Ⅱh（45℃～50℃），Ⅱc（50℃～55℃）三类热害区。研究结果对于三河尖矿高温热害控制具有重要的理论意义和实用价值。

大型地下洞室断层破碎带变形特征及强柔性支护机制研究2455-2462

摘要：锦屏一级水电站地下洞群规模巨大，布置复杂，且位于3条大断层及多组节理切割的高应力地质体内。多洞交叉大型洞群多步开挖强卸荷过程中，主洞室结构面或断层破碎带的支护方式、参数选取与优化以及支护时机的确定是影响整个设计洞群稳定的关键问题之一。结合地下厂房洞群的开挖支护过程，研究主洞室围岩断层带变形破坏力学机制，探讨围岩分层次支护的耦合作用机制以及力学与变形特征。基于对洞室围岩不同支护形式的数值模拟和原位监测，研究在挂网喷射混凝土支护系统中增加钢筋拱肋这一强柔性支护技术。结果表明，该种支护技术措施能有效地控制围岩变形，避免局部失稳导致洞群不稳定或垮塌现象的产生，对大型洞群开挖支护设计与施工具有重要参考价值和指导意义。

基于Copula理论的岩体抗剪强度参数估值2463-2470

摘要：以锦屏I级水电站坝址微新大理岩岩体原位大剪试验结果为例，分析岩体质量指标与抗剪强度参数间的相关性。利用Copula理论可将边缘分布和相关结构分开研究的优点，建立小样本条件下各变量的边缘分布函数，并在分析岩体质量指标9与抗剪强度参数f,c间相关结构特点的基础上构造拟合Q-F Q-C间关系的最优Copula函数。对于相同岩性的同类岩体，在已知Q条件下求条件概率便可得到抗剪强度参数估值的保证率，或可计算一定保证率下的抗剪参数估值。最后运用该函数分析常用的优定斜率法、最小二乘法的保证率，并与Hoek-Brown准则估值进行比较。研究结果表明，岩体质量指标与抗剪断内摩擦因素厂呈较高的正相关关系，与抗剪断黏结力c则呈较高的负相关关系，而具有对称结构的NelsenNO1和NelsenNO2则分别是拟合Q-f、Q-C间关系的最优Copula函数。常用的最优斜率法与最小二乘法由于忽略岩体质量指标与抗剪强度参数的相关性，因此造成较大的偏差，而具有保证率为0．8的抗剪强度估值与Hoek-Brown经验准则相比更接近实际值。该方法注重充分地利用现场有限的数据信息，可以得到具有一定保证率的抗剪强度参数估值，为岩体抗剪强度参数估值提供一种新的途径。

圆形隧道开挖卸荷效应的动静态解析方法及结果分析2471-2480

摘要：针对地下圆形隧道的开挖卸荷效应，基于岩石动力学和弹塑性理论，在求解其动、静态显式解析解方面进行新的尝试。首先，探讨非均匀应力场中圆形隧洞开挖卸荷的力学模型，研究初始应力的分布规律以及卸荷过程的处理方法。基于Laplace变换和留数定理，给出一种计算隧道开挖时围岩响应规律动态解析解的方法，得到线性卸荷条件下围岩应力和位移的解析表达式。其次，考虑岩体的非线性硬化和软化特性，运用弹塑性解析法，推导出围岩应力和位移的静态解析表达式。对比分析动静态解析结果的差异，结果表明：（1）卸载阶段，惯性力的存在能减少开挖卸荷对围岩的破坏，保持围岩的完整性，故而在动态解析结果中，围岩的扰动范围小，位移小，应力集中系数低，但应力梯度较高。（2）动态解中，径向应力一直处于压缩状态，而切向应力先拉后压，有利于径向拉裂纹及层板结构的形成。（3）卸荷速率存在临界值，当卸荷速率达到临界值时，质点的振幅及频率都达到最大值。

海水侵蚀后水泥砂浆的单轴动态力学性能研究2481-2488

摘要：对经海水侵蚀后的水泥砂浆试件进行单轴动态压缩试验，研究应变速率、侵蚀溶液的类型和浓度对水泥砂浆的应力一应变曲线、极限抗压强度、峰值应变和弹性模量的影响。研究结果表明，水泥砂浆的强度随着应变率的增加而提高，水泥砂浆的强度越低，其强度对应变率更加敏感；随着应变率的增加，水泥砂浆的峰值应变会逐渐增加，但弹性模量会出现先增加后减小的变化规律。应变加载速率对经海水侵蚀后水泥砂浆的应力一应变曲线和强度的影响，与水灰比、侵蚀介质的类型、浓度和侵蚀时间有很大关系。

通透肋式拱梁隧道结构荷载设计计算方法探讨2489-2496

摘要：以通透肋式拱梁隧道这一新型洞室结构为对象，对其赋存地质环境条件和结构受力特征进行分析，明确该类型的半明半暗隧道结构应以极限状态下围岩破坏所引起的松弛压力为设计荷载标准的理念；通过对隧道围岩破坏形态和范围的数值模拟研究，弄清其基本破坏模式为：拱顶山坡岩体沿通过拱脚的一斜面形成楔体滑移，滑动破坏面与水平面的夹角即破裂角的大小决定围岩破坏的范围；以此为基础，结合理论分析推导建立通透肋梁拱梁隧道结构荷载设计计算模型，并与实际监测数据和施工工况数值模拟结果进行对比验证分析；分析结果表明，采用该模型计算的内力分布较好地反映隧道结构内力的变化规律，且具有可靠的安全裕，为同类型半明半暗隧道结构设计以及长期稳定性评价提供一种实用有效的分析方法。

《岩石力学与工程学报》2013年工作总结2496-2496

摘要：2013年是按交接纪要精神中、英文《学报》分工合作的一年。《岩石力学与工程学报》（以下简称《学报》）全年收稿1853篇，退稿1278篇，正刊录用212篇，增刊录用233篇，另有120余篇正在送外审。在中国岩石力学与工程学会、

破裂围岩锚固体变形破坏特征试验研究2497-2505

摘要：为了进一步揭示破裂围岩锚固体的承载机制，在自主研制的真三轴物理模拟试验系统的基础上，采用反复加卸载围压的方法预制破裂岩体，加锚后进行继续加载试验，研究破裂围岩锚固体以及锚杆的变形破坏特征。研究发现，随着锚杆预紧力的增加，锚固体变形模量随之增加，全应力一应变曲线呈现双峰特征。在锚杆预紧力较小的情况下，破裂围岩内部滑移块体主要沿原有裂隙面滑移，二次破坏较少发生且裂隙发育位置比较集中。在锚杆预紧力较大的情况下，滑移块体会发生二次破坏，破裂围岩锚固体新生裂隙倾角高、数量多且分布均匀。锚固体变形过程中锚杆控制角在空间以及时间上不断发展变化：锚杆压缩区在空间上为向围岩深部开口的喇叭形，其深度为1～1．5倍托盘直径；随着锚固体压缩变形，锚杆压缩区会发生二次甚至多次破裂。锚杆控制角在压缩区初次破裂时为50°～64°，在压缩区多次破裂后最终稳定为34°～56°。锚杆在破裂面附近受到两侧滑移块体剪切错动作用下处于压、张、剪复杂应力状态，弯曲变形严重，这反过来使破裂面两侧滑移块体出现一定程度的错动分离。

砂卵石地层土压力平衡盾构施工开挖面稳定及邻近建筑物影响模型试验研究2506-2512

摘要：盾构技术在砂卵石地层中应用越来越多，砂卵石地层具有很强的不确定性特征，盾构施工的关键问题之一是保持开挖面稳定性及减小地面沉降。利用土压平衡盾构模型，研究北京砂卵石地层中不同埋深时邻近建筑物影响下的歼挖面稳定性及地表沉降规律。试验中，分析柔性基础邻近建筑物及埋深对开挖面极限支护力和地表沉降的影响，揭示开挖面稳定性、土拱效应与极限支护力及地表沉降的关系。在邻近建筑物影响下，砂卵石地层中的支护压力呈非对称分布，且砂卵石地层中盾构推进引起的沉降值大于基于Peck公式的计算值，研究成果对砂卵石地层中盾构施工有重要的指导意义。

新的岩石节理粗糙度指标研究2513-2519

摘要：首先，基于节理轮廓线提出一个剪切粗糙度指标（SRI），新指标由3个粗糙度参数构成，描述节理平均起伏度、起伏的方向性、起伏分布特点以及粗糙的分形特性，并建立新指标与JRC之间的拟合关系。其次，基于三角形面积单元离散的三维节理面，将剪切粗糙度指标推广到三维形式，从而使得新指标能够描述节理的三维形貌特征。最后，以张拉型花岗岩节理作为算例，计算结果表明新指标能较好地反映节理的各向异性粗糙特性。新指标物理意义明确，计算方便，能够表征节理的主要粗糙特性，为进一步研究岩石节理的剪切力学特性奠定基础，具有重要的理论意义。

框架预应力锚杆挡墙的系统可靠性分析2520-2526

摘要：将立柱视为连续梁，锚杆视为固定或弹性支座，土压力荷载视为梯形分布，基于矩阵位移法与Matlab的符号函数求解功能，编制锚杆和立柱内力的求解程序。视锚杆的失效为脆性破坏与延性破坏的中间状态，分别按脆性破坏与延性破坏计算锚杆体系失效概率的上下限。对工程实例的计算结果表明，若将锚杆视为脆性结构，当其中一根锚杆破坏后其邻近锚杆失效概率迅速增加，最大增幅近12倍，验证脆性构件组成的超静定结构可视为串联系统；然后基于各根锚杆功能函数之间的相关系数矩阵，得到脆性破坏时锚杆体系失效概率的上限。最后，以立柱上所有锚杆同时达到极限状态的理想状态构建锚杆体系延性破坏时的功能函数，得到其失效概率的下限。

柱状节理玄武岩各向异性特性的调查与试验研究2527-2535

摘要：针对几何形状特殊且为镶嵌结构的柱状节理岩体，为认识其各向异性力学特点和开挖卸荷下的破坏模式，首先在柱状节理玄武岩截面几何特征的现场调查统计和3类结构面的扫描电镜（SEM）分析基础上阐述柱状节理岩体在结构上的横观各向同性特点，然后通过垂直其柱体轴线方向和平行其柱体轴线方向的柱状节理岩体原位声波测试揭示柱状节理玄武岩的变形各向异性，进而通过不同取样方向岩芯的单轴压缩试验和现场岩块的点荷载试验阐明其强度各向异性特点，最后结合上述所获得的柱状节理玄武岩各向异性认识分析其开挖卸荷下的“结构-应力”控制型破坏模式及其结构劣化的具体表现形式，所得认识和结论对柱状节理岩体地层中地下洞室稳定性分析和支护设计具有参考意义。

岩石力学与工程学报杂志土工基础

散装铁精矿流态化特性的模型试验研究2536-2543

摘要：通过室内小型振动台模型试验，对船载散装铁精矿在动力荷载下的流态化特性进行研究。基于数字图像采集和分析，揭示散装铁精矿流态化的演化过程；同时分析含水率、加速度、密实度等因素对铁精矿流态化特性的影响。试验结果表明：含水率是影响铁精矿流态化发生的关键因素且存在含水率临界值；而加速度对含水率低于8％的铁精矿基本无影响；密实度的增加能够减缓铁精矿流态化演化历程，但不能阻止流态化的发生。同时还提出铁精矿安全含水率的建议和流态化预防措施。研究成果对更好地了解铁精矿安全含水率的范围和减少散装铁精矿在载运过程中的流态化风险有重要的意义。