《岩石力学与工程学报》征稿简则
爆破开挖对边坡岩体裂纹扩展的扰动机制
摘要：爆破开挖是导致边坡节理岩体开裂甚至失稳的重要影响因素之一。基于断裂动力学理论,针对爆破开挖对边坡岩体裂纹失稳扩展的扰动作用进行研究,分析开挖扰动下地应力卸荷和爆炸应力波对裂纹尖端应力强度因子及其裂纹失稳扩展模式的影响。结果表明,爆炸应力波与地应力共同决定了边坡岩体裂纹的失稳扩展模式,初始地应力作用下边坡岩体裂纹的扩展模式主要为I–II压剪复合型;爆破开挖所产生的卸荷效应将改变初始地应力的状态,可使裂纹的扩展模式由I–II压剪复合型转变为I–II拉剪复合型,导致裂纹更容易失稳扩展,且卸荷程度越大,裂纹越容易失稳扩展;爆炸应力波的作用将增加岩体裂纹的失稳扩展风险。滑坡区隧道自锚式新型加固结构理论研究
摘要：针对位于深厚滑坡体中隧道的加固问题,提出利用锚索、抗滑支撑桩只对与隧道稳定直接相关的洞周滑坡体进行抗滑及锚固处治,同时加固隧道衬砌结构,使隧道衬砌结构、抗滑支撑桩与锚索形成一种新型的滑坡隧道自锚式加固结构体系。该加固结构将滑床作为桩和锚索稳定的支撑点,属于超静定结构。针对该加固结构体系的特点建立其物理力学模型,并采用传递矩阵法进行理论推导,求得加固结构体系的内力与位移。通过算例分析结果表明,锚索的作用使隧道边墙不利受力状态有所改善,抗滑支撑桩对隧道底铺和衬砌的变形有所约束,可以通过锚索和抗滑支撑桩结构,使隧道衬砌结构的受力和变形得到优化控制。锁脚锚管合理打设角度的理论研究
摘要：锁脚锚管打设角度是影响其控制钢拱架下沉效果的重要参数。为确定锁脚锚管的合理打设角度,在简要分析其作用机制的基础上,建立钢拱架–锁脚锚管力学解析模型,利用结构力学、弹性地基梁等理论推导锁脚锚管打设角度与钢拱架拱顶沉降的理论关系,进而通过算例分析揭示钢拱架拱顶沉降随锁脚锚管打设角度的变化规律,确定锁脚锚管的合理打设角度,并阐释相应的作用机制。分析表明,锁脚锚管的合理打设角度为45°左右。该结论具有一般性,且与诸多现场工程经验吻合,证明公式的正确性,同时为锁脚锚管的合理打设角度提供理论支持,适合在锁脚锚管设计和施工中推广。温控动三轴试验装置的研制及应用
摘要：为研究温度对土动力特性的影响,设计内外联合加热的温控装置,研制温控动三轴试验系统。该系统能实现10℃~100℃范围内试样温度的精确控制,并可线性调节、分级加温。最后,以宁波饱和淤泥质软黏土为例,初步开展不同温度下土的动力特性试验,验证其有效性和可靠性,试验结果表明:在不同温度下,试样的滞回圈形状及发展与常规动三轴试验结果一致;随着温度的升高,软黏土的塑性累积应变、动阻尼比和动孔压减小,动弹性模量增大,且各增量值均随温度上升而减小,反映了软黏土的热硬化特征;累积塑性应变与温度归一化结果呈指数关系。寒旱环境盐生植物根系固土护坡力学效应及其最优含根量探讨
摘要：以大柴旦盐湖区及其周边地区为例,选取海韭菜、赖草、毛穗赖草、无脉苔草4种优势盐生植物,对其单根进行单根拉伸试验以及4种植物根–土复合体抗剪强度试验。分别获得4种植物单根抗拉力和单根抗拉强度;通过对4种盐生植物根–土复合体在不同含根量梯度下的直接剪切试验,探讨根系对土体抗剪强度增强作用以及根–土复合体的最优含根量。由单根拉伸试验结果表明,4种植物平均单根抗拉力值为4.67~10.97 N,平均单根抗拉强度值为12.32~49.99 MPa,且4种植物平均单根抗拉强度由大至小依次为赖草、毛穗赖草、无脉苔草、海韭菜;4种植物根–土复合体扰动试样黏聚力值为10.44~27.42 k Pa,不含根素土试样黏聚力值为8.10 k Pa,与不含根系素土相比,根–土复合体的黏聚力增长量为2.34~19.32 k Pa,其增幅为28.89%~238.52%;根系增强土体抗剪强度存在最优含根量,根–土复合体试样中的含根量处于最优含根量时,4种植物根–土复合体的抗剪强度为相对最大值,其黏聚力值为17.94~27.42 k Pa,黏聚力由大至小依次为海韭菜、赖草、毛穗赖草、无脉苔草。该研究成果对大柴旦盐湖区以及与该区地质条件相似的其他地区开展利用盐生植物增强土体抗剪强度,且对于开展有效防治土体侵蚀和地表水土流失等地质灾害的发生具有理论价值和实际意义。基于软化地基和弹性地基假定的坚硬顶板力学特性分析
摘要：传统矿压分析中将坚硬顶板下部软岩的支承作用简化为Winkler弹性地基,要较精确地分析覆岩的力学特性,该简化不能满足要求。鉴于软岩对顶板支承力峰位于煤壁前方的实际,对煤壁到支承力峰为软化地基、支承力峰前方为弹性地基支承的周期来压前坚硬顶板模型的力学特性进行分析。注意到软化地基与弹性地基交界处地基反力保持连续,是引入软化地基分析顶板问题的关键,提出一个软化地基支承力峰值确定法和2个支承力峰值精度验证法。据所提出的软化地基对顶板支承力表达式写出软化地基区段顶板挠度方程形式解,求得五段式顶板挠度方程形式解中全部积分常数。在算例中获得软化地基对顶板支承力峰值并对其精度予以验证,将分析结果与基于全弹性地基支承假定的顶板力学特性进行比较。得到如下认识:200~300 m埋深下全弹性地基支承假定的顶板在煤壁处受到的地基反力,是煤壁附近为软化地基支承的顶板在煤壁处所受地基反力的4倍。煤壁附近强大反力的支承使顶板弯曲程度小,弯曲范围小,弯矩峰超前煤壁的距离小,煤壁前方应变能储存区域及储存量小;软化地基支承的顶板在煤壁处的地基反力为前者的1/4。煤壁附近反力小使顶板通过加大弯曲程度和弯曲变形范围去抵抗顶板上覆荷载,这使得弯矩峰值和弯矩峰超前煤壁的距离有较大增加,煤壁前方应变能储存区域和储存量大为增加,顶板挠度比全为弹性地基支承的顶板挠度有全面、大幅度增加。煤壁前方顶板弯矩峰位置与顶板超前断裂距有关,基于软化地基和弹性地基假定计算的顶板弯矩峰位置,与现场监测到的顶板断裂位置接近,相应的顶板的内力、应变能和挠度特性描述,比基于全弹性地基支承假定的顶板力学特性更为贴近实际。流变参数时变性幂律型水泥浆液的柱形渗透注浆机制研究
摘要：幂律型水泥浆液的流变参数时变性特征对注浆效果具有非常重要的影响。采用理论分析与实验研究等方法,研究时变性幂律型水泥浆液的流变方程与渗流运动方程,推导流变参数时变性幂律型水泥浆液的柱形渗透注浆扩散机制,分析其适用范围及参数的确定方法,探讨注浆管侧面注浆孔的设计依据。通过设计注浆实验对其进行验证,结果表明:实际测量计算的幂律型水泥浆液在被注砾(砂)石体中的等效横向扩散半径值与由流变参数时变性幂律型水泥浆液的柱形渗透注浆扩散机制公式计算出的扩散半径理论值间虽有20%~30%的差异,然都处于可接受的范围内,因此能较好地说明幂律型水泥浆液在被注材料中随时间变化的柱形渗透注浆特征与规律。该研究成果可为实际注浆施工提供理论支撑与指导作用。复杂地质中城门洞型隧洞围岩稳定性快速分析与设计方法
摘要：着眼于当前地下洞室发展现状,针对信息施工的关键难题——信息反馈难以满足时效性要求,提出基于围岩各主要影响因素数值试验结果量化规律的洞室围岩应力场快速分析的思路与方法。应用系统数值试验概化出影响地下洞室应力场和变形场的8个主要因素(无断层时),以数值试验所得结果为主样本群、以工程实测资料和专家经验为边界样本群基于神经网络技术构建无断层条件地下洞室快速分析系统。在此基础上,通过采用所提出的"断层对变形影响系数"的概念显著削减含断层地下洞室数值试验方案,分别构建单/双断层地下洞室快速分析系统。综合以上3个系统和开发的快速反演和稳定性评价模块,基于VB和FORTRAN混合编程技术构建了隧道快速智能化分析评价系统。经多个实际工程验证显示出较好的可靠性和现场快速分析与评价的适用性。考虑土拱效应的非垂直挡墙地震主动土压力
摘要：由土拱效应原理得到滑裂土体的墙面和滑裂面上的应力,然后根据拟静力法和滑裂土体的整体受力平衡,得到平移模式下非垂直刚性挡土墙的地震主动破裂角计算式。进一步根据水平层分法获得墙背地震主动土压力及其系数、地震主动土压力合力及其作用点高度等的计算式。此外,分别讨论墙背倾角、填土内摩擦角、墙土摩擦角、地震系数和填土表面荷载等对地震主动破裂角、法向地震主动土压力分析、地震主动土压力合力系数、地震主动土压力合力及其作用点相对高度等的影响。驻波比法测定黄土含水量的标定试验研究
摘要：为提高驻波比(SWR)法测定黄土含水量的精度,对SWR土壤水分传感器进行标定试验,分别通过SWR法与烘干法测定Q3黄土和古土壤的含水率并进行对比分析,探讨干密度、结构性和土质差异对SWR土壤水分传感器测试结果的影响,并建立相关数学修正模型。试验结果表明,SWR法含水率测量值较烘干法偏高,干密度变化对SWR法测量结果的影响不可忽略;通过建立考虑干密度影响的经验修正模型对SWR法测量值进行修正,当体积含水率9.2%≤θw≤39.9%时,误差可控制在2%以内;当39.9%≤θw≤46.3%时,误差可控制在3%以内,总体修正效果优于SWR法与烘干法测量数据通过三次曲线拟合建立的修正公式;土的结构性对SWR法测量结果影响不明显,可采用重塑土的室内标定试验代替现场标定试验;黄土与古土壤因土质差异,应分别建立修正模型。高温焙烧后黏土孔隙与力学特征研究
摘要：为研究温度作用后黏土孔隙与力学参数变化规律,以不同温度作用后黏土为研究对象,主要采用压汞法、单轴压缩试验,着重分析其孔隙度、渗透率、体积分维数、单轴抗压强度、普氏系数变化规律。得到以下结论:试样中孔隙开放孔较多,孔隙连通性较好,孔隙主要以500~1 000 nm为主;试验温度范围内,大孔总体积随温度的升高而增大,为100℃~650℃,微孔总体积随温度的升高而增大,650℃以后,随温度的升高而减小;100℃~700℃范围孔隙度随温度的升高而增大,700℃以后有所减小;采用Menger海绵体模型和热力学模型得到的体积分维数随温度的升高整体减小,而采用热力学方法得到的孔隙分维值更能表征试样孔隙特征;100℃~700℃范围渗透率随着温度升高而增大,700℃以后有所减小;100℃~400℃范围单轴抗压强度和普氏系数基本维持不变,400℃~700℃范围,两者随温度的升高快速增大,700℃以后,两者随温度的升高而减小,这与试样内部矿物的转变密切相关。冻结粉质黏土声学特性与物理力学性质试验研究
摘要：为分析冻结粉质黏土的声波参数与其物理力学性质之间的关系,进行冻结粉质黏土的超声波测试,同时测定了其在不同温度下的抗拉、抗压强度。基于试验分析温度、含水率和干密度等对冻土波速的影响以及波速与强度的关系。结果表明:土样在-1℃~-7℃范围内,波速变化尤为剧烈;存在一个临界含水率16.03%,使波速随含水率的增加呈先增加后减少的趋势;在含水率相同的情况下,波速随干密度的增加呈线性增加;通过波速计算得到冻结粉质黏土的3个动弹性力学参数,并分析这些参数随温度的变化趋势;冻土声波波速与强度呈现出良好的相关性,冻土的强度越大,声波波速越高。因此,可利用声波测试技术对冻土进行无损检测,为冻土强度的预测奠定基础。基于SEM图像的软土三维孔隙率计算及影响因素分析
摘要：为获取丰富的SEM图像信息用于土体微观结构研究,对杭州紫金港软土进行大量的SEM图像扫描。通过分析软土SEM图像的特点,建立三维空间计算模型,首次提出利用Image-Pro Plus(IPP)软件计算软土三维孔隙率的方法,并分析计算步距、放大倍数、阈值大小、分析区域大小等对软土三维孔隙率计算结果的影响。研究结果表明:计算精度跟步距大小有关,步距越小精度越高,采用步距2有利于兼顾计算容量和精度要求;对软土三维孔隙率放大倍数宜采用1 200±300倍;阈值取值跟放大倍数有关,放大倍数越大阈值也应相应增加;分析区域面积不宜太小,能有效反映整张图像信息的区域面积应占图像总面积的70%以上。竖向受荷PCC桩宏细观工作性状研究
摘要：采用可视化模型试验及离散元数值仿真方法,对竖向受荷现浇混凝土大直径薄壁管桩(简称PCC桩)桩土传力特性、位移场发展规律及破坏性状进行深入研究。研究结果表明:PCC桩荷载–沉降曲线呈缓变型,桩外侧摩阻力高于内侧摩阻力,内侧摩阻力发展滞后于外侧摩阻力,桩外侧摩阻力在桩身上段发挥较充分,内侧摩阻力在桩身下段发挥较充分,桩内侧摩阻力及端阻力控制PCC桩后期承载力;桩外侧土体以斜向下的剪切变形为主,其影响范围约为2D(D为外径);内侧以竖向压缩变形为主,加载初期与桩同步变形,加载后期桩内侧下部土体与桩之间相对位移明显大于桩内侧上部土体;桩端土体可分为圆锥形竖向压缩区及侧向变形区,其在深度方向的影响范围达到4D,桩端土变形模式在平面上呈扇形;接触力链的分布与侧阻力沿桩长分布特征基本保持一致,而桩端土孔隙率的变化则从细观角度反映侧阻先于端阻发挥。研究成果对于进一步明确PCC桩与土相互作用的内在机制具有意义。基于光亮面积百分比的岩体结构面粗糙度与峰值抗剪强度研究
高承压含水层上煤层开采底板断裂活化致灾机制
