岩石力学与工程学报杂志社
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岩石力学与工程学报杂志

《岩石力学与工程学报》杂志在全国影响力巨大,创刊于1982年,公开发行的月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:研究进展与工程实录、博士学位论文摘要、动态等。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 国际刊号:1000-6915
  • 国内刊号:42-1397/O3
  • 出版地方:湖北
  • 邮发代号:38-315
  • 创刊时间:1982
  • 发行周期:月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:3.23
  • 综合影响因子:2.256
相关期刊
服务介绍

岩石力学与工程学报 2015年第09期杂志 文档列表

《岩石力学与工程学报》征稿简则

1726-

结构面剪切破坏特性及其在滑移型岩爆研究中的应用

摘要:从锦屏二级水电站深埋隧洞施工中发现,结构面的剪切滑移可能诱发极强岩爆。为研究结构面对滑移型岩爆的控制机制,利用水泥砂浆作为模型材料,制作3种不同起伏高度的不规则锯齿形结构面,并进行直剪试验,研究不同起伏高度、剪切速率和法向压力下的结构面强度特征和破坏机制,并对现场的滑移型岩爆进行初步的机制分析。研究结果表明,每种起伏高度的结构面的峰值抗剪强度和残余强度均随法向压力增大而增大;随着起伏高度的增加,结构面的抗剪强度、内摩擦角逐渐增加;随着剪切速率增加,结构面抗剪强度具有先增加后减小的趋势;不同工况下结构面的破坏机制可归纳为锯齿的滑移错断机制、结构面上下盘的拉伸断裂机制和上盘前端下盘后端的冲击断裂机制;结构面的起伏高度越大、法向应力越高,冲击断裂的规模越大;现场结构面的应力集中程度、结构面面壁凸台的尺寸、强度和位置等决定了滑移型岩爆发生的等级、爆坑深度。
1729-1738

含泥化夹层顺层岩质边坡动力响应大型振动台试验研究

摘要:设计并制作2个含泥化夹层的顺层岩质边坡模型,并完成大型振动台试验。试验结果表明:随着输入地震波时间轴压缩倍数增大,地震波卓越频率增加,边坡坡面水平方向加速度放大效应增强,同时,随着边坡相对高度的增加,压缩比对水平方向加速度放大效应的影响程度增大;当输入地震动幅值小于0.30 g时,坡面加速度放大系数随输入地震动幅值增加而增大,反之,放大系数减小;在水平方向,泥化夹层饱水后坡脚部位加速度放大系数小于饱水前,而坡面中上部加速度放大系数大于饱水前;在垂直方向,泥化夹层饱水后坡面加速度放大系数小于饱水前;泥化夹层饱水前,坡面加速度放大系数大于坡体内部,泥化夹层饱水后,下部坡体内部加速度放大系数大于坡面,中上部坡体内部加速度放大系数小于坡面。分析边坡破坏过程可以发现,含泥化夹层顺层岩质边坡的破坏模式为拉裂–滑移–崩落式。
1750-1757

钻孔岩体裂隙几何参数确定方法及其应用

摘要:裂隙岩体渗透性是高放废物处置库场址选择和评价的重要因素。钻孔岩体渗透性特征主要依靠钻孔电视获得的裂隙几何参数来确定。针对传统统计法确定裂隙几何参数存在的不足和误差,提出新的统计方法和计算公式。研究结果如下:(1)由于岩体裂隙空间分布多变性,提出以裂隙密度和产状为基础的岩体均质区划分方法;(2)钻孔岩体裂隙发育优势产状采用聚类分析方法来统计;(3)裂隙间距的确定考虑了测量误差的影响,并提出修正公式;(4)裂隙有效水力隙宽提出按照力学成因来确定。将获得的裂隙几何参数代入渗透张量计算程序中,得到钻孔岩体的渗透张量以及渗透主值和主渗透方向,从而为钻孔岩体渗透性分析提供依据。
1758-1766

本刊2015年第4,5,6,7期被EICOMPENDEX分别收录24,23,23,23篇(100%收录)

1766-

地下洞库围岩外加固抗炸弹爆炸性能研究

摘要:为进一步提高已建地下洞库的抗爆炸性能,提出对洞库围岩采用交叉锚固进行加固的方法,并通过相似模型试验对加固前、后的洞库模型进行爆炸对比试验;在采用数值模型计算验证后,利用数值模拟的方法分析锚索参数以及围岩强度对洞库抗炸弹爆炸性能的影响。研究结果表明:在相同的爆炸荷载作用下,加固围岩洞室衬砌结构的压力峰值、加速度峰值、拱顶位移峰值及整体破坏程度均小于未加固围岩洞室,加固围岩的爆腔体积、塑性区半径均较小,岩体内裂缝较少,爆点附近岩体耗散的爆炸能量较多;加固锚索面积越大、倾角越大、间距越小、长度越大、加固围岩材料强度越高时,洞室衬砌拱顶的位移响应峰值越小,且锚索角度的影响最大,围岩强度和锚索间距的影响其次,锚索面积和锚索长度的影响较小。研究结果可为地下防护工程设计和坑道围岩加固提供参考。
1767-1776

含交叉多裂隙类岩石材料单轴压缩力学性能研究

摘要:以类岩石材料模拟岩体,考虑主次多裂隙、等长多裂隙2类交叉多裂隙形式,制作含交叉多裂隙试件,对试件进行单轴压缩试验,研究含交叉多裂隙岩体在单轴压缩下的力学性能。研究表明:含2条交叉裂隙试件强度高于含单一裂隙试件,当裂隙数量超过2条(不含)时,含主次多裂隙试件峰值强度与含单一裂隙试件接近,含等长多裂隙试件的峰值强度及试件破坏所需外力功都低于含单一裂隙试件;次裂隙数量增加对含主次多裂隙试件强度影响不明显,裂隙数量增加对含等长多裂隙试件的强度降低作用非常明显;绝大部分含交叉多裂隙试件峰值强度对应的应变低于含单一裂隙试件;含主次多裂隙试件起裂应力高于含单一裂隙试件,大部分含等长多裂隙试件起裂应力低于含单一裂隙试件;含单一裂隙试件破坏面为剪切裂隙,含交叉多裂隙试件破坏面以张拉裂隙为主。
1777-1785

钻爆法与TBM开挖深部洞室诱发围岩应变能释放规律

摘要:在深部岩体开挖过程中,围岩应变能的释放是导致岩体破坏的诱因之一,而不同开挖方式下应变能的释放规律存在较大差异。通过理论分析,探讨钻爆法和TBM开挖下能量的转化和分配机制,并对锦屏二级水电站深埋隧洞TBM和钻爆开挖导致的围岩振动进行现场监测与对比分析,讨论不同开挖方式下应变能释放的过程及特性。研究表明,高地应力下,爆破开挖过程中岩体所储存的应变能伴随爆破破岩过程高速释放,且应变能诱发的振动能与爆炸能诱发的振动能大致相当。另外,MS1段释放的岩体应变能约为整个开挖过程应变能释放量的50%;而TBM开挖下,开挖岩体内应变能以准静态的方式缓慢释放,几乎全部转化为岩体势能,不会引起围岩动力响应。相同条件下,钻爆开挖所引起围岩释放的应变能的大小和速率均较TBM开挖大,导致相同条件下钻爆开挖的隧洞高等级岩爆发生的频次较多,而TBM开挖条件下以片帮、剥落为代表的破坏现象较为显著。
1786-1795

基于断层带瓦斯突出的巷道冲击波对围岩的三维动力效应

摘要:为了探索断层带瓦斯突出对巷道围岩的三维动力效应问题,基于峰值超压和速度方程等波动基本理论,结合大平煤矿10·20瓦斯突出事故,应用LS-DYNA与LS-Pre Post有限元软件,对冲击波传播特征以及巷道围岩的破坏规律进行数值模拟。研究结果表明:(1)沿巷道轴向,在扇形冲击波前锋与巷道顶板交界部位,岩体冲击质点的动力响应最为明显,速度峰值可达到78.015 cm/s,构成巷道围岩最大破坏区;最大破坏区前方为冲击波作用的盲区,岩体动力响应比较弱,本案例盲区长度约为2.1 m;最大破坏区后方为冲击波作用的衰减区。衰减区内围岩仍有侵蚀现象,本案例侵蚀区极限长达280 m。(2)在巷道横向剖面上,冲击波对巷道侧壁的侵蚀相对较轻。距离掌子面120 m范围内,顶板节点的速度和位移峰值均比侧壁节点的相应值高2~4倍;而120 m以外,顶板和侧壁的速度与位移值逐渐趋于相同。(3)当岩体较为软弱时,其冲击质点振幅较大。当岩体弹性模量减小到0.05 GPa时,振幅已增加到64.776 mm,巷道破坏效应也相应增大。而硬岩中的冲击波衰减较慢,容易诱发地(矿)震。
1796-1804

长壁采场动、静支承压力演化规律及应用研究

摘要:采场支承压力分布特征是煤矿支护设计、冲击地压防治的重要依据。在列举采场矿压显现异常案例的基础上,基于采场应力演化及顶板岩层运动的观测结果,提出长壁采场动、静支承压力的观点,阐述该观点的工程意义,并根据形成特征建立相应的计算模型。研究结果表明,长壁采场存在动态和静态2个支承压力,动态支承压力形成和演化是采场顶板破裂带岩层运动的结果,以煤体屈服为主要特征,静态支承压力是破裂带上方岩层载荷转移的结果,以关键层载荷转移为主要特征,两者在形成根源、形成特征、形成时间、可监测性、影响距离等方面存在不同。最后,展望了长壁采场动、静支承压力学术观点在采矿工程设计及冲击地压防治等方面的应用前景。研究为解释采场矿压显现异常和解决该领域的工程问题提供理论依据。
1815-1827

岩体软弱夹层的弹性模量动力测试方法

摘要:针对岩体软弱夹层的力学参数具有渐变性,假设软弱夹层的损伤度按照二次曲线规律变化,建立应力波在一维含软弱夹层岩体中的传播模型,研究应力波的波形变化规律,提出软弱夹层弹性模量的动力测试方法。现场试验研究表明:当采用波形变化系数量化入射侧的计算波形和实测波形差异时,随着软弱夹层峰值损伤度增加,波形变化系数先减小后再增加,波形变化系数为最小值时,入射侧的计算波形和实测波形非常接近;随着子波主频增加,软弱夹层的动态弹性模量近似成线性增加,通过线性拟合求得软弱夹层的静态峰值弹性模量为0.74 GPa;基于变形相等原则计算得本次试验的软弱夹层的等效动态弹性模量为4.24 GPa,采用波速法测试得夹层动态弹性模量为4.70 GPa,波速法测试结果与等效动态弹性模量相近,表明该方法测试结果合理。
1828-1835

高应力软岩巷道支护失效机制及控制研究

摘要:为明确高应力软岩巷道支护失效机制,并验证新型支护形式的有效性,以赵楼煤矿1 000 m深井为工程背景,在现场监测围岩变形破坏及支护失效规律的基础上,通过对FLAC3D中beam单元的修正处理,实现拱架支护体系的精细化模拟,讨论支护强度等级(拱架形式)、地应力等级、围岩强度等级3个因素对巷道围岩变形量、塑性区范围、支护构件受力状态等的影响规律;在此基础上,分析高应力软岩巷道支护失效机制。对于高应力软岩巷道,锚网喷支护具有明显的局限性;而具有一定刚度和强度的拱架是一种行之有效的围岩控制途径。采用方形钢管约束混凝土拱架支护体系进行现场试验表明,新型高强拱架支护方式使得巷道围岩稳定性得到有效控制。
1836-1848

圆形巷道围岩变形破坏的连续–离散耦合分析

1849-1858

金属矿山地下开采引起岩体变形规律浅析

摘要:地下金属矿山开采往往会引起周围岩体的不连续变形,地表变形监测与深部岩体变形监测是了解岩体变形的最直接、最有效的方法,也能为评价地表构筑物安全性提供依据。以金山店铁矿东区为例,依据近6 a的监测数据,对矿体周围岩体变形规律进行分析,并阐述岩体变形程度与趋势。结果表明:在地下开采影响下,金山店铁矿东区采空区上方岩体发生冒落式塌陷;塌陷坑周边岩体在卸荷作用和采矿作用共同影响下发生拉裂、滑移;距离采空区较远的区域,地表呈现连续变形特征。根据不同的变形特征可以将岩体分为垂直冒落区、拉伸滑移区、变形移动区、微变区和未扰动区5个区域。其中,垂直冒落区和拉伸滑移区为不连续变形区,微变区和未扰动区为连续变形区,变形移动区为变形过渡区,位于不同区域的构筑物存在不同程度的破坏。在采矿作用下,变形移动区会逐渐向拉伸滑移区转变,从而使地表变形程度和范围逐步扩大。
1859-1868

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站关键工况控制措施研究

摘要:北京地铁14号线将台站基于大直径单洞双线盾构隧道采用PBA工法扩挖形成。以地铁将台站作为工程背景,根据实际施工工序,分析了PBA工法扩挖大直径盾构隧道建造地铁车站的关键工况。利用"地层–结构"相互作用有限元法,研究盾构隧道两侧中洞非对称开挖和两侧K管片非对称拆除的关键工况施工力学机制。计算结果表明:由于两侧中洞的非对称开挖扣拱及两侧K管片的非对称拆除,导致中洞初期支护、管片以及中隔墙的应力分布呈现非对称状态;管片环的最大主应力由压应力变为拉应力;中洞拱部初期支护最大主应力出现在一侧的K管片拆除后;在中洞开挖阶段,中隔墙最大主应力出现在一侧中洞开挖后;在K管片拆除阶段,当一侧的K管片拆除后,中隔墙承受偏压,两侧的K管片均拆除后,中隔墙的偏压现象消失,此时中隔墙主应力最大。表明在两侧中洞非对称开挖和两侧K管片非对称拆除工况下,中隔墙承受明显的偏压。根据数值模拟结果和管片拆除试验段的中隔墙应变监测结果,针对中洞支护参数、中洞开挖方法、K管片拆除方法等设计方案进行了优化,以确保车站扩挖施工安全和车站结构安全。
1869-1876

水泥砂浆体中三向压力传感器的测量特性

摘要:确定三向压力传感器实测应力与其周围待测介质初始应力的关系是实现其应力测量的必要条件。为了解三向压力传感器在实际应用中的测量特性,利用RMT岩石力学试验系统对自行研发的三向压力传感器进行标定,研究各个传感面的重复性和线性度,得到各个传感面的标定系数。以水泥砂浆为材料,浇筑制成嵌入三向压力传感器的立方体试样(边长600 mm),并利用自行研制的真三轴试验加载装置,研究重复荷载作用下水泥砂浆体中三向压力传感器实测应力随外部加载应力状态的变化规律。水泥砂浆体的孔隙结构使得三向压力传感器的实测应力存在滞后现象,但在重复荷载作用下,水泥砂浆体中的孔隙结构逐渐被压密,三向压力传感器的实测应力曲线逐渐趋于稳定。静水应力状态加载条件下,三向压力传感器的实测应力与其对应面的加载应力呈线性相关关系;非静水应力条件下,三向压力传感器的实测应力不仅与其对应面的加载应力呈线性相关关系,而且与其对应面的加载应力与其他2个面的加载应力之差也成线性相关关系。在此基础上,提出用于描述介质初始应力状态对三向压力传感器实测应力影响规律的数学关系。
1877-1885

基于有效孔隙比的黏性土渗透系数经验公式研究

摘要:粗粒土的渗透系数可由与渗透性能相关且较易量测的常规参数估算,研究黏性土的类似经验公式具有重要的理论意义。首先考虑结合水膜对黏性土渗透特性的影响,定义黏性土的无效孔隙比和有效孔隙比的概念,利用黏性土的稠度界限指标液限、渗流的起始水力坡降和双电层参数3种方法,推导无效孔隙比和有效孔隙比的计算公式,然后对常用的粗粒土渗透系数经验公式进行修正,得出适用于黏性土的渗透系数经验公式。最后选取泾阳黄土、南海软黏土和科威特盐渍土的相关物理参数,分别代入粗粒土和黏性土的渗透系数经验公式中,得到渗透系数的计算值,将其与室内试验的实测值进行对比,验证黏性土渗透系数经验公式的合理性。在比较分析渗透系数经验公式及3种有效孔隙比计算方法的优缺点后,推荐采用稠度指标法修正的柯森–卡门和斯托克斯经验公式作为黏性土渗透系数的计算公式。
1909-1917

考虑土拱效应的挡土墙空间土压力研究

摘要:土拱效应是影响挡土墙土压力分布的一个重要因素,但目前关于空间条件下考虑土拱效应的挡土墙土压力研究还很少。通过将土拱效应原理引入顾慰慈建立的空间土压力计算模型,建立考虑土拱效应的空间土压力计算模型,并将该模型划分为I,II,III,IV四个区域,通过在各个区域内取水平微分单元体,建立各微分单元体的水平和竖向静力平衡方程,推导出各区域相应的挡土墙空间主动土压力计算公式,该公式可以计算出墙背任意位置的主动土压力;并提出空间土压力合力及其合力作用点的计算方法。通过算例计算可以直观看出挡土墙后主动土压力的空间分布,由此可得出,当空间效应存在时,考虑土拱效应的挡土墙主动土压力沿墙长的分布与平面应变条件时有很大的不同,此时挡土墙两端附近区域的主动土压力远小于平面应变条件下计算出的主动土压力;考虑空间效应的挡土墙主动土压力合力作用点要比平面应变条件下的位置高,挡土墙长高比B/H越小,空间效应对主动土压力沿墙长的分布和主动土压力合力作用点位置的影响越大。
1918-1927