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岩土力学 2007年第08期杂志 文档列表

结构性土的微观破损机理研究1525-1532

摘要：在前人研究的基础上,针对凸多面体相互接触的性质,推导了三维状态下的微观接触力和宏观应力的关系,并应用于结构性土的研究中.对结构性土,采用以土颗粒之间的胶结和组构为基本研究对象的研究方法,在二元介质理论框架内推导出结构性土破损规律及迭代公式,提出3种破损方式（剪碎、压碎、混合型）,同时推导了宏观的柔度张量;对各向同性的结构性土,在球应力加载条件下的破损规律以及变形规律进行了研究,得到了解析解,简单分析的结果与实际相符.

原状冻土非线性断裂韧度测试与修正1533-1538

摘要：在以往原状冻土现场试验方法的基础上,针对原状冻土的非线性断裂力学特性进行了Ⅰ型和Ⅱ型断裂力学试验.在不同深度的冻胀量、冻深与时间变化规律下严格控制试样制作及试验时的温度,利用动态数据采集系统测出试样加力点处位移与力的关系曲线,并计算出相应的非线性参数.提出了利用非线性修正因子计算原状冻土断裂韧度的方法,并算出Ⅰ型、Ⅱ型直裂纹加卸载试样的非线性断裂韧度,将其与岩石断裂力学中的塑性修正因子方法的计算结果进行了对比,二者基本一致,说明该方法可以用来计算、修正原状冻土非线性断裂韧度,从而为冻土非线性理论的研究拓宽了思路.

孔压静力触探用于含浅层生物气砂土工程特性的试验研究1539-1543

摘要：含浅层生物气的砂土是一类特殊的非饱和土,由于此类砂土中含有封闭的生物气,生物气的存在对砂土的工程性质影响较大,使其有着有别于一般饱和砂性土的特殊工程特性.采用孔压静力触探仪,对砂土是否含有生物气进行了初步判别,然后对生物气释放前后砂土的承裁性能进行了现场和室内试验对比研究,认为在含气砂土不发生渗透破坏的情况下生物气的缓慢释放会提高砂土的承载力,对砂土上部建筑物的稳定是有利的.

加锚节理岩体的复合单元法研究1544-1550

摘要：加锚节理岩体有着复杂的细部结构和力学行为,常规的数值模型很难满足模拟这种力学行为的要求.进一步发展了笔者建立的加锚岩体的复合单元法,提出加锚节理岩体的复合单元法研究.在不考虑锚杆、节理等细部结构的情况下划分网格,分别定义了加锚岩体复合单元、不连续岩体复合单元和加锚节理岩体复合单元,并建立了其数值模型.同时,在复合单元中还定义了不同材料介质的子单元用来模拟加锚节理岩体内复杂的细部构造.对加锚节理复合单元法进行了理论推导和算例研究,通过与常规有限单元法计算结果的比较,表明了加锚节理岩体复合单元法的合理性,同时也突出体现了其前处理简便的优势.

饱和击实黄土的动力特性研究1551-1556

摘要：通过进行不同固结条件下饱和击实黄土的动三轴试验,研究了饱和击实黄土的动模量、阻尼比、动强度、动孔压及抗液化特性.研究结果表明：饱和击实黄土的动应力-应变关系符合双曲线模型,模型中参数起始动剪切模量和最大动应力与轴向固结应力间均有良好的幂函数关系,且可以对不同固结应力状态归一,固结围压和固结比对阻尼比的影响较小.动剪应力比随固结围压的增大而减小,随固结比的增大而增大.固结围压、固结比以及动应力皆对动孔压比（u/σm）与振次比关系有显著的影响,而动孔压与破坏时动孔压之比与振次比关系只受固结围压变化的影响,基本上不受固结比和动应力变化的影响,可以用幂函数关系来模拟;在均压固结条件下,当破坏振次小于等于30时,饱和击实黄土不会产生液化,而当破坏振次较大（动应力较小）时可以产生液化;在偏压固结条件下不会产生液化.

地震荷载作用下顺层岩体边坡变形特征分析1557-1564

摘要：应用二维离散元程序UDEC计算了地震荷载作用下边坡的位移,并将计算结果与Newmark法计算结果及震后现场实测值进行了对比.结果表明,Newmark法计算得到的位移值较实测值偏小,离散元计算得到的位移结果较Newmark法更接近于实测值.在此基础上,初步分析了地震荷载作用下坡高、坡角、岩层倾角等因素对顺层岩体边坡位移的影响规律.由分析结果可知,地震荷载下顺层岩体边坡的位移并不随坡高增加而单调增大,在坡高约100 m时位移达到最大值,坡高超高100 m位移反而有所降低;当坡高超高200 m后,位移随坡高的变化幅度不大,顺层岩体边坡的位移随坡角增加而单调增大.随岩层倾角增加边坡位移明显增大;当岩层倾角大于层面内摩擦角时,随着岩层倾角的增大,边坡变形增长幅度明显增大.

锦屏一级左岸导流洞出口边坡开挖支护有限元模拟1565-1570

摘要：锦屏一级水电站左岸导流洞出口边坡岸坡陡峻,层间挤压破碎带、顺坡卸荷裂隙及深部裂缝发育.边坡开挖将切除部分维持边坡稳定的坡脚岩体,从而对工程边坡及上部变形拉裂岩体的稳定性产生不利影响.基于锚固岩体弹塑性等效本构关系,采用弹塑性有限元法对边坡开挖、加固及地震作用进行了数值模拟,分析了开挖边坡的稳定性,并对初拟的＂先锚后挖、边挖边锚＂的施工程序的合理性进行了评价,提出了若干对工程建设具有一定指导意义的建议.

基于剪切梁层间失效模型的断层冲击地压分析1571-1576

摘要：将剪切梁层间失效模型用于分析断层冲击地压的发生,在不考虑断层的弹性时对断层冲击地压进行了解析分析,得到了剪切梁的位移和应力分布规律和断层冲击地压发生时撕开裂纹长度和临界载荷.分析了撕开裂纹长度和临界载荷与各种力学参数之间的关系.研究结果表明：当采深越大,剪切梁的剪切弹性模量越小,剪切梁厚度越厚,断层带剪切软化模量越大;断层带厚度、滑动摩擦系数、剪应力峰值强度越小时,断层冲击地压容易发生.采深、剪切梁的剪切弹性模量、断层带剪切软化模量、剪应力峰值强度、断层带厚度这些参数对断层冲击地压的发生影响较大.其结果为预测、防治断层冲击地压提供了理论依据.

急斜特厚煤层开采地表沉陷特征立体实验研究1577-1580

摘要：借助急斜煤层大型立体模拟试验架,对急斜煤层水平分段放顶煤开采地表变形破坏特征进行了开采的立体模拟试验研究.研究发现,急斜煤层开采后形成的沉陷不同于缓斜煤层,其沉陷最初由在地表生成的孔洞发展为孔洞间的贯通,形成塌陷坑.塌陷坑靠顶板侧岩体的垮落程度明显大于靠底板侧岩体的垮落程度,而且沉陷随着分段工作面的向下延伸表现为反复多次沉陷,塌陷坑内垮落体表现为由底板侧朝顶板侧的台阶式下降分布,最终形成深槽型塌陷坑.

关于土层相关距离计算方法的研究1581-1586

摘要：根据随机场理论,对求解土层相关距离的递推空间法和相关函数法进行比较和探讨,指出两种方法所求得的相关距离值存在偏差的原因,并从理论上证明当样本容量足够大时两种方法的计算结果可以得到统一.对相关函数法作出改进,使其更易于曲线的拟合和参数的确定,最后采用实际工程的勘察测试资料进行了分析计算,验证了由计算公式推导所得的结论在实际工程中也是成立的.

土压平衡盾构施工的顶进推力模型试验研究1587-1594

摘要：在盾构的掘削过程中,千斤顶顶进推力是一个重要的施工参数,它不仅决定着施工速度,而且还影响着刀盘的切削扭矩、转动速度等其他参量.但是,目前对千斤顶顶进推力的变化规律,尤其是土体与盾壳之间摩擦阻力的研究还不够深入.以上海地区粉砂地层为参照原型,借助于模型试验方法,通过对盾构机工作参数和地层特性参数进行不同的组合试验,研究了土压平衡盾构推进过程中顶进推力变化的规律,以及土体与盾壳之间摩擦作用的机理及其影响因素.在此基础上推导了盾构千斤顶顶进推力的计算公式.

弹性波在流体与饱和孔隙固体界面上的反射1595-1599

摘要：针对流体与孔隙介质边界可能出现闭孔边界的情况,研究了从理想流体入射到黏滞流体饱和孔隙介质的弹性波反射问题,计算考察了采用顾及喷射流动动力学机制的BISQ模型下介质参数对反射系数的影响,并与开孔边界的情况和采用Biot模型的结果进行了对比.结果表明边界状况对采用BISQ模型的反射系数影响更明显.

加劲水泥土地下连续墙中水泥土强度分析1600-1604

摘要：对加劲水泥土地下连续墙的工作机理进行了分析,指出在加劲水泥土地下连续墙设计中水泥土必须具有足够的强度.型钢间的水泥土不仅需要满足抗剪强度的要求,还应满足水平方向斜截面强度的要求.水泥土对墙身竖向抗弯刚度的贡献虽然可忽略,但应有足够的抗压强度以保证其止水性,同时水泥土还应对型钢具有足够的侧向约束并保持完整性以维持型钢的整体稳定性.

液压挖掘机振动掘削减阻机理研究1605-1608

摘要：铲刃以振动的方式作用于土壤,可以有效地降低液压挖掘机挖掘作业时的阻力.从理论上研究了振动掘削岩土的减阻机理,土壤剪切试验结果表明,振动载荷能够使土壤的内摩擦角变小、抗剪强度下降、最大主应力值减小,从而导致挖掘阻力降低;对土壤在静态载荷和振动载荷作用下的失效过程进行了对比仿真实验研究,可知土壤在振动加载的条件下强度显著下降,并提前于相同条件的静态加载而破坏,同时跟踪X方向的载荷发现,振动掘削最大掘削阻力可降低50%.

粗粒土料湿化变形三轴试验研究1609-1614

摘要：在土石坝工程中,粗粒土料湿化变形是重要的但尚未很好解决的问题之一.利用改进的仪器,对某坝的粗粒土料进行了不同围压和湿化应力水平下保持应力水平不变的三轴湿化变形试验,研究了湿化变形量及湿化前后的应力-应变体变关系.试验结果表明,粗粒土料湿化变形随固结压力和湿化应力水平而变;随着湿化应力水平的增加湿化体变-轴变比逐渐减小;湿化后土体再加载时表现出先弹性后弹塑性的性状;与双线法相比,单线法得到的湿化变形更合理.同时根据试验结果,建议了计算湿化变形的改进的双线法,提出了最大湿化应力水平的概念,并利用该概念对试验结果进行了剖析,这些结论对湿化变形的进一步研究具有一定的参考价值.

岩石时效损伤模型及其在工程爆破中应用1615-1620

摘要：为了实现爆破智能化,降低爆破带来的负面影响,通过数值模拟预估出岩体中爆破诱发损伤的大小以及分布范围在工程上具有重要意义,其中科学合理的爆破损伤模型是关键.基于岩石介质是连续的、各向同性的、且存在初始裂纹的假设,把考虑时效的岩石拉裂损伤演化方程和双线形弹塑性本构结合起来,通过用户自定义简明地嵌入到大型LS-DYNA软件中,并引入了该软件中的侵蚀算法,对半无限岩体中临空面附近爆破漏斗问题进行了重点数值模拟,计算结果比较接近实际.本文方法在工程中将具有一定的参考价值.

溶洞顶板极限承载力研究1621-1625

摘要：针对国标〈工程岩体分级标准〉中Ⅲ、Ⅳ类岩体条件,采用显式有限差分法,对岩溶地区扩大基础下椭球状溶洞顶板稳定性进行了分析.通过对溶洞顶板的应力和位移变化规律及塑性区演化规律研究,得出在两种岩体条件下不同溶洞跨度和顶板厚度时溶洞顶板的极限承载力,绘出了溶洞跨度、顶板厚度对极限承载力的联合影响曲面.溶洞顶板的极限承载力随溶洞跨度的增大而减小,随溶洞顶板厚度的增大而增大.在其他条件相同时,Ⅳ类岩体的溶洞顶板极限承载力仅为Ⅲ类岩体的1/3左右.

岩体初始地应力场分析方法研究1626-1630

摘要：初始地应力场是影响岩土工程稳定性的重要因素之一,如何合理地模拟初始地应力场一直是岩体力学中的重要研究课题.以国内某大型水利水电工程构筑区域实测空间地应力资料为基础,以边界位移为控制对象,采用有限元（无界元）方法对工程区大范围内的岩体初始地应力场进行了分析和研究.尝试在实际边界上满足无穷远处位移为0的模型边界上引入了无界单元,实测点上的应力拟合结果有较明显的改善,这表明所采用的方法是切实可行和有效的.