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岩土力学 2009年第06期杂志 文档列表

岩土力学杂志基础理论和实验研究

动扭剪试验中砂土液化后流动特性分析1537-1541

摘要：土体在初始液化后仍然可能承受动荷载作用发生大变形。引入流体力学中的剪应变率和表观黏度的概念，对振动扭剪试验中饱和砂土液化后的流动特性进行了分析。分析中将砂土的状态分为0有效应力状态和非0有效应力状态。结果表明，砂土在0有效应力状态下表现出与静扭剪试验类似的“剪切稀化”非牛顿流体的特征，表观黏度随着剪应变率的增大而减小。加载周数对“剪切稀化”状态下的剪应变率幅值有影响，随着加载周数的增加，剪应变率幅值逐渐增大，而对流动曲线的形状没有影响。在非0有效应力状态下，砂土的表观黏度随应变的增大而增大，随孔压比的减小而增大，且所有的试验得到的表观黏度与孔压比具有一致关系。

循环荷载下饱和软黏土的累积塑性应变试验研究1542-1548

摘要：通过以交通荷载为背景的饱和重塑软黏土室内不排水动三轴试验，研究了循环荷载作用下饱和重塑软黏土的累积塑性应变发展形态，可分为3种类型：稳定型、破坏型和临界型。根据稳定型累积塑性应变发展曲线特点，提出了饱和软黏土的稳定累积塑性应变方程，并通过试验结果分析了该方程中各拟合参数与动应力幅值、固结围压和静偏应力的变化规律，同时提出了求解无静偏应力条件下软黏土临界动应力的解析方法。通过动三轴试验结果，提出了含动应力幅值、固结围压、静偏应力和循环周次等影响因素的累积塑性应变拟合模型。

颗粒流强度折减法和重力增加法的边坡安全系数研究1549-1554

摘要：将强度折减法和重力增加法的思路引入离散单元法，对土坡安全系数的评价作尝试性研究。运用颗粒流软件，采用强度折减法和重力增加法对边坡进行稳定分析。结果表明颗粒流计算得到的结果与有限元和条分法计算结果比较接近，为计算边坡稳定开辟了一条新的途径。采用颗粒流求解边坡的安全系数不需要条分，也即不需要对条间力做假定，同时不需要假定滑移面的位置和形状，颗粒根据所受到的接触力调整其位置，最终从抗剪强度最弱面发生剪切破坏。最后对强度折减法的不等比例折减提出了不同观点，为今后的研究提供思路。

基于Levy—Mises本构关系及D—P屈服准则的轴对称圆巷理想弹塑性解1555-1562

摘要：如何判断巷道开挖后在无支护反力条件下的围岩弹塑性变形及围岩应力重新分布的力学行为一直是人们研究的重点问题。卡斯特纳方程（Kasmer equation）的求解存在以下不足和缺陷：（1）对支护反力的力学处理存在缺陷，不具有工程实际意义；（2）塑性区应力求解，没有使用到假设的理想弹塑性材料的塑性本构关系；（3）塑性区应力求解，没有考虑沿巷道轴向方向的应力的影响。基于增量型本构关系即Levy-Mises关系及D-P屈服准则，对轴对称圆巷进行了理想弹塑性条件的求解。公式计算结果与卡斯特纳方程计算结果和数值模拟计算结果分别进行了对比分析。由于该求解弥补了卡斯特纳方程求解中忽略的3个问题，因此，其结果更具有理论意义和实践价值。

H-V加筋黏性土的强度与变形特性1563-1568

摘要：在提出非满布的H—V（水平-竖向）加筋的基础上，设计了非满布多层H-V加筋黏土的试验方案，以镀锌铁皮和有机玻璃为加筋材料进行了44组固结不排水三轴剪切试验。通过不同竖筋布置的加筋黏土三轴试验研究了加筋黏性土的应力．应变关系、强度特性及破坏形态，探讨了不同加筋高度、不同围压及不同筋材对加筋黏土强度的影响。试验结果表明：相对于无筋土及传统的水平加筋土而言，其峰值偏应力和抗剪强度均有大幅度提高。

关于渗流的力及其应用1569-1574

摘要：饱和渗流是岩土体失稳的重要因素。叙述了渗流产生的消极破坏力“浮力”和积极破坏力“渗透力”。较详细地讨论了渗流各力之间的相互转换关系及其在管涌滑坡问题中的正确应用；并特别推荐引用渗透力计算滑坡问题具有简便、精确的优点。并指出了在计算中和设计规范中引用渗流力方面的误解。

隧道锚围岩拉拔模型试验研究及数值模拟1575-1582

摘要：采用现场模型试验同FLAC3D数值试验相结合进行对比研究。介绍了坝陵河大桥西锚碇1：20、1：30现场模型试验，研究发现锚碇横截面位移呈马鞍型，向两端逐渐收敛，轴线方向呈梯形分布，围岩残余变形率呈V形分布，相同应力水平下，大尺寸模型的监测位移较大。数值试验发现，应力分布具有明显的分段特征，沿锚体呈不对称分布，可能的破坏方式是锚体带动周边一定范围岩体发生塞体状的整体拉剪复合破坏。设计和施工过程中应对显著变形区及破损区内的岩体进行重点加固。

土体受冲击时Rayleigh波作用机制探讨1583-1589

摘要：土体受冲击作用（或称强夯）时Rayleigh波（简称R波）的产生与传播对土体起着不可忽视的作用，重点研究了R波在强夯加固地基中的作用，并结合土体的振动特性，对R波的传播特点、影响深度、引起的变形和体积变化规律进行了讨论。结果表明，R波为强夯法的有效加固波形，其影响深度约为一个波长左右，且对锤底土能起到加密作用，对夯坑以外的土表面在R波的传播过程中有变松作用。结合工程实例给出了成层地基土中R波弥散曲线的求解方法和科学估算强夯影响深度的方法。突破了一直沿用至今的Menard估算加固深度公式的局限。由此可得出，R波在强夯加固地基中有较大的贡献，并非是单纯的有害波的结论。

固结比对石灰土动力特性的影响试验研究1590-1594

摘要：以石灰改性膨胀土为研究对象，结合铁路路基实际的非等向固结状态，考虑了不同固结比或偏应力对石灰改性膨胀土动力特性的影响。通过循环振动三轴试验，对掺灰比为3％石灰改性膨胀土，在选定的6组固结比下表现出的动力特性进行了研究，得出了固结比或偏应力的变化对其产生的影响。在研究的固结比范围内，随着固结比和偏应力的增大，石灰土的动弹模量显著地增大；阻尼比则相应地表现出减小的趋势，但所受影响程度较之动弹模量略小。

极细颗粒黏土渗流离子效应的试验研究1595-1598

摘要：采用常规固结仪对孔隙液离子浓度对极细颗粒黏土渗流固结特性的影响进行试验研究，在相同试验条件下进行了4组孔隙液含NaCl浓度不同的膨润土试样固结性质的测试，得到了各试样的固结曲线，求得相应的固结系数，再由固结系数求得相应的渗透系数。通过对各组试样的渗透系数对比分析，结果表明，孔隙液离子浓度对土体的渗流性质有重要影响，土体的渗透系数随孔隙液离子浓度的增加而增大，存在明显的离子效应。试验结果分析认为，黏土颗粒表面的扩散双电层厚度随离子浓度变化而变化，可能是产生离子效应的主要原因。试验结果有助于分析土体渗流离子效应的起因，对改进和完善现有渗流固结计算理论有一定指导意义。

复合土工膜蠕变性能的试验研究1599-1603

摘要：为了了解复合土工膜在长期荷载作用下的蠕变性能，对两布一膜土工合成材料的蠕变问题进行了4级荷载下的蠕变试验研究，通过理论分析建立了两布一膜土工合成材料蠕变方程。结果表明：两布一膜的蠕变特性与承受的荷载有关，当荷载越大，蠕变应变越大；在恒载长期拉伸作用下，两布一膜表现出很强的横向收缩特性，并且颈缩量的大小与荷载成正比；低于60％极限荷载作用，材料强度仍然保持在70％左右，可视为可靠而不影响工程的稳定性。

砂土管涌机理的细观试验研究1604-1610

摘要：利用显微摄像可视化跟踪技术、数字信息计算机实时处理技术，结合数字图像识别分析手段，对砂土管涌的整个过程进行跟踪记录，从细观角度揭示渗流过程中系统几何特性和水力特性的复杂变化。得到水头，水力梯度，颗粒位移场和孔隙率等量的动态变化过程，并对整个渗流过程中加压速率对管涌发展的影响，颗粒的运动特点，颗粒流失的分布特点以及渗漏通道的贯穿进行分析，揭示水土相互作用贯穿于管涌发展的全过程。

岩石低周疲劳损伤模型与损伤变量表达方法1611-1614

摘要：在岩石（体）工程领域，周期荷载作用下岩石的疲劳破坏特性与岩体的长期稳定性密切相关。针对目前对混凝土疲劳损伤研究较多，但对岩石疲劳损伤研究相对较少这一现状，运用损伤力学方法对以累积塑性应变表达的损伤变量进行了分析，指出了目前常用的以累积塑性应变表达的损伤变量表达式存在的理论上的缺点，建立了一种新的岩石疲劳损伤变量表达方法。为研究岩石在疲劳荷载作用下力学性能不断劣化的过程，从连续介质损伤力学的基本理论出发，分析岩石在疲劳荷载下的损伤发展和变形规律，并考虑岩石材料的硬化特性，推导了低周疲劳损伤演化方程，经低周疲劳试验数据分析，所建模型可以较好地反映岩石的疲劳损伤演化规律，可用于岩石在低周疲劳荷载作用下的有限元分析。

扩体型锚杆的研制及其抗拔试验研究1615-1619

摘要：在研制锚杆机械扩孔器的基础上，进行了扩体型锚杆的工艺试验和抗拔试验研究。试验结果表明，所研制的锚杆机械扩孔器对地层具有良好的适应性；扩体型锚杆较普通锚杆的承载力平均提高20％～30％，最大为66％；扩体型锚杆的轴向应变陡降现象明显，具有显著的端承效应。

复杂应力条件下饱和砂土排水剪切强度的试验研究1620-1626

摘要：针对相对密度为30％的福建标准砂，利用土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪，在不同初始固结条件下控制试验过程的平均主应力保持不变，改变中主应力系数和主应力方向，进行了应力控制式单调排水剪切试验，着重探讨中主应力系数和主应力方向对砂土剪切强度的耦合影响。试验结果表明：在相同的试验条件下，中主应力系数对饱和标准砂的应力-应变关系具有影响，但对体变特性的影响并不明显。上述现象同初始固结应力比的大小无关。平均主应力一定，广义剪应力随中主应力系数增大而降低的趋势同时依赖于主应力方向的作用。中主应力系数对内摩擦角的放大效应同样受到主应力方向的影响。基于广义双剪应力准则，引入考虑主应力方向影响程度的权重系数，结合试验结果给出了考虑中主应力系数和主应力方向耦合影响的强度指标表达式。

非线性广义文克尔模型探讨1627-1630

摘要：文克尔地基模型的最大缺陷是没有考虑地基土的非线性和连续性。利夫金模型虽然对其连续性进行了改进，但过分考虑了基础形状对基床系数的影响，还导致了在矩形基础长短边方向上基床系数的极不对称。为此提出非线性广义文克尔模型，对文克尔模型特征函数重新进行了定义，修正了利夫金模型的缺点，在合理考虑基础形状和尺寸对地基刚度影响的同时，还能分别模拟几种典型情况的反力分布形式。非线性广义文克尔模型还通过分段线性逼近实际p—s曲线的方法，考虑了地基土的非线性。算例分析表明，非线性广义文克尔模型具有一定的合理性和实用性。

各向异性初始应力状态下圆柱孔扩张理论弹塑性分析1631-1634

摘要：传统的圆柱孔扩张理论假定初始应力为各向同性的。在城市地下管道的铺设、隧道工程等的水平掘进施工过程中，圆柱孔受到的初始竖向应力不等于初始水平应力，并不满足各向同性初始应力条件。考虑土体的各向异性初始应力条件，假定土体满足Mohr-Coulomb屈服准则，推导了各向异性初始应力状态下的圆柱孔扩张问题弹塑性解答。算例计算结果表明：土性参数一定时，在相同内压力作用下，各向异性初始应力状态下的圆柱孔扩张形成的塑性区半径大于各向同性初始应力状态下的圆柱孔扩张的塑性区半径，但前者的极限扩孔压力小于后者。

岩石疲劳损伤模型的参数估计方法研究1635-1638

摘要：岩石是一种非均质的复杂地质材料，其疲劳损伤演化具有明显的3阶段发展规律。倒S型非线性疲劳累积损伤模型可以很好地描述这一规律。应用倒S型模型开展损伤计算和疲劳寿命分析的先决条件是确定出不同应力水平下的模型参数，而运用Levenberg—Marquardt法进行倒S型曲线拟合的结果表明，不用任何优化方法而随意选取参数初始值时迭代收敛到最优解的概率很低。因此，提出运用有限组合法估算初始值，即在参数可行域中均匀布点，以这些点为起始点分别实施一次Levenberg-Marquardt优化计算，取残差平方和最小的一组参数作为第2次Levenberg-Marquardt拟合计算的初始值。试验结果表明，以有限组合法估算参数初始值，Levenberg—Marquardt迭代计算总能收敛到最优解。