不同应变率下砂岩动态强度准则的试验研究
摘要：分别利用RMT-150C和多功能分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统对砂岩进行了不同应变率下的单轴压缩、三轴压缩和拉伸试验。结果表明，在围压为0或围压-定的情况下，应变率低于10^2s^-1。时，抗压强度的增加与应变率的量级呈正比；在应变率高于10^2s^-1时，岩石的抗压强度增加趋势与应变率的l／3次方呈正比。拉伸强度也存在类似规律。针对10^1～10^2s^-1应变率范围内缺少岩石动态强度准则这-现状，根据上述试验规律，结合Mhr-Coulomb准则、Hock-Brown准则和Gfiffith准则的原理，给出了不同应变率范围内动态Mohr-coulomb准则和动态Hock-Brown准则的具体表达形式。研究结果表明，在低应变率情况下，动态Mohr-Coulomb准则和动态Hock-Brown准则均适用，但Griffith准则判别结果误差很大。在高应变率情况下，动态Mohr-coulomb准则比较适用，Griffith准则仅适用于评估高应变率单轴抗压强度和抗拉强度之间的关系。天津滨海新区吹填软土固化试验研究
摘要：天津滨海新区有大面积吹填软土，难以直接满足工程建设的要求，需进行固化处理。现采用主剂水泥和外加剂石膏、NaOH、NazC03和FeCl3，通过组合配比对天津滨海新区不同含水率的吹填软土分别进行室内固化试验，以无侧限抗压强度为指标，经有效地筛选和对比分析，确定了适用于不同工程性质的两种固化剂组合配比，并对固化土的微结构特征进行了分析研究。试验研究表明，水泥加适量的外加剂加固天津滨海新区吹填软土效果明显好于纯水泥土。微观结构分析表明，与同一龄期下水泥土相比，固化土生成的水化物更多，孔隙含量更少，表现出更稳定的微结构特性，也从机制上解释了该现象。基于P-CCNBD试样的岩石动态断裂韧度测试方法
摘要：预裂的人字形切槽巴西圆盘（Pre-cracked chevron notched Braziliandisc，简称P-CCNBD）是将人字形切槽巴西圆盘（cracked chevron notched Brazilian disc，简称CCNBD）的切槽尖端再稍加切削制成直裂纹前沿的试样。利用霍普金森压杆对P—CCNBD砂岩试样进行径向冲击，完成Ⅰ型动态断裂试验后再做数值分析得到岩石的动态断裂韧度。为了验证数值模拟的可靠性，先进行了无限平面中一条有限尺寸裂纹表面受冲击拉伸作用的动态有限元分析，结果表明，数值模拟的结果与Shi得到的结果非常吻合。将试验一数值法和他人的准静态法分别确定的砂岩的动态起裂韧度进行对比，两种方法得到的结果有一定的差异。采用试验一数值法，将比较成熟的直裂纹巴西圆盘（cracked straight-through Brazilian disc，简称CSTBD）和P—CCNBD两种试样测得的结果进行对比，两者吻合较好。得到的动态起裂韧度都有随着加载率的增加而增大的加载率效应。分析了准静态法的缺陷，认为试验一数值法得到的结果更为合理。隐伏逆冲断层上填方路基加固措施与变形破坏模式探究
摘要：试验路基以云贵铁路某填方路基为原型，试验路堤底部宽L=60cm，路堤项部宽l=10cm，路堤高h=15cm，采用室内模型试验研究了4组减震措施在逆冲断层作用下填方路基的变形响应。第1组是把路堤直接坐落在地基上，这组试验也是一组基本试验，其他试验组的试验结果可与该组试验结果进行对比；第2组是在路堤底部铺设一层土工格栅；第3组是在路堤中部和底部各铺设一层土工格栅；第4组是在路堤底部黏土层中打入预制的CFG桩，同时在路堤底部和中部各铺设一层土工格栅。试验中利用分离式位移计和百分表记录路堤的变形数据，通过对数据的处理分析研究路堤在不同加固措施下的变形破坏模式，研究结果表明：（1）在4组模型中，路基破坏主要是路堤本身产生了斜45°的裂缝；（2）在底部基岩错动量小于路堤高度13．6％时，路堤中加入两层土工格栅达到的减震效果最佳；当基岩错动量在路堤高度13．6％-20．5％之间时，CFG桩与路堤中加入两层土工格栅的减震措施最有效；（3）随着减震措施的加强，断层位移在地层中传播的角度变缓，影响范围加长，产生的震害程度降低了。研究结果对工程实践具有重要的指导意义。浸泡-风干循环作用下砂岩动力特性劣化规律研究
摘要：在库水的长期浸泡-风干循环作用下，库岸边坡岩体的动力特性变化规律直接影响其长期稳定性能，其中，消落带是库岸边坡稳定的敏感地带。因此，特选取三峡库区库岸边坡消落带典型砂岩为研究对象，设计了考虑水压力反复升降变化和浸泡-风干循环耦合作用的试验方案，对不同浸泡-风干循环作用周期的岩样进行单轴循环加、卸载动力响应试验。研究结果表明：随着浸泡-风干循环作用次数的增加，相同次数加、卸载循环作用时对应岩样的轴向应变、动应力-应变曲线的滞回圈面积逐渐增大，计算得到砂岩的阻尼系数、阻尼比逐渐变大，动弹性模量逐渐减小，说明浸泡-风干循环作用对砂岩动力特性的损伤是一种累积性发展的过程。最后，基于岩样的微观结构变化，对浸泡-风干水岩循环作用下砂岩动力特性劣化机制进行探讨。研究成果对库区大量存在的库岸边坡在考虑地震作用下的长期稳定性评价具有较高的参考价值。循环剪切荷载作用下岩石节理变形特性试验研究
摘要：以水泥砂浆为相似材料，制备3种岩壁强度、5种起伏角度的锯齿型节理试样；利用试验设备，进行了在4种法向应力下的循环剪切试验。根据试验结果，结合循环剪切试验特点，定义剪胀角来表征节理循环剪切的法向变形特性，以及剪切刚度来表征节理循环剪切的切向变形特性。基于不同起伏角、不同强度等级和不同法向应力下的节理试样循环剪切试验结果，分析了循环剪切过程中剪胀角和剪切刚度的变化规律；并利用不同条件下的试验结果，对比分析初始起伏角度、法向应力、岩壁强度对节理循环剪切变形特性的影响规律。研究发现：剪胀角、剪切刚度均随着剪切循环次数的增加而呈现先快、后慢的降低趋势，并且中低起伏角度节理的剪胀角、剪切刚度的降低趋势随着初始起伏角度、法向应力的增加而加快，随着岩壁强度增加而变慢，高起伏角度节理的剪胀角、剪切刚度的降低趋势基本保持不变。岩性及岩体结构对斜坡地震加速度响应的影响
摘要：斜坡岩体的岩性及岩体结构是斜坡在地震作用下产生变形破坏的主要控制因素。基于振动台模型试验，对4个斜坡模型探讨了这2个因素对斜坡地震动力响应的影响。岩性包括强度相对较高的硬岩和强度相对较低的软岩，对这两种岩性的斜坡又分别考虑了不含结构面的均质斜坡和含水平层状结构面的斜坡。基于传感器采集到的大量数据，以主频相近的天然地震波和10Hz正弦波加载为分析工况，获得了以下几点认识：（1）4个模型斜坡坡面和坡内的水平向加速度均具有高程放大效应，尤其是软岩斜坡坡顶放大效应最显著；（2）软岩斜坡对水平向加速度的高程放大效应强于硬岩斜坡，尤其是在均质斜坡中表现最显著，均质软岩斜坡的高程放大效应呈现出明显的非线性特征；（3）当加载方向与水平层面平行时，含水平层状结构面的斜坡比均质斜坡产生了更强的高程放大效应，且在软岩斜坡中体现最显著；（4）岩性差异对斜坡水平向加速度高程效应的影响比结构差异的影响更为显著。研究结果为岩质斜坡的抗震设计提供了一定参考。岩石中三维双裂隙组扩展和贯通过程的试验研究和弹脆性模拟
摘要：最新研制了一种完全透明、较低温度下拉压比可达1／6．6的树脂，其与岩石特性的相似性较前人的研究有大幅度提高。制作了一组含三维内置平行双裂隙组的试件，详细描述并分析了单轴加载下试件的裂隙扩展与贯通过程，研究其产生的条件和机制。试验结果表明：试件的破坏大致经历4个阶段，三维裂隙组的断裂比二维情况复杂得多，产生了多种不同形态的裂纹。在FLAC^3D软件框架内建立了一种新的弹脆性本构关系，并采用超细单元和合理形态的网格建模。将数值模拟结果与相关试验进行对比，相符程度良好，表明新数值模拟方法的有效性。当双轴加载时，模拟结果也与前人类似试验结果有很好一致性。高瓦斯低透气性煤体定向聚能爆破增透机制
摘要：针对传统煤层预裂爆破增透存在的问题，对定向聚能爆破控制裂纹演化方向的理论和方法进行研究，即通过聚能射流的初始导向裂纹与后续高压气体形成的气楔联合作用，达到控制裂纹演化方向和长度的目的。基于模型试验和数值模拟，探讨了定向聚能爆破聚能方向和非聚能方向裂纹演化的机制。在潘三矿掘进工作面现场运用定向聚能爆破技术，达到增加煤体裂纹与保护围岩稳定性有机的统一。试验结果表明：爆破后3h内抽采瓦斯量变化最为明显，其中最大抽采量是原始抽采量的470倍。有效抽采半径为7m以内，爆破后顶板振幅约为0．23cm。天然沉积饱和黏土渗透系数试验研究与预测模型
摘要：为研究天然沉积土的物理特性、结构状态与应力水平对其渗透特性的影响，采用固结渗透联合试验，对太湖湖沼相粉质黏土原状样与具有不同前期固结压力的重塑样的渗透系数变化规律进行了测定。原状样和重塑样的渗透系数均随固结压力的增大呈非线性减小，且两者的孔隙比与渗透系数的变化模式相一致；而前期固结压力仅影响渗透系数大小。试验结果表明：土体渗透系数随孔隙比的变化规律不受土结构性（颗粒间胶结作用）和应力历史的影响；对于同一土体，渗透系数大小主要由孔隙比决定，进而对试验和相关文献中不同土体渗透系数在压缩过程中变化规律进行了分析，建立了线性的lg（1＋e）-lgkv渗透模型，并考虑了液限的影响，对渗透指数C′k的经验关系进行了修正，修正后的C′k计算结果更接近于实测值。研究结果对准确分析原位地基实际受荷过程中非线性固结性状具有重要意义。软土中张紧式吸力锚破坏标准模型试验与有限元分析
摘要：为了确定软土中张紧式吸力锚的破坏标准，采用自主研发的电动伺服加载装置，在荷载和位移控制方式下进行了张紧式吸力锚在最佳系泊点受静荷载作用的承载力模型试验。结果表明：不同的破坏模式，锚破坏时对应的位移也不同。当锚为竖向破坏时，对应锚沿系泊方向的位移约为0．6倍的锚径；当锚为水平破坏时，对应锚沿系泊方向的位移约为0．3倍的锚径。同时，按照模型试验所得的破坏标准确定的吸力锚的极限承载力与极限分析法的预测结果吻合较好。对足尺锚进行了有限元分析，将分析结果与极限分析法的预测结果进行比较，验证了模型试验所得位移破坏标准的合理性。土工格栅加筋土地基平板载荷试验研究
摘要：在近年来的岩土工程实践中，土工合成材料加筋土技术得到越来越广泛的应用。采用平板载荷板试验方法，进行了多组加筋砂土地基模型试验，监测和分析了不同加筋材料（双向格栅与四向格栅）和加筋层数对土工格栅加筋土地基承载特性的影响。研究结果表明：土工格栅加筋土地基与无筋地基相比，承载性能得到改善，双层加筋明显优于单层加筋；土工格栅加筋限制了浅层地基的侧向变形，相同荷载下地基沉降减小，可恢复变形增大；模型试验中测得加筋材料应变和拉力很小，与土工格栅强度相比，拉伸模量对加筋土地基承载力的贡献更大。砂土中吸力式沉箱基础的最佳荷载作用点位置模型试验研究
摘要：通过一系列模型试验研究了倾斜荷载作用下吸力式沉箱基础的最佳作用点位置，试验中考虑了荷载作用点、荷载作用角度和长径比3个重要因素。基于模型试验得到的荷载一位移曲线，采用合适的破坏标准确定了各工况下吸力式沉箱基础的抗拔承载力，根据承载力的变化规律分析确定了吸力式沉箱基础的最佳作用点位置。结果表明，荷载作用角度对吸力式沉箱基础承载力的影响显著，当荷载水平作用于基础时，其承载力最大。荷载作用点位置对吸力式沉箱基础承载力的影响取决于荷载作用角度的大小，当荷载作用角度较小时，荷载作用点位置的影响显著，且最佳作用点位置位于沉箱高度的2／3-3／4处；当荷载作用角度较大时，荷载作用点位置的影响很小，可以忽略。结合荷载与吸力式沉箱基础的转角关系，分析了荷载水平作用于最佳作用点下吸力式沉箱基础的破坏模式。不同岩性及含水率的岩石声波传播规律试验研究
摘要：利用智能声波仪对红砂岩、大理岩和花岗岩试样在干燥及饱和条件下进行了声波纵波透射试验，研究声波在岩石中传播的速度特征，同时利用傅里叶变换及小波变换研究声波在岩石中传播的波形、波幅衰减规律、波谱特征。结果表明：（1）红砂岩、大理岩和花岗岩在饱和状态下的纵波波速比其在干燥状态下略高。（2）岩石纵波速度受到岩石的致密程度、孔隙度、密度及硬度的影响。（3）在同样的激发信号下，饱水的砂岩、大理岩、花岗岩岩样声波信号能量集中在低频部分较多，而干燥岩样声波信号能量集中在高频部分较多。（4）饱水的3种岩样声波信号能量衰减较快，尾波不发育；干燥的3种岩样声波信号能量衰减较慢，尾波较发育。（5）穿过岩石的声波信号的波速、波形的时域特征、频域特征及时-频域特征能在一定程度上反映出岩石内部的孔隙及微裂隙的发育情况和岩石含水情况等特征。基于图像检索技术的岩石单轴压缩破坏过程CT描述
摘要：基于X射线的CT扫描技术，因其具有多层位、对同一岩石试件可连续、无损扫描等优点，在岩石力学与工程研究中得到了广泛应用。对岩石单轴压缩破坏过程进行实时CT扫描，也是岩石力学研究的重要内容之一。针对三维显微CT试验系统实时监测煤岩单轴压缩破坏过程中，因位移误差会引起扫描层定位不准确，进而影响试验结果这一基本问题，提出了基于图像检索技术的CT扫描图像处理方法。通过对煤岩试样在单轴载荷作用下破坏过程的CT实时监测，并引入基于Manhattan距离的相似性计算方法，检索出岩石试件同一层位在不同应力状态下的相似扫描层。结果表明，采用图像检索的方法，可以有效地减小煤岩在加载破坏过程中位移误差的影响，更好地通过CT图像来描述煤岩在不同应力状态下的微裂纹分布状况和演化规律，从而在细观层次上揭示岩石在单轴压缩条件下破坏的基本规律。冻融循环作用下土工袋冻胀量和融沉量试验
摘要：为研究季节性冻土地区冻融循环作用下土工袋防冻融、冻胀效果，对不同冻融循环作用下土工袋和土进行了室内模型试验，在开放系统和封闭系统中分别研究了土工袋和土冻胀量、融沉量之间关系，试验结果表明，经历4次冻融循环作用后，封闭系统中土工袋冻胀量、融沉量分别小于土的冻胀量、融沉量；开放系统中土的冻胀量为土工袋冻胀量的1．9倍，土的融沉量为土工袋融沉量的2．2倍，开放系统中地下水对土工袋的补给量远小于土的补给量，试验验证了土工袋可以有效防止渠道及建筑物基础冻融、冻胀破坏，可为渠道防冻胀提供理论基础。第四届全国岩土与工程学术大会（2号通知）
摘要：继前三届全国岩土与工程学术大会之后，第四届全国岩土与工程学术大会将于2013年11月在浙江杭州召开。本次会议将对近年来岩土工程创新和可持续发展问题进行深入探讨，充分交流我国岩土与工程领域取得的成绩，全面推动岩土与工程领域的科技进步。会议将邀请国内外知名专家作报告，诚邀相关学科的科技工作者及一线工程技术人员参加会议。潘二矿下向卸压开采高应力演化特征试验研究
摘要：为研究深部近距离煤层群下向卸压开采高应力演化的特征，根据潘二煤矿深部近距离煤层群8煤和6煤地质与开采技术条件，设计了下向卸压开采的二维相似材料模拟试验模型，对8煤和6煤开采引起的采动应力进行监测。系统分析了8煤下向开采与6煤开采后的采场围岩采动应力、岩层运移及不规则煤柱对采动应力演化的影响，获得了近距离煤层群8煤下向卸压开采的顶底板采动高应力演化特征及6煤回采期间覆岩运移、采动应力裂隙演化和来压特征，得出了下向卸压开采不规则煤柱对采动应力、裂隙分布的影响规律。研究不仅为以采动高应力演化为主导作用的煤岩动力灾害防治提供了理论基础，也为卸压开采采场参数设计与优化提供了技术支撑。
