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期刊信息/Journal information
岩石力学与工程学报
岩石力学与工程学报

冯夏庭

月刊

1000-6915

rock@whrsm.ac.cn

027-87869250

430071

武汉市武昌小洪山岩土力学研究所

岩石力学与工程学报/Journal Chinese Journal of Rock Mechanics and EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报是中国岩石力学与工程学会主办的国内物理力学与工程类影响因子最高的国家矿业工程、建筑科学与水利工程类核心期刊；2001年为双月刊，2001年为月刊，国内外公开发行；以反映我国岩石力学与工程的新成就、新理论、新方法、新经验、新动向，促进我国岩石力学学科发展和岩石工程实践水平的迅速提高为宗旨。本刊也发表部分侧重于工程应用的土力学方面的文章。为尽快交流最新的学术信息，本刊还发表近期博士学位论文摘要、会议简讯、新书简介与相关的学术动态。
正式出版
收录年代

    煤矿采动应力演化与围岩控制

    康红普高富强
    1-40页
    查看更多>>摘要：应力是引起采矿工程地下空间围岩变形与破坏的根本驱动力,大范围、高集中应力是煤矿井下采动应力的显著特点.煤矿井下应力场包括原岩应力场、采动应力场及支护应力场,三者共同构成井下综合应力场.以应力为主线,论述煤矿井下围岩应力演化特征及围岩控制理论与技术.在原岩应力方面,基于大量现场地应力测量数据,详细分析我国煤矿井下地应力场分布特征及影响因素.在采动应力方面,采用理论分析、数值模拟、相似模拟和现场监测相结合的方法,从多个维度综合研究掘进工作面与巷道围岩应力的演变过程,分析采煤工作面周围的采动应力演化特征及主要影响因素.在支护应力方面,自主研发一系列巷道支护测试及模拟试验平台,系统开展锚杆及护表构件在多种复杂受力状态下的测试试验,揭示它们的力学响应特征及破坏机制.深入研究各种支护方式在支护结构自身及围岩中产生的支护应力场分布特征及演化规律.在研究原岩应力、采动应力及支护应力的基础上,分析围岩表面支护、锚固、改性、卸压及联合法的围岩控制机制、设计方法、支护加固材料及控制技术.应用实例重点介绍水力压裂卸压技术、支护+改性+卸压协同控制技术,井下试验与应用表明,基于采动应力演化的围岩控制技术显著提高了巷道围岩稳定性和安全程度,取得良好的围岩控制效果.最后,分析煤矿井下应力场研究及巷道围岩控制中存在的问题,并对未来围岩应力测试与分析、围岩控制理论与技术发展趋势进行展望.

    采矿工程煤矿原岩应力采动应力支护应力应力演化围岩控制

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    压缩空气储能电站隧道式地下硐库潜在失稳模式研究

    孙冠华易琪姚院峰商浩亮...
    41-49页
    查看更多>>摘要：随着新能源的迅猛发展,不同于传统隧洞工况的压缩空气储能电站地下硐库存在上覆岩体稳定性问题,其潜在失稳模式亟待研究.采用Mohr-Coulomb强度准则,基于岩体极限应力场,同时考虑张拉和剪切破坏2种模式,将浅埋隧道式岩石内衬硐室潜在失稳模式归结为一簇常微分方程组的初值问题,并给出了求解方法.与物理模型试验结果对比分析,验证了方法的可靠性.并研究埋深、硐径、地应力系数以及内摩擦角对失稳形态的影响,结果表明地应力系数和内摩擦角影响较大,最大水平地应力方向垂直于隧道式硐室轴线更利于上覆岩体稳定.另一方面,内摩擦角对失稳形态的影响依赖于地应力系数,当地应力系数小于1时,内摩擦角越小潜在破裂面越接近水平方向;地应力系数等于1时,内摩擦角几乎无影响;地应力系数大于1时,内摩擦角越大潜在破裂面越接近水平方向.鉴于此,硐室布置、埋深和硐径设计应综合考虑地应力和内摩擦角影响.最后,将潜在破坏面形态进行简单的几何参数化,给出几何参数与地应力系数和内摩擦角的对应关系,以供工程设计参考.在破坏模式上,地应力系数较小时,潜在破裂面为张拉-剪切复合模式,张拉区域位于靠近硐壁和地表位置;地应力系数较大时,则为剪切破坏.

    隧道工程压缩空气储能潜在破坏面高气压地下硐室稳定性

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    高地应力硬质砂岩断裂特征及岩爆孕育过程研究

    张志强张康健许佳磊罗春...
    50-58页
    查看更多>>摘要：为研究高地应力下硬质砂岩隧道岩爆破坏特性,真实模拟高地应力深部岩体的损伤破坏特性,建立基于PPR势能函数的Ⅰ/Ⅱ混合型黏聚力模型.通过紧凑拉伸试验和贯穿剪切试验,对硬质砂岩Ⅰ和Ⅱ型断裂特性进行研究,获得模型参数,然后建立高地应力下硬质砂岩隧道岩爆数值分析模型,对岩爆过程中的应力、能量进行追踪,分析硬质砂岩隧道岩爆孕育过程及破坏特性.研究结果表明:(1)硬质砂岩剪切强度和Ⅱ型断裂能均随围压的增大而增大,当围压超过30MPa时,硬岩砂质Ⅱ型断裂性能趋于稳定.(2)当竖向应力远大于水平应力时,硬质砂岩隧道主要以层状剥落或楔形爆裂形式发生张裂-倾倒式的岩爆;反之,主要发生以岩体内部贯通性剪切破坏为特征的剪切-爆裂式岩爆;当水平应力与竖向应力均较大时,岩体卸荷破坏形式多表现出张剪性复合型破坏特征,主要发生张裂-剥落式岩爆.

    岩石力学岩爆高地应力硬质砂岩断裂特征黏聚力模型

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    四川泸定Ms 6.8级地震作用下大岗山拱坝实测动力反应分析

    江德军黄会宝齐耀光
    59-74页
    查看更多>>摘要：为研究高拱坝地震动力响应规律,以四川泸定Ms6.8级地震中,距震中21km、坝高210 m的大岗山拱坝实测地震波形为基础,采用时域及频谱分析方法,分析其地震反应特性和规律.结果表明,在泸定地震主震激励下,拱坝顺河向峰值加速度(PGA)为586.63 cm/s2(6#坝段坝顶),基岩顺河向PGA为229.18 cm/s2,加速度分布总体表现为顺河向大于横河向及垂直向,坝体大于两岸抗力体.大坝动力响应以顺河向最为显著,随高程增加,动力放大效应逐渐增强,最大放大系数达到4.2(6#坝段坝顶).频谱分析结果表明,本次地震顺河向主频率在1.73 Hz左右,大坝1081m以上高程顺河向主频在1.52～1.75Hz,与大坝模态频率接近,这是大坝有强烈震感的原因之一.结合近年典型地震大坝动力响应分析,震级大、震中距离远的地震更易激发出大坝低频动态特征.相关成果可为震后大坝安全评估、高拱坝抗震设计及研究提供参考.

    水利工程泸定地震大岗山拱坝强震监测动力反应

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    废弃油气藏气体能源存储过程中不同浸润界面类型的断层活化试验研究

    胡明慧刘日成李树忱朱欣杰...
    75-89页
    查看更多>>摘要：通过开展干燥、湿润和原油3种类型岩石结构面卸载诱发滑移的三轴力学试验,探究界面类型对岩石结构面活化过程的影响机制,揭示活化过程中结构面微观特征和宏观特性之间的内在关系.试验结果表明,岩石结构面的活化分为3阶段:稳定阶段、活化阶段和动态滑移失稳阶段.岩石结构面剪断剥落的岩屑随剪切滑动而产生层理状积聚,滑动面边缘损伤程度大于滑动面内部损伤程度.干燥界面试样试验后结构面的JRC降低了 62％,大于湿润界面(33.6％)和原油界面(30.5％)试样.在干燥界面状态下,结构面上的微凸体自锁能力强,稳滑时的平均速率较低(0.13 μm/s),黏滑时表面微凸体以脆性破坏为主,具有突发性,平均滑移速率为9.7μm/s,是稳滑时平均速率的74倍;在湿润界面状态下,水的存在促进了黏滑,黏滑时表面微凸体以延性破坏为主,速率的迁跃具有明显的爬坡和回落特征,剪切滑移期间产生的岩屑和水混合,增大了岩石上下表面接触面积,提高了分子间吸附力,强化了岩石结构面的摩擦强度;在原油界面状态下,岩石表面会附着一层胶质原油层,作为延性断层泥充填了岩石结构面上的凹凸空间,劣化了表面微凸体的硬度,降低了岩石结构面的摩擦强度.原油条件下结构面摩擦强化效果弱,自锁能力差,容易发生动态滑动.界面类型控制着摩擦因数增长幅度和动态滑移的起始速率,干燥、湿润和原油类型的岩石结构面在活化期间摩擦因数分别增长了 5％,11.2％和0.7％,动态滑移的起始速率分别为1.1,0.27和0.023 mm/s.研究结果可为评价油气藏不同界面类型结构面的断层不稳定性提供理论依据,并对深入了解注采扰动诱发断层活化具有重要意义.

    岩石力学界面类型摩擦强度滑移速率

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    节理分布形式对交叉节理岩体动态力学特性与破坏模式影响研究

    刘婷婷曾乐乐张超李新平...
    90-102页
    查看更多>>摘要：为揭示交叉节理对岩体动态强度及破坏模式的影响机制,对不同节理分布形式下含交叉节理岩体动态力学行为进行研究,考虑交叉节理夹角、贯通度、主节理贯通度及应变率等参数的影响,开展分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,同时设置高速摄像实时记录试样破坏过程,分析交叉节理岩体动态力学特性、能量耗散、起裂-破坏规律.研究结果表明:(1)随节理夹角、(主)节理贯通度增大,交叉节理岩体动态抗压强度与弹性模量呈下降趋势,且具有明显率相关性.(2)试样的主裂纹总沿主节理面产生,随贯通度增大由翼裂纹转变为翼裂纹和共面裂纹,不同节理分布形式起裂情况与连通方式有所差异,主要为3种破坏模式:沿加载方向的劈裂拉伸破坏、沿预制节理面的拉伸破坏、沿预制节理面的拉剪复合破坏.(3)随着主节理贯通度和夹角的增加,入射波波阵面节理面长度增加,可通过节理面的透射能降低,试样破损程度加剧导致耗散能骤增.

    岩石力学交叉节理岩体SHPB破坏模式能量耗散

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    下期内容预告

    102页
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    夹冰裂隙岩体的压缩破坏响应与热融软化效应

    李强贾海梁杨更社杨柳...
    103-119页
    查看更多>>摘要：随着气候变暖的持续,青藏高原、阿尔卑斯山等高寒、高海拔地区的多年冻结层热融退化导致了大量的岩体失稳灾害.研究夹冰裂隙岩体在热融条件下力学性质的"软化效应"是揭示冻结岩体热融失稳机制的关键前提.以夹冰裂隙岩体为研究对象,开展不同裂隙倾角和不同融化温度下的单轴压缩试验,并采用声发射和高速摄影监测试样内外的破坏过程.结果表明:(1)试样的单轴抗压强度随裂隙倾角θ的增大呈先降低后增加的两阶段变化特征;(2)试样的单轴抗压强度随温度的升高而逐渐降低,可分为快速降低阶段(-20 ℃～-6 ℃)、波动下降阶段(-6℃～-1 ℃)和强度骤降阶段(-1℃～0℃)3个阶段;(3)不同裂隙倾角试样具有3种破坏模式:冰层被整体压碎,为脆性破坏;冰层破碎后发生明显的塑性变形,为延性破坏;冰层中部裂隙扩展至上、下冰-岩界面,上、下两部分岩石沿界面发生相对滑移,试样整体破断,为脆性破坏.(4)热融条件下夹冰裂隙岩体的破坏模式可分为2种:冰层中部裂隙扩展至上、下冰-岩界面,上、下两部分岩石沿界面发生相对滑移,试样整体破断(-20℃≤T≤-6℃或-1℃≤T≤0℃);冰层破碎后发生明显的塑性变形,试样未发生整体破断(-6℃＜T＜-1 ℃).经过理论分析,倾角对夹冰裂隙岩体抗压强度的影响机制主要为,随着倾角增大,夹冰裂隙岩体的破坏形式由冰层竖向劈裂破坏,转变为沿冰-岩界面的剪切破坏以及沿冰层的剪切破坏.基于核磁共振一维成像结果,升温过程中冰-岩界面的未冻水含量不断增高,即冰-岩界面强度不断降低导致了夹冰裂隙岩体强度变化的温度依赖性.

    岩石力学夹冰裂隙岩体冰-岩界面热融软化效应单轴压缩破坏模式

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    含结构面岩体岩爆特征真三轴试验研究

    李育宗袁亮张庆贺王圣涛...
    120-132页
    查看更多>>摘要：工程实践表明,含结构面岩体岩爆发生范围更广,频率更高,工程安全风险更大.对含结构面岩体岩爆机制及破坏特征的深入研究对于深埋地下工程岩爆灾害的防控和治理具有重要意义.基于深埋高应力隧洞含结构面岩体岩爆的典型破坏模式,开展室内含结构面花岗岩、灰岩和砂岩试样的真三轴试验,通过荷载-位移、声发射、围岩体加速度和高速摄影等多种监测手段,研究不同结构面倾角及不同岩性影响下含结构面岩体岩爆特征及破坏机制.研究结果表明,结构面倾角(结构面与最大主应力平面的夹角)、结构面参数(内摩擦角和黏聚力)对含结构面岩体的破坏模式起控制性作用.当结构面倾角较小时,含结构面围岩发生应变型劈裂破坏;当结构面倾角较大时,岩体呈沿结构面剪切滑移破坏特征.当含结构面岩体发生应变型劈裂破坏时,结构面两侧岩体产生与临空面近似平行的张拉裂缝或裂隙,并伴随剧烈岩爆,岩爆坑边界是结构面及劈裂缝围成的空间区域,岩爆弹射体的最大加速度可达13.56g.而当含结构面岩体发生剪切滑移破坏时,岩体破坏能量大大弱化,几乎无动力破坏现象产生.研究成果可为深埋高应力地下工程灾害防控与治理提供重要参考.

    岩石力学岩爆结构面倾角真三轴试验声发射

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    不同含石率土石混合体水力侵蚀分异特征及机制

    杨忠平李勇华李诗琪刘浩宇...
    133-145页
    查看更多>>摘要：水力作用诱发的堆积体滑坡是我国西南地区主要地质灾害之一,研究土石混合体的侵蚀分异机制对深入揭示此类滑坡机制具有重要意义.含石率是影响土石混合体侵蚀分异特征最主要的因素之一.基于不同含石率的土石混合体渗透侵蚀试验,揭示了不同含石率土石混合体的侵蚀分异特征及机制.结果表明:土石混合体的渗透侵蚀过程中,随机存在侵蚀加剧、侵蚀减缓、内部块石结构重组、侵蚀稳定4种状态,含石率对其侵蚀分异特征有显著影响;渗透系数随含石率的增加先增大后减小再增大,60％含石率的土石混合体渗透性最小,其渗透系数均小于1 ×10-2cm/s,且波动幅度不大,高含石率土石混合体渗透前、后渗透系数变化率基本小于10％:侵蚀量随水力梯度增加而增加,基于侵蚀量变化,将渗透侵蚀分为3个阶段:剧烈侵蚀阶段、缓慢侵蚀阶段、稳定渗流阶段,临界水力梯度随含石量增加而降低;含石率通过影响土石结构填充形式影响土石混合体的渗透性,满填结构抗渗性能最好,这为揭示堆积体边坡的水力失稳机制提供了思路和参考.

    土工试验土石混合体含石率侵蚀分异土石结构水力侵蚀

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