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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。
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    考虑变形协调的地震作用下反倾岩质边坡弯曲倾倒稳定性分析方法

    王润清陈从新郑允邵勇...
    146-156页
    查看更多>>摘要：我国西南地区高陡反倾岩质边坡广泛分布,坡体深部折断贯通容易形成规模巨大的滑坡,而地震是诱发反倾岩质边坡失稳破坏的重要外部因素.为分析地震作用下反倾岩质边坡的稳定性,以相邻岩层为基本力学分析单元,将其视为自由变形或协调变形的叠合悬臂梁,提出2种变形模式的判别条件.在此基础上,提出地震作用下反倾岩质边坡弯曲倾倒破坏力学模型,建立各岩层自由变形和协调变形的力学平衡方程,给出划分岩层变形类型的计算方法和边坡整体稳定性判别方法,并基于Matlab实现了地震作用下反倾岩质边坡弯曲倾倒分析的程序化.通过与不同地震影响系数下边坡UDEC模拟结果对比发现,理论计算和数值模拟得到的边坡安全系数相差最大不超过16％,自由变形区和协调变形区范围基本吻合,验证了所提方法的正确性.采用理论方法进行参数分析发现:岩层倾角对地震作用的影响显著,在相同地震影响系数下,边坡安全系数的降低幅度随着岩层倾角的增加而增大,而边坡坡度和岩层厚度对地震作用影响较小.研究结果对地震高危区域反倾岩质边坡失稳破坏的防治具有指导意义.

    边坡工程弯曲倾倒地震作用变形协调分析方法

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    一种考虑主应力空间特性的岩石强度准则

    黄家军李斌王鹏
    157-169页
    查看更多>>摘要：基于现有岩石材料的主应力空间破坏曲面特征理论和试验结果,针对传统强度准则参数多且物理意义不明确的问题,通过分析常规三轴抗压强度曲线在双向等拉应力点(0,σtt,σtt)的变化特点,提出强度曲线在双向等拉应力点存在d(σ1-σ3)/dσm=3的观点,同时建立含双向等拉强度σtt和三向等拉强度σttt这2个参数的双曲线型强度准则,该强度准则同时考虑了平均应力效应对子午线和π平面上强度曲线的影响,参数物理意义明确.为验证其合理性与适用性,利用该强度准则对以往研究中的14种岩石三轴试验数据进行拟合计算,并与拟合精度较高的Burzynski抛物线准则和尤明庆指数准则进行对比分析.结果表明,不论是针对常规三轴还是真三轴试验数据,该准则拟合效果都比较好,相关系数均在0.99以上,且拟合得出的双向等拉强度σtt和三向等拉强度σttt大小在合理范围内;同时,不同约束条件下的拟合结果也印证了在双向等拉应力点(0,σtt,σtt)存在d(σ1-σ3)/dσm=3的观点.说明该准则的合理性与适用性较好,可为岩石工程领域提供一定的实践指导价值.

    岩石力学主应力空间强度准则双向等拉应力点双曲线平均应力效应

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    煤岩体剪切破裂"缓释"构造及其演进特征

    刘向御柴肇云肖畅沈玉旭...
    170-183页
    查看更多>>摘要：含煤建造的成层及层理特性使得围岩更多地体现为剪切灾变.为进一步探究循环荷载条件下煤岩体的剪切破坏行为,采用等幅循环与逐级一次循环加卸载方式,并联合CT扫描开展了砂质泥岩的单轴压缩试验.通过岩样破裂形态及全过程应力-应变曲线,分析了岩样剪切破坏显现的"多米诺骨牌"构造及其演进特征.结果表明:单轴等幅、逐级一次循环加卸载下,岩样均发生剪切破坏,且逐级一次加卸载循环下岩样破坏形成的剪切破碎带包括若干呈"多米诺骨牌"构造的应变局部化带,破坏过程对应的应力-应变曲线呈特殊的滞回-往复-滞回-往复状振荡波动;应变局部化带呈现成核、启裂、外扩、衰损、传导的演化过程;具有"多米诺骨牌"构造的碎裂块体发生旋转-回旋运动,使峰后输入能量及弹性储能在块体相互摩擦中多级耗散,延长了破坏时长,具有显著的"缓释"效应.剪切破裂形态演化与应力-应变隐蔽信息相互协同,共同将剪切破坏过程划分为6个破坏阶段,分别为:裂缝启裂微扩展(Ⅰ)、裂缝初始扩展(Ⅱ)、主剪切裂缝扩展(Ⅲ)、裂缝扩展亚稳态(Ⅳ)、裂缝快速扩展(V)和加速破坏(Ⅵ)."多米诺骨牌"构造是剪切破坏的一种特有形式,其所起到的能量"缓释"效应可能是煤矿巷道利用围岩自身结构进行卸压护巷的一个新思路.

    岩石力学剪切破裂"多米诺骨牌"构造应变局部化循环荷载

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    煤-过渡层-岩组合体物理力学特征试验及数值模拟研究

    姚文杰刘学伟刘滨范瑛...
    184-205页
    查看更多>>摘要：深部煤系地层中,漫长成岩过程使得部分煤层与岩层之间存在一个岩性过渡区,过渡区与上下岩层、煤层共同组成了一个组合结构.为研究过渡层高度对煤岩组合体变坏特征的影响,首先提出煤、岩石及过渡层3种人工材料的配比设计及煤-过渡层-岩(CFR)组合体试样的制作方案.在此基础上,开展不同过渡层高度的人工CFR组合试样的单轴压缩试验.基于离散元数值模拟软件PFC,采用刚性簇和球颗粒分别表示过渡层中的煤和岩石颗粒,通过其比例变化构建一种过渡层和CFR组合结构PFC表征模型.结合试验结果,对模型参数进行标定并验证算法的有效性.试验与数值模拟结果表明:随着过渡层高度增加,试样强度、峰前耗散能和声发射b值呈现先降低后增加的趋势,弹性应变能呈现逐渐增加的趋势.数值模拟的微裂隙角度分布范围也随着高度增加先缩小后增大,微裂纹萌生区域逐渐由煤层转移到过渡层,声发射定位则逐渐集中至煤与过渡层界面处.研究结果表明过渡层的存在显著改变了煤岩组合结构的物理力学特性.

    岩石力学煤-过渡层-岩组合强度特征数值模拟破坏机制

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    滑坡裂缝计时序数据实时异常检测分析

    张磊巨能攀何朝阳解明礼...
    206-215页
    查看更多>>摘要：针对滑坡裂缝实时监测中异常数据难以有效识别这一问题,基于滑坡不同变形阶段建立偶然异常阈值,提出基于区间预测的时序数据实时异常检测方法,该方法考虑了数据间时序逻辑关系以及滑坡变形阶段关联信息.首先,通过差分自回归移动平均模型(autoregressive integrated moving average,ARIMA),提取裂缝计累计位移的时序特征,构建区间预测模型,并使用滑动窗口算法对其分割子序列进行预测:其次,利用预测值修正置信区间(α=0.05)来确定拟异常点,并为滑坡不同变形阶段设立偶然异常阈值;最后,通过组合异常识别得到异常信息.研究结果表明,该方法能准确识别数据异常值,且在时序数据实时异常检测上具有一定的普适性.将模型预测区间与异常值讲行对比分析获得数据异常的实时可能性,可为滑坡监测预警智能化决策提供数据参考价值.

    边坡工程滑坡时序模型实时异常检测监测预警

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    基于矿柱失稳风险分析的采空区关键矿柱重定义与辨识

    蔡鑫黄涯帅周子龙袁纪锋...
    216-225页
    查看更多>>摘要：采空区大规模坍塌是地下矿山典型灾害之一,采空区内关键矿柱失稳是其发生的重要诱因.为精准辨识采空区内的关键矿柱,基于采空区矿柱群连锁失稳机制与风险理论,完善采空区关键矿柱基本概念,并创新提出一种基于矿柱失稳风险分析的关键矿柱识别方法,主要包含以下步骤:(1)通过现场调研或经验估计,获得采空区矿柱强度分布特征,进而构建采空区矿柱强度概率密度函数;(2)引入应力扩散最大距离公式,计算各矿柱承载应力,从而获得各矿柱的失稳概率;(3)假定任意矿柱率先失稳,通过矿柱应力动态更新迭代方法,计算单矿柱失稳诱发柱间应力传递与矿柱群系统失稳特征;(4)利用采空区矿柱群承载面积损失率指标定量表征单矿柱失稳致灾性(单矿柱失稳诱发采空区坍塌灾害的严重程度);(5)联合矿柱失稳概率及其致灾性,确定各矿柱失稳风险值,取失稳风险值最高矿柱为采空区关键矿柱.将提出方法应用于Fetr6矿区进行验证,结果表明,该方法所需参数较易获取,计算过程简单,物理意义明确,较传统安全系数法结果更科学、合理,有望在实际工程中取得广泛应用.

    采矿工程采空区地下矿柱群连锁坍塌关键矿柱失稳概率失稳致灾性风险评估

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    不同层间系数条件下双层地基潜蚀可视化试验研究

    罗玉龙李澳张海彬张兴杰...
    226-235页
    查看更多>>摘要：地层结构显著影响潜蚀的发生、发展过程,然而,目前大部分研究多集中在单一土体发生潜蚀的几何条件与水力条件方面,很少考虑地层结构的影响.针对实际工程中常见的地基结构——双层强透水地基,上层由内部稳定土体组成,充当反滤层,下层为内部不稳定土体,利用自行研制的基于平面激光诱导荧光技术的潜蚀可视化试验装置,开展不同层间系数条件下双层地基潜蚀可视化试验研究,重点探讨层间系数对潜蚀发生、发展过程的影响机制.试验结果表明:上层土体能够显著提高下层土体潜蚀发生的临界坡降和破坏坡降,其与层间系数近似呈负相关关系,层间系数越小,潜蚀发生的临界坡降和破坏坡降越大.层间系数对双层地基颗粒运移模式及破坏模式均有显著影响.层间系数≤5时,下层土体中运移流失的细颗粒聚集、淤堵在接触面,最终导致接触面附近出现明显的拉裂破坏;层间系数＞5时,上层土体不能有效保护下层土体,下层土体中运移出来的细颗粒大量进入上层,最终下层土体发生潜蚀破坏.基于试验结果,提出了适用于被保护土体为内部不稳定土的反滤层设计方法,并利用已有的试验结果验证了该方法的有效性和可靠性.

    土力学深厚覆盖层双层地基潜蚀可视化层间系数反滤设计方法

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    高速列车荷载作用下X形桩桩网复合地基累积沉降研究

    牛婷婷吴富敏张智超陈志雄...
    236-247页
    查看更多>>摘要：为了研究高速列车荷载作用下桩网复合地基累积沉降的发展规律,建立大比例尺X形桩桩网复合地基模型,开展一系列模型试验,探索X形桩桩网复合地基累积沉降的发展规律.结果表明:在循环振动20000次之后,相邻四桩中心处累积沉降最大,轨道板上沉降次之,桩顶沉降最小;相邻四桩之间"网兜效应"显著.随着循环加载次数的增加,各测点处累积沉降均在不断增大;当加载频率≤15 Hz时,在循环振动10 000次后,各测点处累积沉降曲线逐渐变得平缓,沉降速率逐渐变小;当加载频率≥25 Hz时,随循环加载次数的增加,轨道板上累积沉降曲线几乎没有变缓的趋势,且累积沉降增长的速率较快.随着加载频率的增大,各测点处累积沉降逐渐变大,25 Hz时累积沉降出现极大值,有"类共振"现象发生.实际工程中,可通过增大路堤刚度,避免这类情况发生.随着加载幅值的增大,累积沉降线性单调增长;加载幅值每增加1 kN,轨道板上累积沉降平均增长1.27倍.最后通过分析对比提出了考虑列车速度、列车轴重等因素的累积沉降预测公式.

    基础工程累积沉降桩网复合地基高速列车荷载沉降预测

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    饱和黏土中水平受荷能量桩热-力响应特性研究

    赵华王成龙陈志雄张鼎新...
    248-260页
    查看更多>>摘要：针对能量桩热-力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热-力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化规律.研究结果表明:对桩体的加热和制冷均会引起额外的桩顶位移,并且制冷引起的额外桩顶位移更大,达到0.22％D(D为桩体直径),而加热引起的额外桩顶位移为0.13％D;加热和制冷后桩体的极限承载力与测试桩相比均有所增大,并且加热后增大得更多,约增加32.7％,而制冷后约增加26.1％,这是因为与制冷相比,加热时的热固结效应会导致土体的强度明显增加;加热和制冷对最大弯矩的位置没有明显影响,加热和制冷前、后最大弯矩均出现在37.5％L(L为桩的埋深)深度处;加热和制冷后最大弯矩均增大,制冷时最大弯矩先增大,然后逐渐稳定,而加热时最大弯矩先减小,然后逐渐增大,并超过加热前的弯矩,在此期间桩顶位移持续增大,推测加热初期桩体可能发生了刚性转动;加热和制冷会对桩前土压力造成不同影响,总体表现为上部增大,下部减小:加热和制冷会导致土体孔隙水压力随温度发生变化,从而产生正的或负的超孔隙水压力.

    土力学能量桩热-力响应特性模型试验温差梯度饱和黏土

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    《岩石力学与工程学报》征稿简则

    《岩石力学与工程学报》编辑部
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