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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
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    金属矿山复杂采空区围岩破坏及岩层移动机制研究

    孙朝燚陈从新夏开宗张伟...
    670-682页
    查看更多>>摘要：以武钢资源集团金山店铁矿东区为依托工程,厘清矿区工程地质条件和矿体开采情况;通过地压显现调查和微震破裂监测开展复杂采空区围岩破坏空间特征分析;结合三维数值模拟、围岩破裂监测和巷道破坏调查结果阐明矿区上下盘围岩破坏机制,提出基于岩体塑性破坏的围岩破坏角不连续变形分析指标,并与陷落角指标进行对比验证,揭示金属矿山复杂采空区引起的平面和剖面方向上岩层移动规律.研究结果表明:围岩破坏和巷道地压显现围绕采空区分布,在平面上半月形采空区凸出形状对两翼围岩破坏具有放大效应,在剖面上分段运输巷道破坏具有高程滞后发生的特点;采空区围岩破坏最初以顶部岩体垮塌冒落为主,随着采矿推进发展为断层滑移控制的筒状冒落破坏,最后扩展成为岩体结构控制的贯通滑移破坏,上盘围岩呈现倾倒-滑移破坏特征,下盘围岩呈现追踪断层和结构面的剪切-滑移破坏特征;不同勘探线剖面的上盘和下盘围岩破坏角和陷落角的数值及变化规律较为一致,均随采矿进程近似呈现先减小后趋于稳定的变化规律;上盘采空区(FeⅠ)为条带状展布,趋于稳定的破坏角在不同勘探线位置近似一致,且主控优势结构面倾角越大,其稳定破坏角越小;下盘采空区(FeⅡ)呈半月形平面形状展布,半月形中间凸出位置的稳定破坏角较大,两翼位置角度较小,且距离中间位置越远其角度越小.研究结果对指导矿山安全生产和保障周边居民正常生活具有重要意义.

    采矿工程金属矿山地下开采复杂采空区围岩破坏岩层移动

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    基于微震信息的岩爆体积分级与判别方法研究

    刘国锋李胜峰丰光亮陈炳瑞...
    683-697页
    查看更多>>摘要：深埋地下工程岩爆灾害的危害性与其爆坑规模直接相关,为进一步提高岩爆灾害的精细化表征及预测水平,开展基于微震信息的岩爆爆坑体积分级及判别方法研究.首先,通过对收集到的111个来源于锦屏二级水电站深埋隧洞群工程的岩爆案例进行统计分析可知,岩爆孕育过程中的累积微震事件数、累积微震释放能、累积微震视体积、微震事件率、微震能量释放率、微震视体积率这6个指标与岩爆爆坑体积之间具有较高相关性,即岩爆爆坑的体积分布与微震参数取值之间呈现出较为明显的从低到高的层次差异性.其次,利用层次聚类分析手段,从工程实用性与可预测性的角度构建一种岩爆体积分级划分方案,以锦屏隧洞工程为例,将岩爆体积等级划分为五级,并确定相应等级的体积阈值.最后,基于改进的分类回归树(classification and regression tree,简称为CART)算法,构建了用于确定不同岩爆体积等级下各微震参数判别阈值的决策树,形成岩爆体积等级的6个单微震参数判据;进一步,提出一种基于多微震参数的岩爆体积等级综合判别的蛛网图方法,并通过案例反分析确定相应的判别准则,利用该方法可快速实现洞室开挖过程中岩爆潜在规模等级的判别.对收集所得岩爆案例进行回溯验证,结果显示,岩爆回判准确率总体达到85.2％,表明该方法具有较高的准确率与适用性.该研究能够为类似深埋地下工程岩爆灾害精细化预测水平的提高提供一种新的有效途径.

    岩石力学岩爆体积微震信息深埋隧洞聚类分析岩爆分级综合判别

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    下期内容预告

    697页
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    冲击地压自发性静-动状态突变机制试验研究

    钱源赵程幸金权潘昊宇...
    698-712页
    查看更多>>摘要：冲击地压自发性静-动状态突变行为是其成灾的关键一步,然而这一动力过程和对灾变的触发机制尚未得到广泛关注和清晰认识.为此,在改进传统煤-岩组合体室内试验方法的基础上,开展准静态位移加载条件下的冲击地压和静态脆性破坏物理模拟试验.通过搭建多源信息监测系统,捕捉了 ms级时间尺度上静、动力学数据的瞬态突变,从力学和能量角度研究自发性静-动状态转换的突变过程、形成机制和其在触发冲击地压中的作用,并据此提出冲击地压机制的新认识.研究发现冲击地压灾变过程中的围岩弹性回跳动力行为,并发现这一行为是控制灾害自发性静-动状态突变的关键.在力学方面,这一行为对煤岩产生了冲击荷载,直接触发了动力过程,可被认为是冲击地压的直接原因;在能量方面,这一行为以瞬态做功的形式,将围岩积累的应变能向煤岩汇聚,并缩短了煤岩失稳所需的时间,最终引起煤岩足够大的能量释放速率,可被认为是冲击地压动力灾变的内在原因.

    岩石力学静-动状态突变自发性弹性回跳动力灾变岩爆

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    深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压机制研究

    张翔朱斯陶张修峰姜福兴...
    713-727页
    查看更多>>摘要：深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压具备高隐蔽性、强破坏性、难防护性和长延续性的破坏特征,煤矿现场难以有效预警和防治.以巨野煤田某矿2305S工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,研究深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压机制.探讨了深厚表土综放采场岩-土地层初次、周期联动的空间结构和力学特征,设计了深厚表土综放采场断层煤柱承载地层传递载荷、上覆自重载荷和断层构造载荷的估算方法,提出了深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压的力学判据.根据模拟应力增速演变规律将断层煤柱回采过程划分为蓄能阶段和临界阶段,其中临界阶段整体失稳冲击危险水平快速提升.揭示了深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压机制:断层与沿空面斜交形成的断层煤柱具备高水平的基础应力,当工作面推进至岩-土地层初次联动阶段时,走向地层传递载荷提高了断层煤柱的应力水平,同时连续推采条件下其承载面积不断减小,当载荷量超过弹性承载区的失稳阈值时即发生整体失稳型冲击地压.设计了此类型冲击地压治理方案,包括采前整体冲击危险评估、井地联合区域监测-弹核应力局部预警、分级承载多层卸压设计.

    采矿工程冲击地压深厚表土断层煤柱整体失稳

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    山区斜坡中微型桩及油气管道变形机制模型试验研究

    马彦军吴红刚秦昌乐庞军...
    728-741页
    查看更多>>摘要：为探究不同形式微型桩加固下的滑坡-管道系统相互作用机制和破坏演变过程,以西南山区天然气管道滑坡抢险工程为背景,开展注浆常规桩和注浆花管桩防护边坡的大型室内模型试验.以应变、土压力传感器和百分表对滑坡系统内结构物的相应指标进行监测,通过对桩体弯矩、土压力和桩顶位移数据进行分析.研究结果显示,在滑坡体系中,由桩、滑体和管道组成的系统在滑坡发育中的变化具有协调一致性,变形可分为4个阶段:初始阶段、均匀变形阶段、快速变形阶段和破坏阶段.微型桩主要以发生在滑带附近的弯剪破坏为主,在滑带附近,桩前土压力达到最大值,花管桩以滑带为轴具有旋转趋势,导致桩底产生较大的土压力.弯矩大小整体上呈现出"S"形曲线分布,并且由于桩顶承台的联系作用,桩体上部产生较大弯矩.花管桩一侧由注浆形成的桩土复合结构能更好地抵抗滑坡推力,桩体达到极限强度并破坏之后,复合结构仍然能起到一定的抗滑作用.通过多元融合数据分析,观察到管道变形发生时间较晚,为抢险工作提供了时间窗口.管道主要表现为受弯破坏和挤压破坏,接口位置为管道防护的薄弱点.微型桩在山区油气管道防护中具有重要的应用潜力,进一步的研究和改进对微型桩在滑坡治理中的应用具有积极作用.

    边坡工程模型试验微型桩油气管道变形机制

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    考虑壁面接触率的花岗岩裂隙渗流传热特性试验研究

    高雪峰马丹张延军李樯...
    742-753页
    查看更多>>摘要：为实现深部高温矿井围岩地热资源的高效化利用与精准化产能评估,开展接触型花岗岩裂隙的渗流-传热试验研究.测量天然裂隙在不同法向应力作用下的接触率,制备具有接触凸起的岩芯裂隙试件,研究接触裂隙的渗透性质和对流传热性质在不同温压条件下的演变规律,并通过引入有效换热面积改进传统对流换热系数评估模型.试验结果表明,接触裂隙的等效水力开度随围压的衰减程度受接触率控制,反映了非均质裂隙渗透性质对围压的不均匀响应过程.接触裂隙的闭合变形对围压响应程度不同,导致等效渗透率随接触率的增加在高围压状态下表现出先增加后的下降趋势,而在低围压状态下表现为单调减小趋势.同一水压力梯度下,高温裂隙的累计产热量随着接触率的增加首先增加,然后降低.改进的对流换热系数模型表明裂隙的对流换热系数与接触率表现出正相关关系,而传统理论模型无法刻画这一演变特征.忽略天然接触特征将导致高温裂隙的对流换热系数被低估,且低估程度随着接触率的增加而增加.此外,基于改进模型获取的对流换热系数与体积流量之间并不严格遵循幂律相关关系,依赖流量对裂隙换热系数的估计效果需要进一步提升.

    岩石力学裂隙接触率传热渗流特征对流换热系数

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    基于砂型3D打印的复杂节理岩体变形破坏特征试验研究

    王文海蒋力帅何鑫王宗可...
    754-767页
    查看更多>>摘要：复杂节理岩体变形破坏特征对于指导工程岩体稳定性控制具有重要理论意义和工程价值.为了克服浇筑法难以制备复杂节理试件的局限以研究节理密度对岩体变形破坏特征的影响,采用砂型3D打印技术制备基于Monte-Carlo法的含复杂节理岩体试件,通过单轴压缩试验与数字图像相关技术(DIC)相结合,研究复杂节理密度对岩体力学特征、破裂演化过程及破坏模式的影响规律,探究复杂节理对岩体的劣化效应.结果表明:随着节理密度的增加,峰值强度和峰值应变呈指数型减小,弹性模量呈线性减小;峰前总能量、弹性应变能、耗散能和峰后盈余能量均呈指数减小,而峰后释放能则呈线性减小;节理的位置和倾角共同影响着试件裂纹产生及延伸,随着节理密度的不断增加,试件破坏所产生的裂纹更易沿着特定路径扩展,节理对裂纹扩展控制作用增强.研究成果能够为复杂节理岩体力学试验的进一步研究提供新的研究思路,为复杂节理岩体变形破坏机制与稳定性分析提供理论依据.

    岩石力学砂型3D打印复杂节理岩体节理密度力学特性破坏特征

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    不同小主应力和负温条件下冻结粉质黏土平面应变试验研究

    马芹永张鸿朋黄坤马冬冬...
    768-780页
    查看更多>>摘要：针对冻结法施工中的平面应变问题,利用改进的安徽理工大学冻土真三轴仪进行平面应变试验,分析冻结粉质黏土在不同小主应力和负温条件下的强度和变形特性,建立基于Weibull分布和Drucker-Prager强度准则的冻结粉质黏土损伤本构模型.理论和试验结果表明:同一温度下,不同小主应力下的应力-应变曲线呈现不同程度的硬化特征.破坏强度随小主应力的增加表现出先增后减的规律,随温度的降低呈线性增长的趋势.建立的非线性莫尔-库仑强度准则可以近似描述冻结粉质黏土的强度随小主应力增大而呈现出的非线性变化特征.不同试验条件下小主应力方向的应变均为膨胀变形,体应变均呈现剪缩的特性.随着小主应力的增大,试样的变形模量呈现先增后减的趋势;当小主应力相同时,其值随温度的降低而增大.当温度相同时,破坏时的中主应力随小主应力的增大同样表现出先增后减的趋势.建立的损伤本构模型可以较好地反映复杂应力路径下小主应力和温度对冻结粉质黏土强度和变形特性的影响.

    土力学冻结粉质黏土力学性能平面应变强度准则损伤本构模型

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