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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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    不同入渗边界条件下简单均质砂土边坡失稳模型试验和数值模拟研究

    宋享桦谭勇陆烨刘俊岩...
    1204-1218页
    查看更多>>摘要：在实践中很多边坡工程常因功能需求呈现出复杂不同的入渗边界情景,但往往易被忽视.通过开展不同入渗情景(坡顶入渗、坡面入渗、全面入渗)的室内降雨边坡模型试验,借助DIC图像技术,捕捉暴雨诱发边坡失稳破坏的初始微小变形和宏观整体渐变位移,并结合CFD-DEM数值模拟,提取暴雨诱发边坡剪切带、接触力链的渐变云图,揭示不同入渗情景下简单均质砂土边坡的失稳灾变机制.结果表明:坡顶入渗易先引发坡脚破坏,而后沿坡面向上扩展,最终导致整体滑移破坏,其前期稳定阶段较长但破坏具有突发性,破坏形态呈上宽下窄的弧形态;坡面入渗易在坡肩和坡脚首先发生塑性变形,二者不断扩展并引发牵引式滑移破坏,破坏周期较长,呈上窄下窄中间宽的弧形状;全面入渗易引发整体破坏,具有突发性、直线型特点,破坏形态呈上宽下宽中间宽的形态.3种情景中,坡顶入渗导致边坡的破坏距离和破坏深度最大,其次是全面入渗,而坡面入渗最小.在相同降雨强度下,坡顶入渗因破坏周期较短且具有突发性,要比坡面入渗更加危险.此外,边坡每次破坏后易在滑移面后边缘形成应力集中的力链拱,表明边坡破坏后会呈现出一定的自稳性.

    边坡工程降雨砂土边坡模型试验CFD-DEM流固耦合入渗边界

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    1218页
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    定向剪切应力路径下类弱胶结软岩椭圆各向异性强度准则

    刘家顺郑智勇左建平王洋...
    1219-1229页
    查看更多>>摘要：地下工程开挖卸荷引起的围岩应力重分布将影响弱胶结软岩强度,导致巷道围岩产生不均匀大变形,甚至造成塌方、冒顶等安全事故.以膨润土、风积砂、石膏粉和滑石粉为原料制备类弱胶结软岩试样,利用GDS SSHCA空心圆柱扭剪仪开展主应力定向剪切试验,研究大主应力方向对弱胶结软岩应力-应变曲线、峰值应力(变)和抗剪强度的影响规律,探索主应力方向诱导的弱胶结软岩强度各向异性特征.结果表明:当0°＜α＜45°时(α为大主应力与竖直方向的夹角),试样产生轴向压应变和剪应变,且随着α的增加,试样轴向应变占比逐渐减小,剪应变占比逐渐增加;当α=45°时,试样以剪应变为主,并伴随体积扩容现象;当45°＜α＜90°时,试样受侧向挤压产生轴向拉应变与剪应变.当0°≤α≤30°时,峰值剪应力比(Tzθ/p')max随α的增加逐渐增大;而当30°＜α ≤90°时,(τzθ/p')max则随着α的增加逐渐减小;当α=30°时,(τzθ/p')max=0.81,为最大值,这表明软岩具有显著的各向异性特征.基于峰值剪应力比演化特征,假设(τzθ/p')max包络线为椭圆形,建立一个可描述弱胶结软岩各向异性的椭圆强度准则.利用三轴试验和纯剪试验确定模型参数并依据定向剪切试验结果验证模型的可靠性.研究成果可为地下工程围岩变形控制与灾害防治提供理论支撑.

    岩石力学类弱胶结软岩各向异性椭圆强度准则定向剪切峰值剪应力比

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    基于双剪统一强度准则砂岩真三轴卸荷损伤本构模型研究

    杜佳慧李文璞冯国瑞王泽...
    1230-1240页
    查看更多>>摘要：为完善真三轴加卸荷条件下砂岩损伤本构模型及参数确定方法,基于真三轴流固耦合试验系统,开展真三轴不同中间主应力、不同最大主应力加载速率条件下砂岩加卸荷试验,分析不同应力路径下砂岩的变形特征、各阶段渐进破坏特征和强度特性,选取真三轴加卸荷条件下适用的强度准则,建立可以有效描述砂岩受力破裂过程的损伤本构模型.结果表明:随着中间主应力的增加和加载速率的增加,砂岩试样起裂应力、损伤应力、峰值强度均增加.在两类应力路径下,双剪统一强度准则可以准确的描述砂岩强度特性.通过将双剪统一强度准则转化为合适的屈服函数形式,并考虑试样在不同主应力方向的损伤演化特性,建立真三轴损伤本构模型,对比分析模型参数对应变硬化特性的影响.模型分析结果与实际试验在不同主应力方向应力-应变曲线吻合,拟合结果较为稳定.该模型能准确反映砂岩微元强度受应力状态的影响,较好地反映砂岩不同主应力方向的受力破裂过程,可为实际岩石工程实践提供更好的理论指导作用.

    岩石力学卸荷渐进破坏双剪统一强度准则损伤本构模型

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    红层软岩软化的微-细-宏观界面关联过程与跨尺度级联效应

    廖进兰春晖吴勇桃刘镇...
    1241-1254页
    查看更多>>摘要：红层软岩灾变与水-岩界面作用过程密切相关,研究微-细-宏观关联过程与级联效应对于揭示其灾变机制具有重要意义.目前对软岩软化的研究主要集中于细宏观水-岩界面的表观特征,微-细-宏观界面关联特性及其跨尺度级联效应仍需进一步研究.针对这一问题,通过对软岩软化界面反应过程的微观化学反应、细观物理特性与宏观力学作用进行分析,建立水-岩界面的关联过程.依据能量流理论与级联概念,对软岩破坏的跨尺度级联效应进行分析.结果表明,水溶液阳离子浓度、软岩颗粒骨架外孔隙的占有比例和软岩崩解物质量3个因素,可以很好地阐述水-岩界面的关联过程.软岩软化过程中微-细-宏观级联因子均呈现逐级递增的趋势.解决了红层软岩软化水-岩界面关联过程的不完善与级联效应的跨尺度问题,为揭示软岩软化的深层次机制提供参考.

    岩石力学红层软岩软化微-细-宏观界面关联跨尺度级联效应

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    冻结砂岩冲击及爆破破岩能量耗散等效模型研究

    张硕彦蒋楠姚颖康周传波...
    1255-1269页
    查看更多>>摘要：为探究寒区爆破工程中冻结岩体的可爆性差异,对不同含水率的冻结砂岩进行SHPB冲击试验,并结合柱状炸药能量分布的理论解析,研究冻结砂岩冲击及爆破破岩能量耗散特性,进而提出冻结砂岩爆破炸药单耗模型,同时运用数值模拟方法进一步修正单耗模型.研究结果表明:(1)随着含水率提高,砂岩试样的破坏程度逐渐加剧;相同含水率下,冻结砂岩试样的破坏程度要弱于常温砂岩试样.(2)随着含水率w提高,常温和冻结砂岩试样的耗散能量均逐渐降低;相同含水率下,冻结状态砂岩的冲击耗散能量均高于常温状态砂岩;当含水率为0w,0.25w,0.50w,0.75w,1.00w 时,其耗散能量增幅分别约为 21.6％,64.9％,80.3％,78.2％,83.3％.(3)等效处理砂岩的冲击破岩耗散能量和柱状乳化炸药的爆破破岩能量,得到砂岩的爆破炸药单耗与含水率的拟合公式.(4)采用ANSYS/LS-DYNA的SPH粒子流算法进行爆破漏斗试验模拟,基于立方根相似定律,对砂岩的爆破炸药单耗进行修正,并对修正后常温和冻结状态砂岩的爆破炸药单耗进行拟合,得到修正的炸药单耗模型.

    岩石力学冻结砂岩SHPB冲击试验能量耗散SPH粒子流炸药单耗模型

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    基于双层Winkler地基的盾构穿越管线挠曲与脱空分析

    林存刚王忠杰郭成超王复明...
    1270-1281页
    查看更多>>摘要：盾构掘进诱发上覆管线的挠曲和脱空分析对其结构保护至关重要.基于双层Winkler地基并考虑管线上覆与下卧地基刚度差异,对盾构隧道开挖上覆管线挠曲和脱空进行理论与模型试验证实分析.基于荷载板试验对传统管线砂土地基承载理论加以修正,提出适用于盾构穿越管土相互作用分析的砂土地基刚度和极限承载力取值建议.参数分析发现,管线脱空宽度随管线抗弯刚度和隧道开挖地层损失增大而变大,但变化速率递减;当地层损失或管线抗弯刚度较大时,管土线弹性相互作用理论和考虑界面脱空的单层地基计算方法均高估了管线挠曲和弯矩,而考虑界面脱空的双层Winkler地基计算方法可更准确地预估管线挠曲.

    隧道工程双层Winkler地基盾构掘进管土相互作用界面脱空模型试验地基承载理论

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    软黏土地基离心模型分层预压与机载联合制备方法

    兰景岩咸甘玲王永志王体强...
    1282-1290页
    查看更多>>摘要：制备软黏土地基的离心模型既是试验的前提和基础,同时也是技术难点.提出一种基于常规重力条件下分层预固结与离心机固结相结合的饱和软黏土离心模型的制备方法,详细阐述分层固结法的原理及步骤,分析固结过程中孔隙水压力及竖向位移的变化,并与压缩量的理论计算结果进行对比.结果表明:对于分层预压固结,在施加每一级荷载作用时,可将沉降速率0.2 mm/h以及超静孔隙水压力消散速率0.2 kPa/h作为软黏土模型固结稳定的条件;对于离心机固结,当离心加速度达到目标值5 h后,模型达到固结稳定状态,可将超静孔隙水压力消散达2kPa/h且地表竖向沉降量达0.15mm/h作为软黏土模型的离心固结的稳定条件.研究成果和试验步骤可供今后软黏土离心振动台试验的模型制备提供方法参考和技术支撑,对于提高软黏土离心模型的制备精度具有一定的科学意义.

    土力学饱和软黏土离心模型试验分层固结排水超孔隙水压力

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    考虑颗粒形状影响的砂土剪切波速研究

    刘鑫徐新钰黄良兰恒星...
    1291-1300页
    查看更多>>摘要：天然砂土的形状往往差异较大,为研究剪切波在不同形状砂土中的传播特性,首先选取3种不同形状的石英砂开展颗粒形状分析;其次,采用安装有弯曲元系统的三轴仪对砂土试样进行剪切波速测试及三轴剪切试验,获得3种石英砂的剪切波波速及其临界状态线.试验结果表明:(1)在相近的孔隙比和围压下,随着整体规则度OR降低,石英砂试样的剪切波波速Vs逐渐增大;(2)基于临界状态土力学中的状态参数,提出计算石英砂剪切波波速的归一化模型,并采用文献中的数据对模型进行验证,发现其预测精准度较好;(3)在上述模型的基础上,提出采用剪切波波速预测不同形状石英砂剪切特性的新方法.上述成果为用原位剪切波波速判别复杂形状砂土层的剪切失稳特性提供依据.

    土力学石英砂颗粒形状弯曲元剪切波波速状态参数

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