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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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    非饱和边坡锚托板支护结构稳定性分析

    彭俊国黄宇豪宋然然章承志...
    1443-1454页
    查看更多>>摘要：为了完善锚托板支护边坡的设计方法,根据边坡内部平衡提出锚托板尺寸的计算公式,通过变分法和极限平衡法得到非饱和锚托板支护边坡安全系数的计算公式.利用瞬态渗流模拟降雨工况,得到边坡安全系数随降雨时间的变化规律,并分析边坡安全系数变化的内部机制.通过4个算例将安全系数的计算结果与现有方法的计算结论进行对比,验证本文方法的合理性.分析降雨强度、地震工况和锚托板支护工况对边坡稳定性和滑移面的影响,结果表明强降雨和地震都会显著降低边坡稳定性,水平和竖直向上的地震力会导致更深的滑动面,而竖直向下的地震力却会导致更浅的滑动面.提出方法不仅可以计算饱和与非饱和边坡安全系数,而且可以计算瞬态渗流、稳态渗流下的边坡安全系数,有较强的适用性.为了便于工程应用,通过对比将锚托板布置在不同竖向间距时的边坡安全系数,给出锚托板竖向3 m间距布置的工程建议.提出锚托板尺寸设计的简便方法,由简便设计方法得到的锚托板尺寸远低于目前的经验设计尺寸.

    边坡工程变分法锚托板瞬态渗流地震作用

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    低刚度加载诱发煤样冲击破坏特征及其机制

    卢志国高富强鞠文君娄金福...
    1455-1467页
    查看更多>>摘要：冲击地压刚度理论认为加载刚度降低是煤柱冲击的必要条件之一,为量化低刚度加载对煤体力学性质及破坏特征的影响,选取不同弹性模量岩石材料与煤样构成不同刚度比组合试样,岩石作为煤样的直接加载体,实现对煤样的低刚度加载,获取煤岩组合试样各项力学参数,并分析其宏、细观破坏特征;收集煤样破坏后碎屑,量化碎屑尺度及散落空间分布特征,利用高速相机记录煤样碎屑弹射过程,获取弹射碎屑的体积、速度、动量及动能等参量描述其弹射特征,以碎屑尺度、散落空间分布及弹射特征,定量评价组合试样中煤样破坏烈度.利用黏贴于试样表面应变片获取加载过程变形特征,结合试验机记录载荷数据,计算能量演化,从能量角度分析组合试样中煤样冲击破坏机制.研究发现:(1)组合试样中煤样均发生冲击破坏,加载阶段岩石被压缩而积累弹性应变能,当煤样破坏时,所积累能量中超过90％随岩石回弹变形而释放对煤样做功,导致煤样冲击破坏.(2)组合试样轴向变形是岩石和煤样变形的综合,峰值强度时刻煤样轴向变形量相对恒定,不同组合模式下,组合试样轴向变形量的差异主要取决于岩石,峰值强度时刻岩石轴向应变随弹性模量增大而减速降低.(3)随岩石弹性模量降低,峰前变形量呈反比例函数增大,弹性应变能积累量增加,峰后能量释放量急速增大,导致煤样破坏烈度随岩石弹性模量降低而非线性加剧.(4)峰值强度时刻岩石轴向应变、煤样破坏烈度等参量随组合试样中岩石弹性模量演化规律的非线性特征突出:当岩石与煤样弹性模量处于同一量级时,各参量对岩石弹性模量变化响应显著;当岩石弹性模量显著高于煤样时,各参量对岩石弹性模量响应程度减弱.

    岩石力学煤岩组合试样冲击破坏力学性质变形特征能量演化破坏烈度

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    预应力锚索自由段剪切破坏机制研究

    冯超刘少伟付孟雄吕谦...
    1468-1479页
    查看更多>>摘要：端部锚固型锚索作为一种高效且经济的加固手段,在岩体支护领域应用广泛.端锚锚索自由段剪切破坏是工程实践中常见的一种锚索破坏类型,其破坏机制与全长锚固型锚索有着本质差别,需要进一步深入研究.综合采用实验室试验、理论分析和数值模拟等研究方法,明晰了锚索自由段剪切破坏特征,揭示了预应力锚索自由段板剪切破坏力学机制和细观演化规律.研究结果表明:节理面剪切作用引起锚索内形成耦合增长的轴力和剪力,钢绞线断口同时存在拉伸和剪切破坏2种类型;反弯点处锚索轴力和剪力呈正相关关系,基于拉剪复合破坏准则,较好地解释了锚索剪切破坏力学机制;锚索剪切过程中同时存在拉应力集中区和拉剪复合应力集中区,锚索外缘钢绞线表面剪切损伤导致其较早破坏,锚索内力演化规律证实了锚索剪切破坏属于拉剪复合破坏.研究结果为锚索支护技术的发展提供一定的参考作用.

    岩石力学岩体支护剪切破坏锚索自由段力学模型数值模拟

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    酸敏性弱胶结人工砂岩制备方法及酸蚀渗流试验初探

    杨昕洪义王立忠国振...
    1480-1491页
    查看更多>>摘要：碳封存是CO2减排、缓解全球变暖等环境问题行之有效的方法.储层孔渗特性是决定CO2封存效率的关键因素,其中,方解石型胶结酸蚀弱化是一种重要的影响机制,因而需要开展酸敏性弱胶结砂岩研究.开发酸敏性弱胶结人工砂岩制作方法,开展酸蚀过程酸敏性弱胶结砂岩变形分析,并探明酸蚀前后岩芯渗透率变化规律.首先,基于响应面法设计试验,研究不同脲酶活性、胶结液浓度、脱脂奶粉浓度对酸敏性弱胶结人工砂岩强度影响规律,建立考虑多因素的酸敏性弱胶结人工砂岩回归模型.其次,开展不同应力下酸敏性弱胶结人工砂岩酸蚀渗流试验,分析酸蚀过程岩芯变形规律:酸蚀过程中,岩芯体应变随酸蚀渗流量呈线性增长趋势,酸蚀渗流诱发的胶结弱化可使岩芯体缩应变超4％.最后,研究酸蚀前后岩芯渗透率变化:在高围压状态下,渗透率可降低70％.研究初步揭示了弱胶结砂岩酸蚀特性,对CO2地质封存有一定的指导作用.

    岩石力学CO2地质封存酸敏性弱胶结砂岩响应面法酸蚀渗流

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    三轴压缩荷载下爆破损伤砂岩强度及变形特征试验研究

    王浩宗琦汪海波王梦想...
    1492-1504页
    查看更多>>摘要：为探究不同围压状态下爆破荷载损伤顶板砂岩强度、变形及损伤特征,利用三轴加载装置对3种不同损伤度砂岩试件开展常规三轴压缩试验,并结合电子数码显微镜获取不同损伤度试件细观结构,分析爆破荷载损伤、围压对砂岩试件强度、黏聚力、体积应变、破裂破碎形态及细观结构的影响规律.结果表明:(1)相较于未损伤试件,围压0MPa时振动损伤、爆破损伤试件损伤度分别为5.53％,18.87％,未损伤试件峰值应力、黏聚力及内摩擦角均高于振动损伤试件与爆破损伤试件,爆破荷载作用对砂岩强度产生明显劣化作用,且爆破损伤试件损伤度高于振动损伤试件.(2)不同损伤度试件峰值应力均随围压的增大呈线性增长,同时围压的存在限制了试件的变形,在达到相同应力时承受围压试件所产生的变形程度更小.(3)0MPa围压时未损伤试件极限体积应变是振动损伤试件、爆破损伤试件的1.65,1.46倍,10MPa围压时是振动损伤试件、爆破损伤试件的1.85,1.49倍,未损伤试件整体均质性及承载能力较高,其自身能够承受荷载作用下的变形程度更大.(4)围压的增大使得试件破裂破碎程度先降低后增大,试件呈剪切破坏、张拉破坏及压缩破坏多种破坏模式共存.在细观结构层次上爆破荷载损伤砂岩产生大量新生节理、裂纹及断层,且爆破损伤区损伤程度高于振动损伤区.

    岩石力学三轴压缩爆破损伤顶板砂岩峰值强度体积应变破裂破碎细观结构

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    软弱破碎围岩地层预应力管-索结构的提出及应用

    余涛罗虎姜逸帆姚志刚...
    1505-1518页
    查看更多>>摘要：针对高地应力软弱破碎围岩隧道变形控制难题,分析不同类型锚杆优点和不足并结合模型试验,研发一种隧道新型预应力管-索结构,详细阐述其结构形式及受力机制,通过理论分析,建立深-浅预应力体耦合力学承载模型,并对其承载效应进行系统分析,最终,通过现场试验验证新型结构的可靠性.研究结果表明:预应力管-索支护结构能够实现"注浆加固、承载结构形成及应力扩散"的协同作用,进而实现对支护强度的2次放大.对管-锚支护而言,注浆提高预应力体力学参数是围岩控制的关键手段,但调整管-索间排距提升围岩承载能力的方式在施工中更为直接高效;进一步分析表明,浅层预应力体合理厚度b1为隧道半径r0的0.8倍,深层预应力体合理厚度b2为隧道半径的1.44倍,可为管-索的参数设计提供一定依据.工程实践表明预应力管-索支护能够有效提高软弱破碎围岩的稳定性,为类似工程提供参考.

    隧道工程软弱破碎围岩管-索结构深-浅预应力体承载增强系数工程应用

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    降雪、温差作用下大尺寸砂岩风化模拟试验研究

    刘晓颖郭青林张博尚东娟...
    1519-1534页
    查看更多>>摘要：砂岩质石窟寺在冻融循环作用下,会引起不同程度的风化病害.以甘肃北石窟寺为研究对象,以所处赋存环境的多因素变量耦合关系为依据,在多场耦合实验室开展降雪-温差条件下的大尺寸砂岩风化模拟试验.结果表明,反复的降雪-温差作用下,在微观上,冻胀消融使得砂岩表现出表层砂岩胶结物几乎全部消失,内部砂岩胶结方式以接触式为主以及孔隙增多增大的劣化特征;宏观上,呈现出水分入渗深度增大、损伤区域及损伤程度逐步扩展,并伴随着起翘脱落、变色加深、裂隙发育的表观现象,力学上,表现为强度逐渐降低的趋势,并根据不同岩性砂岩划分出5类响应敏感区域,揭示了降雪-温差作用下砂岩的渐进累计风化机制.

    岩石力学砂岩石窟寺冻融循环降雪-温差多因素变量耦合风化机制

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    多级/多频列车荷载-湿化耦合作用下有砟轨道路基翻浆冒泥颗粒迁移及动力特性研究

    韩博文蔡国庆落宇杰张国光...
    1535-1548页
    查看更多>>摘要：多级/多频列车荷载-湿化耦合作用下有砟轨道路基翻浆冒泥路基病害严重影响铁路正常运营,其发生机制尚不明确.开展多级/多频列车荷载-湿化耦合作用(MSC-W/MFC-W)下,有砟轨道路基翻浆冒泥模型试验.试验结果表明:在非饱和状态下,2种工况均无显著颗粒迁移现象产生,MSC-W工况下的累积轴向变形较MFC-W工况更加显著;饱和或接近饱和状态下,2种工况均在动孔隙水压力驱动下产生显著翻浆冒泥现象,MFC-W工况的翻浆冒泥程度、细颗粒层位移、道砟污染指数均显著高于MSC-W工况;对于降雨频繁的既有线铁路进行提速改造时要特别重视路基翻浆冒泥病害防控.

    土力学有砟轨道路基模型试验多级与多频循环荷载累积轴向变形颗粒迁移动孔隙水压力翻浆冒泥

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    砂土与结构物界面的应力-位移-微结构特性及本构模型

    叶至韬高玉峰黄星博孙逸飞...
    1549-1560页
    查看更多>>摘要：砂土与结构物界面受剪时微结构会发生演变,并产生状态依赖的应力位移行为.采用界面直剪仪对不同常法向刚度和常法向应力条件下的砂土-钢板界面进行单调和循环剪切试验,并通过高清图像识别技术分析剪切过程中的界面微结构的演变,发现:常法向刚度和常法向应力条件下单调剪切时界面均发生不同程度的剪胀,常法向应力条件下的剪切会使试样产生更明显的软化行为和较多的微结构变化,即颗粒概率熵会随着剪切位移的增大而逐渐增加;循环加载时,处于临界状态线下方的界面土会交替出现剪缩和剪胀现象,伴随着界面的微结构发生波动演变,界面总体会表现出较强的剪缩;先期循环剪切会使得界面发生强度弱化;可见微结构演化影响着界面土的剪胀.为描述此类现象,提出基于微结构演化的动态剪胀状态线,据此建立砂土-结构物界面的非关联随动硬化弹塑性本构模型.模型有12个参数,均可通过试验获得.通过模拟试验数据发现,模型可以合理描述界面的剪胀和软化等力学行为,特别是循环荷载作用下界面的强剪缩行为.

    土力学界面微结构剪胀状态参数本构模型

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