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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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    动力扰动效应影响下软岩蠕变损伤模型研究

    王泽祺胡斌李京陈魁奎...
    3229-3242页
    查看更多>>摘要：动力扰动效应严重影响着边坡工程和地下岩土工程的安全稳定性,为描述动力扰动效应影响下软岩蠕变损伤变形的演化规律,基于动力扰动效应影响下软岩蠕变损伤过程中黏度系数的演化规律,采用新型协同损伤计算方法,实现蠕变损伤各阶段黏度系数演化的定量化表达.基于协同损伤效应影响下软岩蠕变各阶段黏度系数的新型演化方程和改进的牛顿体元件,采用元件模型的方法,建立软岩一维蠕变损伤模型.在此基础上,引入塑性流动法则,建立协同损伤效应影响下软岩的三维蠕变损伤模型.依据动力扰动效应影响下软岩的蠕变试验数据,采用Levenberg-Marquardt优化算法,验证所建一维和三维蠕变损伤模型的正确性,并确定模型参数.结果表明:所建一维和三维蠕变损伤模型均能较好地描述动力扰动效应影响下软岩的时变变形,尤其是加速蠕变阶段.并对蠕变损伤模型的关键参数进行了敏感性分析,详细分析所建蠕变损伤模型的正确性和适用范围.

    岩石力学动力扰动协同损伤本构模型蠕变损伤黏弹塑性

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    基于微震监测及岩体损伤模型的露天-地下联合开采岩移过程数值模拟研究

    侯俊旭杨天鸿赵永马凯...
    3243-3256页
    查看更多>>摘要：为研究矿山露天-地下联合开采过程中围岩移动变化过程,以大红山铁矿露天-地下联合开采工程为依托,处理A34～A37勘探线间的微震事件,并对该微震事件时空分布规律进行研究.同时,推导可嵌入数值模拟中的基于微震事件的岩体损伤模型,利用该模型初步分析得到A34～A37勘探线间联采过程中岩体损伤及岩移发展过程,初步认为截至2019年,F2断层对地下矿开采导致的岩体移动的抑制作用基本失效,仅775 m标高附近的抑制效果存在,确定围岩陷落角为79.3°,移动角为74°.为确认基于微震监测的岩体损伤模型数值模拟计算的可靠性,采用随机介质放矿理论,结合现场实测地表塌陷情况,对数值模拟分析得到的岩移结论进行验证.研究可为类似矿山露天-地下联合开采岩移分析等提供一定参考.

    岩石力学露天-地下联合开采微震监测岩体损伤数值模拟岩体移动

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    基于波速场反演的爆破损伤区范围界定研究

    傅帅旸李海波吴迪王犇...
    3257-3266页
    查看更多>>摘要：岩体爆破损伤区范围的量化界定对于爆破作用下地下工程围岩稳定性评价、基岩开挖损伤控制等具有重要意义.基于多模板快速行进法(multistencils fast marching methods,MSFM)与同步迭代重建技术(simultaneous iterative reconstructive technique,SIRT),提出一种基于波速场反演定量确定岩体爆破损伤区范围的方法.通过对比反演所得波速场与己知波速场模型,验证所提方法的有效性.使用自主研发的OpenFDEM有限-离散元求解器进行爆破、波速测量模拟,采用自编程后处理程序处理波形数据,对爆破后模型的波速场进行重建.结合现行规范中岩体损伤表征的波速变化率判据,对比分析波速场中不同波速变化率区域与爆生裂纹区域.使用爆破损伤程度不同的区域等效半径与爆破孔半径之比,量化爆破损伤的范围.分别以波速变化率10％与15％作为岩体爆破轻微损伤以及完全损伤的阈值,爆破轻微损伤区及爆破损伤区等效半径与爆破孔半径之比分别为11.86与7.2左右.随着爆破荷载的增加,不同程度损伤区的形状逐渐变得不规则,等效半径增大.研究结果可为现场爆破损伤区范围的确定提供参考.

    岩石力学爆破损伤区波速场反演多模板快速行进法同步迭代重建技术有限-离散元模拟

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    基于声发射RA-AF值与kneedle算法的岩石拉剪破裂分类研究

    王聚贤梁鹏张艳博姚旭龙...
    3267-3279页
    查看更多>>摘要：利用声发射RA和AF值进行岩石破裂过程裂纹分类识别时,分界线方程的准确确定至关重要.开展花岗岩剪切声发射监测试验,基于声发射RA-AF的裂纹分类方法,分析分界线方程斜率k和截距b对裂纹分类结果的影响规律,借助拐点监测kneedle算法,形成精确确定分界线方程的方法,在此基础上对裂纹分类结果进行分析.结果表明,分界线方程的斜率k值和b值均对裂纹分类结果有影响,影响程度与二者值的大小有关,存在临界斜率k0和临界截距b0,小于临界值时分类结果受影响大,超过临界值时分类结果几乎不受影响.曲线拐点监测kneedle算法能够有效确定分界线斜率和截距的临界点,这为准确确定分界线方程中临界斜率k0和截距b0提供方法和依据.相比无截距时的分界线方程,若分界线方程存在截距b,剪裂纹占比会提升约20％.研究成果为确定声发射RA和AF值而进行岩石拉剪裂纹分类分界线方程提供了依据,有助于推动该方法在岩石力学方面的应用.

    岩石力学声发射RA值AF值裂纹分类

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    大理岩矿物成分及粒径对力学性质的影响

    谢欣玥程毅李松龄陈显辉...
    3280-3295页
    查看更多>>摘要：为更好地理解矿物种类与颗粒粒径对岩石力学性质的影响,以4种大理岩为研究对象,首先获得矿物成分、矿物微观力学性质、颗粒粒径及形状等基础数据,接着对它们的强度参数、变形性质及破坏模式进行试验测试,最后进行综合分析.结果表明:(1)郴州、房山、Carrara、贺州大理岩强度逐渐减小,延性逐渐增强,即白云石大理岩的强度与脆性都强于方解石大理岩;(2)只考虑颗粒粒径因素时,岩石强度与脆性随着粒径的增加而减小;综合考虑其他因素时,存在粒径大的岩石强度大、脆性强(延性弱)的可能;(3)黏聚力与单轴压缩强度关联性强,二者正向线性相关,黏聚力与抗拉强度关联则较弱;(4)单轴抗压强度与抗拉强度的比值与受压条件下的Griffith理论预测值误差较大,而起裂应力与抗拉强度的比值则稳定在7～12范围;(5)三轴压缩试验中当围压上升至设定围压后,围压在小范围内变化的趋势与轴向应力变化在整体上具有同步性.这些成果不仅加深了对矿物粒径效应的认识、丰富了岩石力学理论知识,也为将来的大理岩工程评估及计算分析提供大量基础数据.

    岩石力学大理岩力学性质矿物粒径矿物成分围压变化

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    割缝数量影响下穿层瓦斯抽采钻孔注浆后裂隙扩展研究

    王登科郭玉杰魏建平尚政杰...
    3296-3309页
    查看更多>>摘要：为解决煤矿瓦斯抽采难题,提高瓦斯抽采钻孔封孔效果,探究瓦斯抽采钻孔注浆封孔后岩石注浆体受割缝影响的力学性质劣化及裂隙扩展规律,开展岩石注浆体的工业CT扫描及三轴压缩试验,全面分析割缝对岩石注浆体力学性质的劣化作用和岩石注浆体受载破坏后的裂隙扩展规律.研究结果表明:三轴应力条件下,岩石注浆体试样破坏后,二维裂隙率和分形维数随割缝数量线性增加,并在割缝位置附近达到峰值,这表明钻孔割缝对岩石注浆体的裂隙扩展具有导向作用,且割缝数量为1时试样裂隙分布范围最小;试样在受载破坏后三维裂隙率和分形维数随割缝数量线性增加,欧拉数则随割缝数量呈现出线性减小的趋势,这表明钻孔割缝会改善裂隙连通性,使得裂隙网络趋于复杂;同时,4种不同割缝数量的岩石注浆体试样的抗压强度随割缝数量的增加而减小,但其渗透率随割缝条数的增加而减小,综合考虑选取1～2条割缝较为合理,并经现场试验验证了割缝注浆封隔一体化技术的合理性.

    岩石力学岩石注浆体裂隙扩展工业CT扫描割缝注浆封孔技术穿层钻孔

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    温度影响下石窟砂岩力学特性试验研究

    朱鹏熹王成龙蒋思维仉文岗...
    3310-3320页
    查看更多>>摘要：石窟寺所处环境长期面临着冷热交替作用,温度变化往往导致石窟围岩的力学性质发生变化.以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象,通过单轴压缩试验和巴西劈裂试验,对石窟砂岩的力学特性展开试验研究,分析不同温度和冷热循环条件下的石窟砂岩的应力-应变曲线、岩石强度、峰值应力和应变、弹性模量和破坏形态.结果表明:(1)10次冷热循环后,砂岩的单轴抗压强度降低,其中相较于自然冷却,水冷却循环会显著减小砂岩的单轴抗压强度.砂岩的抗拉强度受冷却方式影响较大,低温水冷却循环下砂岩的抗拉强度最小.(2)10次冷热循环作用后,砂岩的峰值应变降低.相较于自然冷却,水冷却循环会减小石窟砂岩的弹性模量,当冷热循环次数由5次增加到10次时,砂岩的弹性模量也会减小.(3)砂岩在单轴压缩下的破坏模式以剪切破坏为主,而冷热循环作用后砂岩破坏模式变复杂.砂岩在巴西劈裂下的破坏形式的主要区别在于裂纹形态和数量,遇水冷却循环作用后,砂岩主裂纹由直线形向弧形转化,或产生次裂纹.

    岩石力学石窟砂岩温度影响单轴压缩巴西劈裂力学特性

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    蚀变型金矿石水力压裂裂缝起裂扩展规律实验研究

    于骞刘江伟陈绍杰李亚康...
    3321-3332页
    查看更多>>摘要：蚀变型金矿石水压裂缝起裂扩展规律对水力压裂开采金矿具有重要意义,开展不同注水流量、不同最小水平主应力、不同注水孔与节理面夹角的蚀变型金矿石真三轴水力压裂实验.结果表明:(1)当蚀变型金矿石水平主应力差为1～3 MPa时,起裂应力为22.2～40.0 MPa;注水流量从5 mL/min增大到15,30 mL/min,起裂应力从16.53 MPa分别增大17.4％,34.3％;最小水平主应力从4MPa增大到5,6MPa,起裂应力从22.20MPa分别增大37.4％,80.2％;注水孔与节理面夹角从0°增大到45°,90°,起裂应力从22.20 MPa分别增大6.3％,24.9％;在相近的地应力条件下,蚀变型金矿石比煤岩、灰岩、砂岩、页岩等沉积岩起裂应力更大;(2)蚀变型金矿石水压裂缝按扩展路径可分为直线扩展和折线扩展2种模式;注水流量从5 mL/min增大到15,30mL/min,裂缝扩展方向与最小水平主应力方向垂直程度增高,转向次数由2次均减少至0次;最小水平主应力从4 MPa增大到5,6 MPa,裂缝转向次数由0次增加至1和3次,转向角度增大;注水孔与节理面夹角从0°增大到45°,90°,裂缝扩展方向受节理面干扰程度增大并偏向节理面扩展;蚀变型金矿石水压裂缝多为主裂缝,次级裂缝发育少分布简单,沉积岩次级水压裂缝数量多且分布复杂;(3)蚀变型金矿石裂缝面按照形貌特征可分为平滑裂缝面和粗糙裂缝面;注水流量从5 mL/min增大到 15,30mL/min,裂缝面凸起变小,凸起面积占裂缝面面积由63％降低至45％,0;最小水平主应力从4MPa增大到5,6MPa,凸起面积占裂缝面面积由0增至40％,45％;注水孔与节理面夹角从0°增大到45°,90°,裂缝面均保留节理面形貌特征且平滑无凸起;蚀变型金矿石裂缝面粗糙,而沉积岩裂缝面较平滑.

    采矿工程蚀变型金矿石水力压裂起裂应力扩展规律形貌特征

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    循环加卸载条件下红砂岩电阻率及声发射响应试验研究

    贾蓬王茵王琦伟卢佳亮...
    3333-3341页
    查看更多>>摘要：为研究不同饱和度砂岩在不同应力路径下电阻率及声发射信号演化规律,尤其是声发射平静期内电阻率的响应特征,采用干燥、半饱和及饱和红砂岩试件分别开展单轴压缩、等幅循环加卸载和增幅循环加卸载试验.试验结果表明:电阻率变化均与应力具有较好的一致性,能够反映岩石在荷载作用下内部孔隙变化和微裂隙压密闭合、裂纹萌生及扩展;随饱和度的增加,声发射平静期明显增加,电阻率的变化能够有效反映声发射平静期内亚临界裂纹的扩展和岩石内部损伤的累积;不同加载路径下,干燥试件导电机制为骨架导电,电阻率总体呈上升趋势;饱和试件导电机制主要为水导电,电阻率整体表现为下降趋势;当增幅循环加卸载应力超过峰值强度50％后,不同饱和度红砂岩Kaiser效应消失,Felicity效应出现,Felicity比随应力水平提升逐渐减小.

    岩石力学饱和度循环加卸载电阻率声发射Fecility比岩石破坏前兆

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    组合倾角对软硬介质组合岩体动态力学特性的影响

    王雁冰宋佳辉杨柳邹宝平...
    3342-3353页
    查看更多>>摘要：为探究冲击荷载下不同组合倾角软硬介质组合岩体的动力学响应特性,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)、高速相机和离散格子弹簧法(DLSM)数值模拟,对花岗岩-砂岩6种不同组合倾角软硬介质组合岩体进行动态冲击试验,研究6种不同组合倾角软硬介质组合岩体的应力波传播特征、应力-应变曲线差异、能量耗散规律、损伤演化特性以及总动能同岩体裂纹扩展之间的关系.结果表明:软硬介质组合岩体的动态力学特性及能量耗散规律均与组合倾角相关.组合倾角由0°增加至75°时,试件透射波幅值、峰值应力、动态弹性模量呈先增大后减小的变化趋势,反射波幅值呈先减小后增大的变化趋势.组合倾角为45°～60°,软硬介质组合岩体容易被破坏.组合倾角不仅会阻碍应力波传播也会影响胶结面两侧岩石的应力变化,使胶结面两侧岩体产生二次加载现象.岩体的损伤值随组合倾角增加呈倒"V"型变化,45°～60°范围内试件的损伤值最高.组合倾角越大,岩体破坏过程中总动能越低,裂纹则越少,试件的变形位移量越小.

    岩石力学组合倾角组合岩体分离式霍普金森压杆能量耗散离散格子弹簧法

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