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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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    隧道横穿主滑面系统"成灾模式-监测数据"双驱动地震损伤评价方法

    牌立芳吴红刚梁柯鑫周平...
    3841-3860页
    查看更多>>摘要：高烈度区坡体病害地段山岭隧道面临高度非线性、复杂时变性、多元不确定性地震响应难题,传统分析手段难以有效应对,"模式-数据"双驱动融合对隧道衬砌损伤性态准确评价至关重要.开展隧道横穿主滑面系统地震损伤和动力响应特性振动台试验,提出振动模型边界效应和系统动力特性评价方法.基于模型场地土损伤状态,联合希尔伯特-黄变换(HHT)与信息熵理论,提出一种基于边际谱嫡值的模型场地土破坏"模式-数据"双驱动融合评价方法.利用EMD分解和HHT频带能量谱,提出一种衬砌结构EMD能量损伤指数"模式-数据"双驱动融合评价方法.经震后模型场地土和衬砌损伤状态测试,印证边际谱嫡值破坏模式评价方法与EMD能量损伤参数的合理性.结果表明:隧道横穿主滑面系统整体呈后缘沉降挤压-中部滑移拉动-前缘剪出鼓胀的失稳模式.基于边际谱熵值揭示的坡体破坏过程、滑面位置与振动台试验再现的破坏特征基本一致,证明双驱动融合方法的可靠性.模型场地土 HHT能量谱频率主要集中在0～25 Hz.衬砌HHT能量谱峰值时刻(18.07 s)较模型场地土滞后,且不同特征部位的瞬时频率不同.损伤指数分布与衬砌特征部位空间位置相关,激振强度0.4 g时,EMD损伤指数均大于90％.经震后模型检验,根据EMD能量损伤指数突变情况能定位衬砌结构损伤部位及判断损伤程度.为高烈度区坡体病害地段隧道建造与运维过程中监测分析、损伤定量评价等提供一种新的视角和范式.

    隧道工程隧道穿越滑面地震作用"成灾模式-监测数据"双驱动信息熵理论希尔伯特-黄变换损伤评价

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    贡山县进藏通道群发性滑坡地质特征与降雨阈值

    陈贺付有旺
    3861-3871页
    查看更多>>摘要：云南贡山县进藏通道降雨型滑坡频发,2020年5月有气象记录以来最大的强降雨诱发了群发性滑坡.为探讨进藏通道群发性滑坡地质特征、降雨阈值和预警方法,基于ArcGIS平台分析不同地质环境因子条件下群发性滑坡的分布特点,形成基于贝叶斯推断法和核密度估计法的滑坡降雨阈值和累积概率预警曲线构建方法,建立并讨论不同最短无雨间隔时间(SRIT)条件下贡山段公路滑坡降雨强度-持续时间阈值曲线.结果表明:浅表层滑动的群发性滑坡由2004～2020年同时段连续性最强、增速最快、峰值强度最大的极端降雨诱发;降雨阈值尺度参数α和形状参数β随SRIT增大而减小;特定区域SRIT存在上限值,大于该值时降雨阈值变异较大;诱发贡山段公路滑坡的降雨强度比持续时间更加重要;降雨阈值构建方法和预警方法具有合理性和客观性,SRIT为12h(旱季)+24 h(雨季)更适用于贡山段公路滑坡降雨阈值.

    边坡工程群发性滑坡降雨阈值最短无雨间隔时间

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    基于安全稳定率的岩质边坡稳定问题研究

    孙杰涛李海枫
    3872-3884页
    查看更多>>摘要：岩质边坡具有明显结构特性,不同坡体结构类型的边坡,其变形破坏特性及稳定性也不相同,现有评价岩质边坡稳定性的指标较难定量、客观地反映不同坡体结构类型岩质边坡稳定性的相对差别.为此,在边坡安全系数K概念基础上引入一个评价岩质边坡稳定性的安全度指标——岩质边坡安全稳定率γK,该指标为考虑坡体结构特性时岩质边坡的安全系数与不考虑坡体结构特性时岩质边坡的安全系数的比值,是表征岩质边坡稳定性的相对指标.基于有限元强度折减法对3类基本结构面岩质边坡与9类典型坡体结构的岩质边坡安全稳定率计算分析发现:I类结构面边坡的安全稳定率最低,Ⅲ类结构面边坡的安全稳定率最高;不同坡体结构的岩质边坡安全稳定率在一定范围内变动,其分布规律与实际岩质边坡稳定性分类结果基本一致.上述研究成果表明,安全稳定率γK不仅能够客观反映结构面对岩质边坡稳定性的影响,而且能够定量反映不同坡体结构类型岩质边坡稳定性的相对差别;安全稳定率可作为一种全新的反映坡体结构特性对岩质边坡稳定性影响的量化指标,用于评判不同坡体结构类型的岩质边坡稳定性.

    边坡工程坡体结构岩质边坡安全系数安全稳定率稳定性评价

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    一种基于相对增益矩阵的人工边界条件空间耦合度计算方法

    侯红伟李建波李志远李艳朋...
    3885-3894页
    查看更多>>摘要：高精度的人工边界一般具有时空耦合特征,但由于缺乏相应的定量评价指标,使得目前在评估人工边界的空间耦合状态时受到极大的限制.为此,基于相对增益矩阵(RGA)提出一种评价高精度人工边界空间耦合状态的计算方法.该方法通过求解RGA与单位阵两者差值矩阵的m1-范数,并选取关于矩阵总元素的均方值定义为均值耦合度,弥补了传统线性系统理论中耦合度仅能描述系统固定自由度数目的不足.以黏弹性人工边界验证所提方法的正确性,并采用薄层法(thin-layer method,TLM)与比例边界有限元法(scaled boundary finite element method,SBFEM)研究该方法评价结果的合理性和适用性.分析不同地基区域范围以及近场阻尼对高精度人工边界空间耦合特征的影响,讨论对动刚度矩阵微小元素进行设限取舍作为高精度人工边界一种解耦方式的可行性.结果表明,提出的人工边界条件空间耦合度计算方法具备良好的适用性,采用的解耦方式显著地降低了存储成本.

    地基基础工程土-结构动力相互作用高精度人工边界时空耦合相对增益矩阵均值耦合度

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    雨水入渗致边坡失稳宏细观机制的离心模型试验研究

    曲立强杜强
    3895-3906页
    查看更多>>摘要：为探究降雨作用下雨水入渗特性及其致边坡失稳的宏细观机制,考虑降雨强度和渗透性的影响,分别以石英砂与细砂为土样制备试验坡体,各进行3种不同降雨强度的离心模型试验.试验过程中记录坡体的湿润锋运移特征、坡体破坏模式和特定区域内颗粒运动,并监测坡体不同部位处孔隙水压力的变化.试验结果表明:(1)降雨作用下,坡体内湿润锋以"椭圆弧状"向深层运移,其运移速率先快后慢.增大降雨强度或渗透系数,湿润锋运移速率也随之增大.(2)坡体发生不同破坏模式的细观机制是降雨作用下,不同渗透性坡体内细颗粒迁移与流失的情况不同,坡体内高含水率区域位置不同.(3)坡体渗透性不同,孔隙水压力增长模式不同.当坡体渗透系数较小时,孔隙水压力变化曲线呈I型(单次陡升骤降)增长;当坡体渗透系数较大时,孔隙水压力变化曲线呈Ⅱ型(多次升降起伏)增长.(4)不同的孔隙水压力增长模式导致坡体发生不同的破坏模式,引入孔隙水压力峰值点线的斜率k表示坡体破坏的整体性.当孔隙水压力增长模式呈Ⅰ型时,k较大,坡体发生整体滑动;当孔隙水压力增长模式呈Ⅱ型时,k较小,坡体逐级发生分块滑动.该研究结果可为降雨型滑坡的防治提供试验依据.

    边坡工程湿润锋孔隙水压力离心模型试验破坏模式渗流特性

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    弹性模量跌减效应下应变软化围岩开挖力学响应

    崔岚廖哲贤盛谦郑俊杰...
    3907-3922页
    查看更多>>摘要：深埋隧道围岩常处于高地应力、高孔隙水压、高地温等特殊赋存环境中,开挖后易发生大变形,围岩变形过大会引起结构的变形、开裂甚至失稳破坏.抑制围岩产生过大变形对深埋隧道的安全性和可靠性至关重要.通过既有研究中围岩在三轴循环加卸载试验中的力学响应,采用非线性拟合方法,构建岩石弹性模量非线性跌减模型,可有效反映弹性模量在围压与塑性应变影响下的变化趋势.基于岩石模量跌减模型,采用有限差分法推导出深埋隧道应变软化围岩应力-应变场与位移场的数值解答,结合该数值解答,并根据围压及塑性应变对围岩弹性模量的影响,分析临界软化系数及围岩质量对塑性区域围岩弹性模量分布状况的影响,探讨隧道在不同弹性模量模型下的围岩变形规律,结果表明,围岩在弹性区的变形主要受峰值弹性模量影响,弹性模量在塑性区域非线性变化,对应塑性软化阶段变化较快,变化量也更大,进入塑性残余阶段后变化率骤减,弹性模量趋于稳定,并在洞壁处达到最小,以往假定弹性模量为恒定峰值的研究方法对洞壁处围岩变形的求解偏小,隧道设计的安全性不足.

    岩石力学深埋隧道弹性模量非线性跌减应变软化有限差分法

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    活动断裂带引水隧洞围岩蠕滑机制及围岩-衬砌结构力学响应研究

    刘文博曹立周辉赵成伟...
    3923-3935页
    查看更多>>摘要：为了研究断层倾角对活动断裂带引水隧洞围岩蠕滑机制和隧洞衬砌结构力学响应的影响,开展不同断层倾角作用下隧洞衬砌结构过活动断裂的蠕滑物理模型试验.分析不同断层倾角作用下活动断层的位移模式、衬砌的环向应变、纵向应变、围岩与衬砌接触压力的变化规律以及衬砌结构的启裂→扩展→破坏的整个过程.结果表明:不同断层倾角和不同错动量级作用下,隧洞轴线位移模式曲线均为"S"型,在错动盘和影响带之间存在滑动,该区间位移模式曲线的非连续特征明显.位移梯度曲线的峰值代表了位移变化的快慢,曲线的快速偏转区和峰值区域也对应着衬砌结构的严重破坏区.通过位移梯度定义了错断风险评估指标,发现随着活动断裂带倾角的减小,隧洞衬砌结构在破碎带区域更容易发生错断,且破坏程度也越加严重;同时,随着活动断裂带倾角的减小,高错断风险区域逐渐贯穿整个破碎带区域,故错断风险评估指标可以作为评价结构破坏严重程度的定量指标.对于隧洞外观破坏情况,位于错动盘和上影响带交界区域的衬砌更容易发生错断.随着活动断裂带倾角的减小,衬砌结构破坏影响范围和破坏范围与洞径的比值也逐渐增大.在断层倾角为90°时,破坏范围与洞径的比值为1.36,在断层倾角为70°时,破坏范围与洞径的比值为1.88,在断层倾角为60°时,破坏范围与洞径的比值为2.64.因此,隧洞衬砌结构垂直穿越活动断裂带发生错断的风险最小.

    岩石力学断层倾角蠕滑运动位移模式破碎带错断风险评估指标

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    重庆市万州区滑坡灾害危险性评价研究

    谢晓卢晓宁沈文宇马启民...
    3936-3950页
    查看更多>>摘要：基于滑坡发生成因选取评价指标,设计客观、合理的评价和分级方法,实现区域滑坡灾害危险性评价对防御滑坡灾害和准确预警具有现实意义.基于现有滑坡危险性评价中,评价指标欠全面、评价指标分级偏主观、评价结果无法直接衡量出不同因子对区域整体及各危险区滑坡影响程度大小的现状,以滑坡灾害严重的重庆万州区为例,在充分考虑评价因子合理性的前提下,应用客观划分评价因子等级的证据权法,对区域滑坡灾害的危险性进行评价,并通过结合滑坡危险性敏感程度指数(Sw)、创建的滑坡危险性影响程度指数(SI)及不同危险区影响程度指数(HW),量化各评价因子整体对区域滑坡发生的敏感程度和影响程度,以及对不同危险区的影响程度的差异,为降低区域滑坡危险性提供更准确和针对性的理论参考,对提高区域滑坡灾害的有效防御能力具有重要意义.研究表明:(1)经独立性检验确定了剔除地形起伏度的万州区滑坡灾害危险性评价指标体系,该评价体系较全面概括了滑坡发生成因.(2)在评价指标初分级的基础上,结合证据权值、滑坡面积比和分级面积进行基于证据权法的评价指标终分级,实现证据权法支持下的区域滑坡危险性评价,评价结果经成功率曲线法验证,精度达72％,从指标选取和评价精度上体现出本研究方法的可靠性.(3)Sw和SI指数分析得出,高程、道路距离、多年平均降雨量因子的区域整体敏感程度和影响程度均居前三,但其余因子在敏感程度和影响程度的排序上表现出差异性,说明SI指数创建的必要性和科学性.(4)Hw指数说明,高、中和低危险区滑坡评价因子表现出与区域整体一致的影响程度特征,但较高危险区以道路距离因子影响程度最大;较低危险区则以归一化植被指数的影响程度上升为第二位,体现出Hw指数构建必要性.(5)低危险区主要位于植被覆盖度较高的高海拔区,此处常绿阔叶林和针叶林对滑坡发生有着抑制作用;高危险区主要位于万州区人类活动集聚特征显著的主城区,沿长江及其支流分布,且降水量多集中在1213～1 229 mm 的低海拔区,该类区域应通过开展合理的减滑工程措施、抗滑支挡工程措施及绿化护坡等,实施工程治理措施,以达到降低区域滑坡危险性的目的.

    边坡工程滑坡危险性评价证据权法GIS

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    非均质地层网格加密与稀疏并举的高阶单元自适应上限有限元研究

    郑响凑秦傲韩杨峰阳军生...
    3951-3959页
    查看更多>>摘要：岩土极限上限有限元网格自适应策略常以"后验"方式捕捉塑性破坏区,可能引起刚性与塑性缓冲区过度加密.同时,自适应上限有限元初始网格不宜过于稀疏,以避免初始解误差过大及网格加密路径偏离方向.为此,在应用六节点三角形高阶单元和二阶锥规划模型的基础上,以耗散能密度指标区分活跃与非活跃单元,提出一种应用于上限有限元加密与稀疏并举的网格自适应策略;即每次自适应过程针对性地加密与稀疏不同区域网格,达到降低模型单元总数,同时提高计算精度的目的.进一步地,将网格自适应策略推广到可考虑强度随深度线性增加的非均质地层,给出上限有限元的编程实现流程,最后以非均质地层隧道开挖面稳定性和主动开拓门失稳破坏算例,开展多参数的对比分析,验证网格自适应方法高效、可靠.

    数值分析自适应上限有限元网格加密网格稀疏非均质地层六节点三角形单元二阶锥规划破坏模式

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    二维平面波通过节理岩体的传播规律研究

    沈聪翟天琦黄超民朱建波...
    3960-3971页
    查看更多>>摘要：在地下岩体工程中,岩体受到的动态扰动会以应力波的形式传播,并在传播过程中受到岩体内节理等不连续面的影响.为了探究节理空间参数对二维平面应力波在节理岩体中传播规律的影响,将间接波分离法推广至多节理岩体,并采用摆锤式平板试验机开展室内试验.研究结果表明:间接波分离法可用于应力波斜入射多节理岩体的试验结果分析;应力波斜入射角度对反射P波与反射S波的影响显著;量纲一的节理间距的增加对反射P波与透射P波有明显的衰减作用;随着节理交叉角度的增加,交叉节理的S波反射系数和P波透射系数减小,且二者差值逐渐增加.节理交叉角变化时,测点间节理间距的增加对透反射系数的影响显著.研究成果可深化对节理岩体中二维应力波传播规律的认识,并对岩土工程勘探和稳定性分析具有一定的指导意义.

    岩石力学波传播节理二维平面波透反射系数间接应力波分离法

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