期刊,岩土力学 2024年卷10期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

岩土力学

中国科学院武汉岩土力学研究所

主办单位：中国科学院武汉岩土力学研究所

主　　编：白世伟

出版周期：月刊

国际刊号：1000-7598

电子邮箱：ytlx@whrsm.ac.cn

电　　话：027-87198484

邮政编码：430071

地　　址：湖北省武汉市小洪山中科院武汉岩土力学研究所

岩土力学/Journal Rock and Soil MechanicsCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊是全国中文核心期刊、美国《工程索引》（EI）收录期刊，同时也是中国科学引文数据库、中国科技论文统计源期刊，且为《中国期刊网》、《中国学术期刊（光盘版）》、《万方数据库》、重庆维普全文收录，欢迎读者通过期刊网查阅本刊内容。本刊主要报道岩土力学与工程研究和工程获得的新理论、新成果、新方法。

正式出版

收录年代

梯度应力作用下不同中主应力对岩爆影响的模型试验研究

王亚鑫夏元友黄建阎要锋...

2949-2960页

查看更多>>摘要：为探究围岩切向应力梯度加载过程中不同中主应力对岩爆孕育及破坏的影响,借助自主研发的气液复合加载装置,开展类岩石材料模型试件在3种不同中主应力条件下的真三轴岩爆模拟试验.试验过程利用高速摄像机与声发射监测系统进行监测,对比分析各试件岩爆宏观破坏差异与声发射参数演化规律.研究结果表明:随中主应力增大,试件破坏荷载增大,岩爆破坏瞬时突发性增强,岩爆碎屑总质量及各粒径碎屑质量增加,试件破坏规模越大.加载前、中期高中主应力条件下试件的声发射活动减弱,表明高中主应力条件抑制了试件损伤与裂隙发育;加载后期高中主应力条件下试件的声发射振铃计数与能量释放愈发集中且能量峰值与累计值提高,声发射b值骤降至更低水平,高主频幅值点占比增加,表明高中主应力条件加剧了试件损伤与裂隙发育,大尺度裂纹及剪切裂纹数目增多,岩爆瞬间能量释放更猛烈,致使试件破坏更严重,岩爆剧烈程度更高.

关键词：

岩爆梯度应力中主应力宏观破坏声发射

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软弱岩体锚杆物理锚固装置参数优化分析及试验研究

郭鹏飞王戌徐飞龙孙岩...

2961-2970页

查看更多>>摘要：对于软弱岩体的锚杆支护,传统锚固剂锚固往往不能发挥理想的锚固效果.针对软弱岩体锚固性能差、锚固力易衰减的技术难题,提出一种物理锚固装置对软岩进行锚固,增强锚杆对软弱岩体的支护效果,确保锚固能力的持续稳定.采用数值模拟及室内试验相结合的方法开展系统研究.数值模拟结果表明:在设计参数范围内,锚固装置上倒齿的高度越大,锚固力越大;倒齿的角度越小,锚固力越小;倒齿的排数越多,锚固力越大,而倒齿间距对锚固力影响不显著.在数值模拟的基础上,选取锚固装置倒齿的最优参数并进行拉拔试验.试验结果表明:物理锚固装置能保证锚固力长时间不衰减,并且3排倒齿的锚固装置能提供的锚固力高于传统锚固剂锚固.本研究有助于解决软岩条件下锚杆锚固性能差的核心问题,为确保软弱岩体的锚杆支护效果提供了重要参考.

关键词：

软弱岩体锚杆支护物理锚固参数优化拉拔试验

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考虑轴力影响的盾构隧道纵向地震响应解析

任璐瑶吴镇杰黄啟超关振长...

2971-2980页

查看更多>>摘要：如何合理估算盾构隧道的地震响应,一直是业界和学界关注的研究热点.相较于横断面地震响应,盾构隧道的纵向地震响应更为复杂.将盾构隧道视为Winkler地基上的Timoshenko梁,考虑轴力影响,包括残余轴力和纵向地震附加轴力,提出纵向与横向地层位移共同作用的理论计算模型,并通过有限差分方法求解盾构隧道纵向地震响应.依托常规6.2 m级错缝拼装的盾构隧道进行算例验证,考虑轴力影响使得盾构隧道整体刚度得以提高,内力与变形响应均有所减小;若不考虑轴力影响,则可退化为传统计算方法.进一步地,通过参数敏感性分析探讨了隧道残余轴力、地基反力系数、地震波入射角及波长对盾构隧道纵向地震响应的影响规律.结果表明:残余轴力越大,等效梁整体刚度提升越大,盾构隧道地震响应越小;且入射角小于45°时,残余轴力对隧道地震响应的影响更加显著.地基反力系数越大,隧道整体挠度和环间局部非连续变形均越大;波长在20～100 m范围内的地震波更容易导致隧道环缝间发生较大的张开和错台.以上研究成果可为盾构隧道纵向抗震设计提供理论支撑.

关键词：

盾构隧道纵向地震响应Timoshenko梁有限差分解

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高温对不同粒径花岗岩剪切特性影响研究

张塑彪张帆李康文马双泽...

2981-2993页

查看更多>>摘要：在干热岩水力压裂过程中,高温会弱化热储岩体裂隙壁面强度从而表现出裂隙错动的行为特征,而这种弱化现象与黏聚力和内摩擦角的热变特性相关,因此,了解花岗岩在高温下的力学特性对于干热岩开发过程中热储岩体的稳定性评价具有重要意义.在不同高温条件下进行了粗、细颗粒花岗岩变角剪切试验(45°、55°、65°),分析了高温对不同粒径花岗岩黏聚力和内摩擦角的影响,结合扫描电镜与低场核磁共振试验,进一步研究了热力耦合作用对花岗岩微裂纹与孔隙结构演化规律的影响.研究结果表明:花岗岩的黏聚力随温度升高呈现先增加后降低的趋势,内摩擦角变化规律受温度影响较小,300 ℃为花岗岩黏聚力发生转化的阈值温度.在温度阈值前,粗颗粒花岗岩黏聚力增幅约为细颗粒花岗岩的5.73倍,温度强化效应对粗颗粒花岗岩影响更为显著.随着温度的升高,花岗岩微裂纹形式由晶内裂纹向沿晶裂纹发展.核磁共振T2谱曲线存在多个间断性峰值,温度升高使粗颗粒花岗岩大孔隙受到压实作用,导致弛豫效应减弱,而热力耦合作用对细颗粒花岗岩大孔隙发展影响有限.该研究结果有望为干热岩热储岩体稳定性评价提供参考.

关键词：

实时高温不同粒径花岗岩变角剪切试验扫描电镜核磁共振

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海上风电大直径单桩基础循环重固结效应离心机试验研究

赖踊卿李炜戚海峰何奔...

2994-3002,3012页

查看更多>>摘要：我国东南沿海台风频发,海上风机在其服役期内往往经历多次循环重固结阶段.然而当前绝大多数研究仅局限于未经历重固结的单桩循环响应,鲜有研究考虑循环重固结效应对后续单桩响应的影响.为此,针对软黏土中两种桩径的大直径单桩基础开展了一系列不同幅值下的循环重固结离心机试验,旨在揭示并量化循环重固结效应对大直径单桩循环累积位移、桩头刚度等关键设计指标的影响.试验结果表明:同等循环荷载幅值下,经历2轮循环重固结后,单桩基础桩头刚度相比初始刚度最大提高了 1.5倍,这使得单桩累积位移显著减小,最大减幅达63％.因此,若设计过程中不考虑循环重固结效应对单桩后续循环响应的影响,而直接将每场极端台风下单桩的累积位移进行累加,则会严重高估桩头累积位移,使单桩基础设计偏于保守.

关键词：

海上风机大直径单桩循环重固结效应离心机模型试验

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锚固条件下煤系地层裂隙岩体蠕变力学特性研究

李天国唐彬程桦刘小虎...

3003-3012页

查看更多>>摘要：为探究煤系地层裂隙岩体锚固状态下的蠕变特性,开展不同裂隙倾角(15°、30°、45°、60°、90°)下裂隙加锚试件、裂隙无锚试件、完整试件的单轴蠕变试验.试验结果表明:相同应力加载等级时,裂隙无锚试件的瞬时应变量大于完整试件的瞬时应变量,而裂隙加锚试件与完整试件的瞬时应变量之差随着裂隙倾角的增加逐渐减小;随着应力加载等级的增加,各岩石试件的稳态蠕变量也逐级增大;含裂隙试件的稳态蠕变速率随着裂隙倾角增大呈先下降再上升的趋势,但裂隙加锚试件的稳态蠕变速率小于相同应力等级下裂隙无锚试件的稳态蠕变速率;在裂隙倾角较低时,裂隙无锚试件和裂隙加锚试件的裂纹贯通发展规律差异较大;基于CVISC蠕变模型进行参数反演,得出Maxwell和Kelvin相关系数随应力加载等级的变化趋势;采用应力-应变等时曲线法和非稳定流变判别法研究裂隙试件的长期强度变化规律.该研究结果为煤矿巷道长期稳定性分析及锚杆支护方案提供了试验依据.

关键词：

煤矿裂隙锚杆蠕变长期强度CVISC蠕变模型

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花岗岩非稳态传热破坏过程能量演变规律研究

贾鹏郤保平李晓科解瑾...

3013-3023,3036页

查看更多>>摘要：热作用下花岗岩损伤的定量描述是个亟待解决的问题.从能量角度出发,对600 ℃范围内高温花岗岩试件非稳态传热过程的温度状态进行测定,借助冷却法分析了花岗岩正规状况阶段热物理参数演变规律,讨论了花岗岩非稳态传热过程能量吸收、释放及耗散特性,揭示了热作用下花岗岩性能损伤与能量演变规律的内在联系.结果表明:不同高温状态下的花岗岩试件自然冷却时正规状况阶段比热变化分两个阶段,分别为比热平稳变化阶段与比热大幅变化阶段;随着初始高温状态的降低,整个非稳态传热过程中所耗散的能量也在随之降低,且在同一冷却模式下,输入的能量越大,耗散能所占比例也越大;非稳态传热过程中耗散能的大小与高温热作用后花岗岩宏观力学性能的劣化有较强的相关性,耗散能的大小与最大热冲击因子有显著的线性关系.

关键词：

岩石力学非稳态传热能量释放能量耗散比热

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靖边Q3砂质黄土湿陷特征及其微观机制研究

慕焕东何也白逸松邓亚虹...

3024-3036页

查看更多>>摘要：沙漠-黄土高原过渡带的砂质黄土遇水后会产生明显的湿陷变形,广泛分布于陕北靖边的长庆油田工程遭受砂质黄土湿陷危害严重,揭示砂质黄土湿陷特性及湿陷机制是长庆油田工程建设迫切需求.为此,以陕北靖边沙漠-黄土高原过渡区Q3砂质黄土为研究对象,通过室内基本物理性质、X射线衍射和湿陷试验,研究砂质黄土基本物理特性和物质组成,厘清湿陷特性、影响因素及其规律.在此基础上,通过扫描电子显微镜试验和孔隙及裂隙图像识别分析手段,探究砂质黄土湿陷前后的微观结构,孔隙大小分布、方向频率及丰度变化,从微观角度揭示砂质黄土湿陷机制.研究表明:靖边Q3砂质黄土具有湿陷性,且湿陷系数随着轴向压力的增加先增加后减小,随着干密度、含水率的增加而逐渐减小,轴向压力为150 kPa时湿陷系数达到峰值;靖边Q3砂质黄土以石英、钠长石、白云母以及方解石为主,颗粒形态多以棱角状亦或次棱角状为主,具有架空排列结构和架空孔隙,以点-点接触为主,黏粒胶结物多分布在骨架颗粒接触处.靖边Q3砂质黄土的架空孔隙结构崩塌是砂质黄土湿陷变形的本质,为湿陷提供主要空间,黏粒胶结物包裹少量碎屑颗粒形成的凝块结构产生的沉降变形为砂质黄土湿陷变形提供了增量.研究成果为长庆油气田工程建设区砂质黄土湿陷性评价提供了数据依据.

关键词：

靖边Q3砂质黄土湿陷特性微观机制扫描电镜

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震陷场地变截面单桩动力特性与损伤评价

张聪冯忠居林路宇周桂梅...

3037-3046,3057页

查看更多>>摘要：为探明震陷场地变截面单桩动力响应特性与损伤状况,以翔安大桥为工程背景,基于大型振动台试验,开展了 0.10g～0.45g地震动强度下变截面单桩动力响应特性的研究,评价分析了变截面单桩损伤程度.结果表明:受桩周软弱土层震陷特性的影响,变截面单桩桩顶水平位移动力响应、桩身加速度动力响应及桩身弯矩动力响应均随地震动强度增大呈增大趋势,桩基基频逐渐减小;变截面单桩弯矩最大值出现在震陷土层分界处,地震动强度为0.30g时,超过了其抗弯承载力;地震动强度为0.20g时,变截面单桩桩顶水平位移、桩身加速度、桩身弯矩显著增大,桩基基频突降.基于系统损伤理论,震陷场地变截面单桩损伤状况分为稳定阶段、加剧损伤阶段、塑性破坏阶段共3个阶段.试验结束后,变截面位置处产生弯曲塑性破坏.

关键词：

桥梁工程软土震陷振动台试验变截面单桩动力响应

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三轴卸荷损伤砂岩单轴再承载力学特性及其破坏机制

魏明星朱永建任恒李鹏...

3047-3057页

查看更多>>摘要：深部煤炭资源开采面临着高应力的地质环境和岩体开挖卸荷的工程环境,卸荷损伤岩体再承载力学特性及破坏机制研究对于揭示深部岩体失稳破裂规律具有重要意义.通过控制三轴加载卸荷点制备损伤砂岩试件,采用RMT-150C岩石力学加载系统和东华DHDAS应力-应变采集系统,监测三轴卸荷及单轴再加载过程中试件的横向应变和轴向应变.试验结果表明:根据加载前后波速差值,可将卸荷岩体分为压密岩体、低损岩体和高损岩体3类;随着卸载应力水平的升高,损伤砂岩由塑-弹-塑性体变形特征过渡为塑-弹性体变形特征最后转变为弹-黏性体变形特征;压密岩体单轴再加载裂纹体积应变曲线与标准砂岩基本一致,低损岩体弹性变形阶段明显缩短,高损岩体经历极小变形就发生破坏;压密岩体呈现Y型斜面剪切破坏特征,低损岩体在卸荷阶段出现的纵向裂缝和裂隙基础上发育并贯通形成主控裂纹造成破坏,高损岩体在Y型斜面剪切破裂基础上发育为X型斜面剪切破坏;建立了单轴压应力下裂纹力学分析模型,明确了岩石裂纹断裂角θ与裂纹角β和裂纹面摩擦系数f之间的关系.

关键词：

损伤砂岩单轴再加载特征强度裂纹体积应变破坏机制

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