首页期刊导航|岩土力学
期刊信息/Journal information
岩土力学
中国科学院武汉岩土力学研究所
岩土力学

中国科学院武汉岩土力学研究所

白世伟

月刊

1000-7598

ytlx@whrsm.ac.cn

027-87198484

430071

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

    航油储罐珊瑚砂地基变形特性研究

    张小燕李吉蔡燕燕张晋勋...
    3738-3747页
    查看更多>>摘要：珊瑚砂广泛应用于岛礁吹填工程中，其与陆源砂的物理力学性质截然不同。为探究吹填珊瑚砂地基变形机制，对珊瑚砂开展了级配、孔隙比和加载方式等因素耦合作用下的侧限压缩试验。珊瑚砂的初始颗粒级配对压缩变形特性影响较大，且颗粒破碎明显。砾砂的初始孔隙比越大压缩性也越大，珊瑚砂的变形主要由孔隙的移动填充为主，伴有少量的颗粒破碎，均为不可恢复的塑性变形，因此，珊瑚砂的回弹指数仅为黏土的 1/10。运用Plaxis 3D软件建立了航油储罐的三维模型，基于室内试验获得的力学参数，研究了航油储罐工程珊瑚砂地基在加卸载循环荷载作用下的变形规律，并与马尔代夫易卜拉欣·纳西尔国际机场的航油储罐工程实测数据进行了对比，验证了该模型的准确性。在航油储罐的最大储油量下，珊瑚砂地基达到最大变形量。在该荷载水平下，多次加卸载不会导致变形进一步发展。研究成果对工程安全控制有一定的指导意义。

    大型储罐珊瑚砂不均匀沉降有限元模拟

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    复合地基极限承载力的变分极限平衡法分析——竖向增强

    周志雄周凤玺曹小林汪镇...
    3748-3754,3778页
    查看更多>>摘要：基于变分极限平衡法，对设置竖向增强体的复合地基极限承载力开展了理论研究。首先，以竖向增强体复合地基中滑动土体的静力学平衡方程为基本方程，结合变分原理建立了地基极限承载力泛函极值的等周约束模型。在此基础上，利用欧拉方程得到了以潜在滑动面、滑面上法向正应力以及拉格朗日乘子等为基本未知量的控制方程，并通过引入辅助变量将可动边界转化为固定边界。最后，利用打靶法对该耦合的两点边值问题进行了数值求解，得到了问题的精确解答，并与复合地基设计中简化的等效强度指标法进行了比较，且分析了置换率、增强体黏聚力和内摩擦角对地基极限承载力的影响。数值分析结果表明，简化的等效强度指标法可以有效分析竖向增强复合地基极限承载力。

    复合地基竖向增强体极限承载力变分极限平衡法打靶法

      原文链接:
    • 万方数据

    基于短梁-弹簧模型的盾构隧道施工期上浮变形计算方法

    李文博甘晓露刘念武吴昊...
    3755-3767页
    查看更多>>摘要：盾构隧道在掘进过程中易出现管片上浮问题，为更加真实地描述施工期盾构隧道在上浮力作用下产生的管片环间错台变形和张开变形，提出基于短梁-弹簧模型的盾构隧道上浮变形理论计算方法。首先，引入 Euler-Bernoulli 短梁和环间接头弹簧模拟盾构隧道纵向结构，通过设置边界弹簧考虑盾构机盾尾对管片的任意约束作用;之后，采用有限差分理论推导得到施工期上浮力作用下盾构隧道上浮变形解答;最后，对比实际工程案例和数值模型结果以及传统等效梁计算结果验证了计算方法的正确性和有效性，并探明了理论计算模型中关键参数的敏感性，进一步讨论了浆液未凝固段长度、管片环间接头弹簧刚度以及地基弹性模量对隧道上浮变形规律的影响。研究结果表明:与传统连续梁模型结果相比，新方法可以真实地反映盾构隧道的非连续性变形性状，定量分析管片环环间的错台变形和张开变形;通过参数分析可知，浆液未凝固段长度的增长会明显增大盾构隧道上浮变形最大值和变形影响范围;适当提高环间接头的剪切刚度和转动刚度可以有效降低隧道上浮位移、管片环间错台变形和张开变形;在地基弹性模量较小的软弱地层中盾构隧道施工期的上浮变形更不易控制。

    盾构隧道管片上浮环间接头理论计算有限差分法

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于符号回归算法的结构性砂土损伤规律研究

    蒋明镜张卢丰韩亮姜朋明...
    3768-3778页
    查看更多>>摘要：破损参数是用来描述岩土材料由胶结状态向无胶结状态转化的变量，合理地描述结构性土的破损演化规律是建立结构性土本构模型的关键。目前，大多损伤规律的研究先假设破损参数的表达式，随后通过拟合室内试验结果获取相关参数，从而确定损伤规律，这些损伤规律的合理性及适用性有待验证。为得到统一的具有微观意义的结构性砂土损伤规律显式数学表达式，提出了一种基于符号回归的损伤规律预测模型。首先，基于具有微观物理意义的破损参数定义式，建立不同离散元(distinct element method，DEM)损伤数据库。其次，采用组合输入变量的方法在等向压缩和等p真三轴压缩应力路径上进行参数筛选(p为平均有效应力)，结合基于遗传编程的符号回归(genetic programming-based symbolic regression，GPSR)算法，得到不同复杂度的损伤表达式。最终对比不同表达式的预测误差和泛化误差，选择表现最好的表达式为结构性砂土损伤规律，即GPSR损伤规律。对比前人经典损伤规律表达式，在不同DEM损伤数据库上进行适用性分析。结果表明，GPSR损伤规律将破损参数表示为塑性偏应变εs、归一化的平均有效应力p/py以及中主应力系数b的函数，可以很好地反映结构性土向重塑土转变的过程;GPSR损伤规律在不同损伤数据库上良好的预测精度进一步证明了其在不同岩土材料上的适用性。研究成果对建立结构砂土本构模型具有一定参考价值。

    结构性砂土离散单元法机器学习符号回归损伤规律

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    抗转动对散粒介质三轴剪切力学行为的影响机制

    金磊叶阳王宇李晶晶...
    3779-3790页
    查看更多>>摘要：颗粒间的抗转动对散粒介质的力学特性有重要影响，但目前对其内在机制的认识还不够充分。采用三维离散单元法模拟了散粒介质三轴固结排水剪切试验，分别给出了宏观、微观和细观3个尺度的模拟结果并进行了关联分析，揭示了密实散粒介质荷载传递和变形发展的过程，并探究了抗转动对散粒介质力学行为影响的内在机制。结果表明:在应变硬化阶段，力学配位数降低，组构各向异性增大，成链颗粒数增加，力链变长，力链数减少，平均法向接触力增大，小颗粒簇的数量和体积占比均减小而大颗粒簇的数量和体积占比均增加，故试样在初始弹性压密后即发生剪胀;当三轴剪切荷载增加到一定程度时，力链中颗粒间接触力很大，而力链周围的大颗粒簇体积占比已较高，此时部分力链将发生屈曲或坍塌，组构各向异性降低，成链颗粒数开始减少，力链长度变短，宏观上对应了应变软化;在应变硬化阶段，颗粒间较大的抗转力矩能有效抑制力链中颗粒之间的相对转动且减弱了力链周边大颗粒簇的可变形性，这使得力链的稳定性大大提高，故能有效提高散粒介质的抗剪强度;在应变软化阶段，由于抗转动使得颗粒位置不易及时调整，试样变形将主要集中于力链屈曲或坍塌的局部区域，这些区域内颗粒转动越来越大，且易形成更大的颗粒簇，故此时试样的软化和剪胀更显著，并产生了明显的剪切带。该研究加深了对散粒介质复杂力学行为的认识和理解，且可为散粒介质多尺度本构理论研究提供一定的启发。

    散粒介质离散元法抗转动力链颗粒簇

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于LightGBM-Informer的盾构隧道管片上浮长时间序列预测模型

    真嘉捷赖丰文黄明李爽...
    3791-3801页
    查看更多>>摘要：基于机器学习预测施工期盾构刀盘前方管片上浮值，有助于及时调整盾构控制参数以缓解管片上浮病害。然而，已有模型在长时间序列预测问题上的性能不佳，难以精确预测盾构刀盘前方多环管片上浮值。通过考虑盾构控制、姿态参数及地层信息的影响，结合Boruta算法，确定模型输入特征;利用小波变换滤波器、完备自适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise，CEEMDAN)方法消除时间序列数据噪声，构建了一种基于LightBGM-Informer 的盾构隧道施工期管片上浮预测模型。通过南京和厦门地区某地铁盾构隧道监测数据，验证了所提模型的准确性和适用性。结果表明，所提模型预测精度较循环神经网络(recurrent neural network，RNN)、长短时记忆网络(long short-term memory，LSTM)、门控循环单元(gated recurrent unit，GRU)、Transformer等模型有所提升，且在地质条件不同的数据集上具有良好的泛化性;随着预测序列长度的增加，该模型的性能优势更突出，可准确预测盾构刀盘前方 1～2 环未施工管片的上浮值。基于沙普利加和解释(Shapley additive explanations，SHAP)方法的特征重要性分析指出，土舱压力及盾头、盾尾垂直位移对管片上浮影响显著。所提模型可为复杂环境下富水地层盾构隧道管片施工智能化控制提供理论指导。

    盾构隧道管片上浮长时间序列预测问题Informer模型SHAP方法

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    水锤作用下饱和地基蓄排水隧道的动力响应

    黄超钱建固
    3802-3814页
    查看更多>>摘要：针对饱和土地基中深埋蓄排水隧道在水锤作用下的三维动力响应问题，建立了流体-衬砌-饱和土地基系统的频域有限元与边界元耦合模型。隧道内流体视为无黏性、微可压缩性流体，将隧道衬砌结构模拟为弹性介质，用弹性多孔介质模拟饱和土地基。采用频域有限元法分别求解隧道内流体和衬砌的动力控制方程;采用频域边界元方法求解饱和土地基的动力控制方程。基于流体-衬砌接触面和衬砌-饱和土地基接触面的位移一致、面力平衡及完全不透水边界条件，实现了频域有限元与边界元模型的耦合求解。与以往研究的对比验证了新建模型的正确性。利用该模型计算了蓄排水隧道在水锤作用下的内水压(水锤荷载)和周边饱和土体的位移及孔隙水压力响应。结果表明:(1)水锤作用下的动力响应呈现出显著的周期性和衰减性;(2)土体径向位移幅值显著大于轴向位移幅值;(3)将地基简化为单相弹性介质会导致动力响应评估不准确;(4)水锤作用会对隧道周边广大的区域内造成显著的影响;(5)土体的渗透性越差，隧道内流体压力、土体位移和孔隙水压力的峰值越小。

    水锤蓄排水隧道有限元-边界元饱和土动力响应

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普