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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。
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    清淤泥浆脱水-固化一体化工艺效果和机制研究

    林小蔚侯豪刘环季浪...
    443-453页
    查看更多>>摘要：疏浚工程中清淤泥浆的含水率通常非常高,常采用先脱水为泥饼再进行固化的方法,处理效率相对较低.为此选择普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥作为固化材料,结合絮凝材料和板框压滤技术,对太湖清淤泥浆进行脱水-固化一体化工艺研究.通过比阻试验和固化试验等手段,分析了该工艺中泥浆的脱水性能、固化效果的变化规律以及固化材料的损失情况.此外,还基于一体化工艺试验中泥浆的基本性质变化,讨论了固化材料流失的途径以及对泥浆脱水性能的影响机制.研究结果表明,采用脱水-固化一体化工艺能够改善清淤泥浆的粒径、压缩性,从而提高脱水特性,并且在工艺过程中固化材料的流失在9％以内,由于脱水泥饼性质更好,后续同样能够实现良好的固化效果.实际工程应用中,采用脱水固化一体化工艺可以提升泥浆处理的效率.

    清淤泥浆脱水固化泥处理泥利用

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    基于分数阶积分的软弱夹层蠕变损伤模型研究

    曹建军胡斌王泽祺李京...
    454-464,476页
    查看更多>>摘要：软弱夹层作为边坡的"薄弱环节",时刻威胁着边坡的稳定性.以我国西南地区广泛存在的二叠系炭质泥页岩软弱夹层为研究对象,开展了软弱夹层蠕变特性的研究,在常规剪切试验的基础上进行分级剪切蠕变试验,系统分析了软弱夹层的剪切变形规律,并采用稳态蠕变速率法确定了软弱夹层的长期强度.基于Riemann-Liouville分数阶积分理论及统计损伤理论对传统西原模型进行了改进,利用自适应差分进化算法结合软弱夹层剪切蠕变试验曲线验证了模型的准确性,并进行了参数敏感性分析.研究表明,改进后的模型可以完整地描述软弱夹层蠕变的3个阶段;蠕变曲线的变化由微分阶次γ、形状参数m及比例参数F0共同控制;m反映软弱夹层的脆性特征,F0则表征软弱夹层的物理力学强度.该研究结果可为含软弱夹层边坡的防灾监控与稳定性分析提供理论依据.

    软弱夹层分数阶积分蠕变模型参数辨识敏感性分析

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    不排水循环荷载下纤维加固砂土的超孔压及流动液化特性研究

    张希栋董晓强段伟胡顺磊...
    465-476页
    查看更多>>摘要：通过对纤维加固超疏松和疏松饱和砂土开展不排水动三轴试验,分析了其超孔压发展规律和流动液化特性.结果表明,未加固超疏松和疏松饱和砂土具有较高的液化势,其在不排水循环荷载下均发生流动液化.离散纤维向砂土骨架提供加密效应和约束效应,从而提高其抗流动液化特性,然而,纤维的约束效应受到加载路径和试样应变发展模式的显著影响.纤维加固改变了饱和砂土残余孔压的发展规律,当纤维向砂土骨架施加较强的约束效应时,试样的残余孔压发展呈倒L型,明显不同于未加固砂土的S型发展.在双向非对称和单向循环荷载下,纤维应力贡献较大,砂土骨架的有效应力在超孔压上升100％后远大于0,加固试样的强度损失低于11％,纤维阻止了液化的发生.

    纤维加固砂土流动液化超孔压强度损失有效应力

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    西宁盆地黄土区草本植物边坡电阻率与土体物理力学性质关系研究

    赵迎宵何伟鹏丁晓英詹俊...
    477-488页
    查看更多>>摘要：为研究高寒干旱-半干旱环境黄土区种植不同类型草本植物边坡土体电阻率与其物理力学性质之间的定量关系,探讨电阻率数值反映边坡土体物理力学性质及其变化特征,在西宁盆地长岭沟流域自建试验区选取未种植裸坡以及种植生长期为 3 年的垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、老芒麦(Elyymus sibiricus Linn.)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum Linn.Gaertn.)、高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)的边坡共5种类型边坡为研究对象.通过开展边坡土体密度、含水率、含根系与不含根系土体直剪试验,对比不同草本植物根系对边坡土体物理力学性质的影响.在此基础上,利用二维电阻率层析成像方法建立不同边坡土体物理力学性质指标与土体电阻率间的定量关系.结果表明:(1)与未种植裸坡相比较,种植老芒麦边坡上层(0～10 cm)土体含水率增幅最大为26.53％;种植高羊茅边坡上层(0～10 cm)土体平均密度降幅最大为18.30％;种植垂穗披碱草边坡上层(0～10 cm)土体黏聚力附加值最大,且为未种植裸坡的2.75倍.(2)5种类型边坡的电阻率受根系分布和边坡位置因素的共同影响,电阻率随着深度增加逐渐降低.4种草本边坡坡面以下0～20 cm处土体电阻率均较裸坡大,该深度为根系分布大致范围.(3)5种边坡土体物理力学性质与电阻率数据之间存在拟合方程式(相关系数R2为0.48～0.77),且通过Pearson相关性分析得到边坡土体黏聚力c与电阻率间的相关性相对最高,相关系数R2为0.765.上述研究结果反映出可通过电阻率层析成像技术反映边坡土体物理力学性质,以及边坡土体中植物根系分布特征,可为研究区及其周边地区采用植物有效防治水土流失、浅层滑坡等灾害提供理论依据和实际指导意义.

    高寒干旱-半干旱环境西宁盆地二维电阻率层析成像边坡土体电阻率土体物理力学性质Pearson相关性分析

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    顺倾及反倾层状碎裂结构斜坡地震反应的大型振动台试验研究

    王通刘先峰袁胜洋蒋关鲁...
    489-501页
    查看更多>>摘要：西南艰险山区分布着大量的不同倾向的层状碎裂结构斜坡,地震作用下极易发生崩塌、滑坡等灾害,对在建的川藏铁路造成严重威胁.通过大型振动台模型试验,研究了强震条件下顺倾、反倾层状碎裂结构斜坡的动力响应、失稳破坏模式以及能量传递规律.试验结果表明:反倾斜坡的抗震性能显著优于顺倾斜坡;顺倾斜坡的破坏模式主要为拉裂-剪切-隆起-滑移型破坏,反倾斜坡的破坏模式主要为拉伸-弯曲-倾倒-崩塌型破坏;反倾斜坡的自振频率高于顺倾斜坡,顺倾斜坡的自振频率随震级的增加而逐渐降低,而反倾斜坡的自振频率在地震波幅值为0.4g～0.7g时出现反复震荡现象;顺倾斜坡存在明显的高程放大效应和趋表效应,反倾斜坡存在高程放大效应,其内部的加速度响应大于坡表.边际谱识别显示:顺倾斜坡的边际谱幅值(peak of marginal spectrum amplitude,简称PMSA)突变在坡腰上部最显著,说明该位置附近地震波的能量损失最大,反映出顺倾斜坡在坡腰上部附近形成了滑动破坏面;反倾斜坡的PMSA在坡肩处降低得最为显著,反映出坡肩部位损伤最为严重,易发生局部崩塌破坏.分析结果与试验现象能够较好地吻合,进一步揭示了不同结构类型层状碎裂结构斜坡在强震作用下的动力响应与失稳破坏模式,为川藏铁路的安全建设提供了依据.

    顺倾斜坡反倾斜坡振动台试验地震加速度峰值(peakgroundacceleration,简称PGA)放大系数破坏模式损伤识别

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    基于触发式黏塑性元件的黏性土黏弹塑性动本构模型

    赵程斌骆亚生范全孟智田...
    502-510,524页
    查看更多>>摘要：基于黏性、弹性和塑性元件构造的动本构模型往往存在预测效果较差,不能完全反映黏性土的黏性、弹性、塑性的缺点.通过引入一种触发式的黏塑性元件Ψ,以残余变形为切入点,提出了一个考虑振动稳定和振动衰化现象的黏性土黏弹塑性动本构模型,并通过动三轴试验进行了验证.该动本构模型不但能够描述动荷载作用下黏性土残余应变的发展规律,且能合理地预测动应变的发展情况.结果表明,试样在动荷载作用下,存在元件Ψ的黏滞系数随振动周期增长而衰减的现象,且衰减情况和含水率密切相关.最优含水率是影响振动稳定和振动衰化现象的重要参数,当含水率小于最优含水率时,试样变形表现为振动稳定,此时元件Ψ黏滞系数的变化可以忽略不计;当含水率大于最优含水率时,试样变形表现为振动衰化,此时元件Ψ黏滞系数的变化不可忽略.

    触发式黏塑性元件残余变形振动稳定振动衰化黏弹塑性动本构模型

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    粉土地基中劲性复合桩抗压承载特性与荷载传递机制研究

    文磊刘钟马晓华张振...
    511-524页
    查看更多>>摘要：劲性复合桩(stiffened deep cement mixing pile,简称SDCM桩)兼具高强度芯桩的轴向荷载传递能力与搅拌桩较高的桩侧摩阻力优势,施工效率高、性价比高,在土木建筑领域中得到推广应用.然而,由于其荷载传递机制尚缺乏统一认识,现有计算方法与实测承载力差异较大.基于此,开展了粉土地基中SDCM桩现场足尺试验,研究了其抗压承载特性与荷载传递机制.搅拌桩固化剂采用普通水泥和GS固化剂(gypsum-slag soil hardening agent).依据实测荷载-位移曲线分析了单桩抗压极限承载力及不同固化剂的影响,并通过现场桩身取芯及芯样无侧限抗压试验分析了现场施工水泥土与室内试样强度的差异.建立了考虑芯桩-水泥土、水泥土-土体接触面的三维弹塑性有限元模型,分析了竖向下压荷载条件下桩身轴力、接触面的剪切应力分布规律,探讨了 SDCM桩的荷载传递机制与承载力提高原因.研究结果表明:粉土地基中SDCM桩抗压承载力大于纯搅拌桩和单独芯桩抗压承载力之和的1.5倍;在端阻力发挥作用后,桩底水泥土由于轴向受压变形,芯桩-水泥土之间的剪切变形会大幅增加,该位置易产生剪切破坏.水泥土固化后与地基土接触面性能的改善是SDCM桩相对传统灌注桩具有更高的承载力的主要原因.

    劲性复合桩粉土地基抗压承载力现场试验数值模拟

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    基于304dB的北欧海相黏土参数空间非均匀变异性研究

    陈朝晖牛萌萌罗琳黄凯华...
    525-538页
    查看更多>>摘要：由于应力和沉积作用的历史差异,不同场地的岩土类型与性质会有所不同;即使同一场地,在不同位置处的岩土类型及性质亦存在差异.目前普遍采用的均匀随机场模型很难准确表征上述复杂空间变异性,且缺乏原位测试数据的验证.为此,基于国际土力学与岩土工程学会风险评估和管理委员会TC-304所开发和维护的岩土实测参数数据库304dB,对北欧三国挪威、芬兰、瑞典海相黏土参数的空间变异性展开了深入研究.分析比较了北欧三国海相黏土的统计特征参数沿深度变化的异同以及各参数相互影响的物理机制,明确了各参数的空间变异性规律.通过趋势性、涨落性与相关性分析,揭示了北欧三国海相黏土参数均值、标准差以及涨落尺度沿深度均非常数,均值沿深度线性增长,标准差沿深度的变化趋势近似为二次函数,相关函数与间距及位置有关,但随间距增长不会一致收敛.基于综合样本的分层相关性分析,建立了海相黏土参数分层非均匀随机场,该随机场均值为沿深度的线性函数,标准差为在空间变化的随机场,其趋势函数为沿深度的二次函数,不同分层位置处黏土参数可具有不同的均值和标准差初值,各层内参数具有不同涨落尺度.与均匀随机场以及仅考虑均值沿深度线性增长的非均匀场模型相比,所建立的分层非均匀随机场模型可以全面描述海相黏土参数均值、标准差及其相关性沿深度的复杂空间变异性及其非连续变化的分层特性.

    海相黏土非均匀随机场趋势分量涨落分量分层特性数据库304dB

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    基于多域物理信息神经网络的复合地层隧道掘进地表沉降预测

    潘秋景吴洪涛张子龙宋克志...
    539-551页
    查看更多>>摘要：复合地层中盾构掘进诱发地表沉降的准确预测是隧道工程安全建设与施工决策的关键问题.基于隧道施工诱发地层变形机制构建隧道收敛变形与掘进位置的联系,并将其耦合至深度神经网络(deep neural network,简称DNN)框架,建立了预测盾构掘进诱发地层变形的物理信息神经网络(physics-informed neural network,简称PINN)模型.针对隧道上覆多个地层的地质特征,提出了多域物理信息神经网络(multi-physics-informed neural network,简称MPINN)模型,实现了在统一的框架内对不同地层的物理信息分区域表达.结果表明:MPINN模型高度还原了有限差分法的计算结果,可以准确预测复合地层中隧道开挖诱发的地表沉降;由于融入了物理机制,MPINN模型对隧道施工诱发地表沉降的问题具有普适性,可应用于不同地质和几何条件下隧道诱发地表沉降的预测;基于工程实测数据,提出的MPINN模型准确预测了监测断面的地表沉降曲线,可为复合地层下盾构掘进过程中地表沉降的预测预警提供参考.

    物理信息神经网络(PINN)盾构隧道地表沉降机器学习数据物理驱动

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    基于极限平衡法的危岩倾覆稳定性三维计算方法

    彭海游谢强陈柏林檀康...
    552-562页
    查看更多>>摘要：目前危岩防治工作中,危岩稳定性评价主要以简化后的二维剖面作为计算模型.由于自然界中的危岩形态极不规则,采用二维剖面计算模型并不能真实反映危岩受力情况.为了研究危岩稳定性三维计算方法,在前人研究基础上,基于极限平衡理论,提出了由后缘裂缝抗拉强度控制的危岩倾覆稳定性三维计算公式,采用数值积分和空间几何方法给出了在危岩单体三维模型基础上求解危岩后缘岩体抗拉力、水压力及其力矩计算公式和实现流程.以三峡库区瞿塘峡吊嘴危岩为实例开展了应用,并通过数值分析进行了验证.通过不同形态危岩的三维稳定性分析,讨论了三维与二维稳定性计算结果的关系,对比发现危岩形态对稳定性计算结果有明显影响,三维计算较二维计算更准确和实用.

    危岩倾覆稳定性三维极限平衡法

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