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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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    区域尺度地埋管地源热泵与能源地下结构开采浅层地热能评价综述

    孔纲强常洪林王天赐杨庆...
    1265-1283页
    查看更多>>摘要：随着浅层地热能的大规模开发利用,针对地埋管地源热泵和能源地下结构的研究正由单个、单体尺度逐渐转向区域尺度.相较于地埋管地源热泵,能源地下结构占地面积小、成本低,在大规模城市建设及地下空间开发中具有良好的优势.从热物性参数和地下城市热岛效应两方面总结浅层地热能理论潜力现有研究成果,简述浅层地热能的开发形式,重点针对区域尺度地埋管地源热泵与能源地下结构的适应性评价进行系统综述,从适宜性分区、热交换潜力、满足建筑物能源需求效果三方面建立相应的区域尺度能源地下结构评价体系,以我国山东临朐县和德国巴登-符腾堡州地埋管地源热泵及我国南京大学仙林校区能量桩的区域性研究为案例进行深入分析,归纳当前研究中存在的问题,并对区域尺度能源地下结构的下一步研究进行展望.

    地埋管地源热泵能源地下结构浅层地热能区域尺度评价

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    裂隙砂岩应变场演化与超声时移衰减特征研究

    张朝俊吴顺川储超群庞瑞...
    1284-1296页
    查看更多>>摘要：微裂纹萌生、扩展和聚结模式的识别是研究岩体灾害孕育演化过程的基础.为探究裂隙岩石微裂纹发育过程及机制,采用主动超声测量和数字图像相关(digital image correlation,简称DIC)技术同步监测单轴压缩下预制裂隙砂岩的损伤破裂过程,分析了表面应变场演化及超声衰减特征.结果表明:小倾角预制裂隙尖端的局部拉应力集中利于裂纹更早萌生;随裂隙倾角增加,预制裂隙试样由较为稳定的渐进性破裂转变为突发性破坏,其脆性特征也更明显,表面应变场可实时追踪裂纹的萌生和扩展.P波波速、振幅谱和超声振幅的衰减与微裂纹的发育和宏观裂纹的形成密切相关,可将超声波主频的明显衰减视为宏观裂纹形成的直接证据;不同射线路径P波速度及振幅衰减的差异,是轴向应力和预制裂隙诱导损伤累积各向异性的结果.此外,采用改进谱比法分析了超声衰减的时移特征,发现超声波衰减比P波波速对岩石介质中微裂纹的发育更敏感,进一步对比发现超声振幅、表面应变、P波波速对岩石损伤识别的敏感性依次降低.该研究结果表明,主动超声衰减和DIC表面应变同步监测是识别和量化岩石损伤和裂纹扩展先兆信息的有力工具.

    裂纹扩展主动超声监测衰减数字图像相关应变场演化

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    高温作用下非饱和黄土裂隙演化及其定量分析

    赵再昆王铁行张亮金鑫...
    1297-1308页
    查看更多>>摘要：黄土地区采用热减湿工法加固基坑边坡具有潜在应用价值,科学评价高温减湿黄土的裂隙演化是验证该加固工法可行性的关键环节.利用自制试验装置,进行了不同初始干密度和初始含水率的非饱和黄土在50～200 ℃温度水平下的裂隙演化试验,观察了土样含水率和表层裂隙变化,通过试验图像处理定量分析了裂隙率r、裂隙总长L、分形维数D、裂隙平均宽度W等裂隙指标随温度的变化规律.分析结果显示:随着温度水平提高,r、L、D均有所提高,∥变化不明显;初始干密度的提高使r、L、D明显减小,使W明显提高;初始含水率的升高使r、L、D、∥显著提高.高温作用显著改变土体的起裂模式,100 ℃临界温度作用下土体的起始裂隙快速出现,这可能与高压水蒸气的不均匀挤压有关.高温极大加快裂隙演化进程,但超过100 ℃后,继续升温对裂隙演化的加速幅度不大.从断裂力学的角度分析了高温作用下黄土裂隙开裂和扩展的力学机制,揭示了高温黄土裂隙演化机制.基于基质吸力对裂隙演化的重要影响,建立了考虑高温的基质吸力公式,在一定程度上揭示了高温对基质吸力的显著影响.

    黄土裂隙演化高温初始含水率初始干密度

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    荷载作用下砂土边坡-管道相互作用试验研究

    喻文昭朱鸿鹄王德洋谢天铖...
    1309-1320页
    查看更多>>摘要：随着我国西气东输、南水北调等重大工程的快速推进,埋地管道不可避免地会穿越高陡山区,并受到区域地形地貌的影响,而关于边坡-管道相互作用机制的认识还相对滞后,相关研究亟需加强.基于分布式光纤应变传感(distributedstrain sensing,简称DSS)、粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,开展加载工况下砂土边坡-管道相互作用的室内模型试验,探究了临坡地基极限承载力的影响因素,并研究了不同坡角下边坡土体变形破坏机制及埋地管道的结构响应特征.研究结果表明:(1)临坡地基经历了弹性压密、局部剪切和整体破坏3个阶段,并呈现不对称楔形破坏模式;(2)临坡地基极限承载力随着坡角的增大呈减小趋势,同一坡角下埋地管道的存在会降低临坡地基极限承载力;(3)管道对边坡滑裂面形成路径的影响程度随着坡角的增大而变大;(4)在荷载作用下埋地管道横截面环向应变呈"椭圆化"分布,据此提出了管周界面土抗力的简化计算模型与椭圆度计算式.相关结论对边坡-管道系统的变形控制与结构设计有一定的参考和借鉴意义.

    埋地管道光频域反射(OFDR)边坡-管道相互作用土抗力模型试验

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    不均匀卵石持力层桩端后注浆效果试验研究

    王军金天秦伟张峰...
    1321-1333页
    查看更多>>摘要：我国东南沿海尤其是温州地区广泛存在上覆深厚软土下覆不均匀卵石的地层.该区域的钻孔灌注桩常采用后注浆技术改善其承载性能.为了评价后注浆技术对这类地层中灌注桩承载力改善效果,开展了相应的模型试验,对比了不同注浆量对桩承载力的影响程度;并结合扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)试验分析了浆液分布特点,探讨了浆液在卵石层中的扩散范围,研究了浆液扩散范围与桩承载力之间的关系.结果表明:浆液能够有效地填充桩端卵石层,注浆量的增加使得填充范围扩大,填充范围为3～4倍桩径时,桩的承载力改善最显著.在不均匀卵石持力层中存在一个最优注浆量,最优归一化注浆量约为2.8,若超过该最优注浆量归一化值,桩的承载力不再显著提高.单桩模型试验确定的最优注浆量与刘金砺公式[1]的预测结果接近.扫描电镜技术有助于评价桩的后注浆技术在上覆深厚软土下覆不均匀卵石的土层中的效果.

    卵石持力层桩端后注浆注浆量静载试验电镜扫描细观评价

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    层状岩石不排气三轴压缩力学特性试验研究

    王伟罗霄陈超刘世藩...
    1334-1342页
    查看更多>>摘要：为研究地下隧洞开挖过程中围压和孔隙气压对层状千枚岩力学特性及变形参数的影响,以氩气作为渗透介质,开展层状千枚岩不排气三轴压缩试验,分析层状千枚岩在不同围压和孔压下应力-应变关系、峰值强度、变形特性及破坏形式随层理倾角的演化特征.引入基于层理倾角的各向异性度公式,探讨围压和孔压对层状千枚岩各向异性的影响.结果表明:不排气条件下,当孔压减小或围压增大时,层状千枚岩峰值强度逐渐增大;岩石峰值强度σc、弹性模量及变形模量随层理倾角的增大呈"U"型变化;层理倾角在30°～60°之间,层状千枚岩存在层理弱面,破坏形式主要为沿层理面剪切滑移破坏;层状千枚岩在平行层理方向受围压、孔压影响较大,呈现明显各向异性特征.

    层状岩石层理倾角各向异性不排气三轴压缩破坏形式

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    基于统一强度理论的扰损围岩巷道脆塑性解答

    张常光周渭徐灏赵帅...
    1343-1355页
    查看更多>>摘要：钻爆法施工常造成岩质巷道扰损区围岩性能劣化.针对扰损围岩、扰损外围岩的弹塑性状态下不同的扰损围岩巷道力学模型,采用统一强度理论、弹-脆-塑性模型和非关联流动法则,建立扰损围岩巷道有关应力、位移和塑性区半径的脆塑性解答,探讨巷道力学模型的转换路径及判定方法,并将结果进行对比、验证,获得各因素的影响规律.研究表明:提出的巷道脆塑性解答合理反映了中间主应力、围岩扰损范围和峰后强度、剪胀特性的综合影响,通过参数组合变换可退化为多种解答并得到正确性验证,具有重要的理论意义和应用前景;巷道力学模型判定与中间主应力、围岩扰损范围密切相关,显著影响巷道应力-位移分布和围岩特征曲线;支护压力和巷道稳定变形随着围岩峰后强度下降、剪胀特性参数增加而明显增大.

    扰损围岩统一强度理论弹-脆-塑性模型剪胀特性围岩特征曲线

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    考虑系泊点深度的单点系泊系统锚桩水平承载性能理论分析

    董恒年孔纲强周杨杨庆...
    1356-1364页
    查看更多>>摘要：单点系泊系统因其克服恶劣海况的优越性成为我国海洋石油开发的重要系泊形式.然而,水下单点系泊系统锚桩-土体相互作用机制尚不清楚,尤其缺少考虑系泊点深度的水平承载性能计算方法.基于复合地基反力法,建立水平荷载下单点系泊系统锚桩的挠曲控制方程和边界条件,并编制相关计算程序;通过迭代法求解,获得不同系泊点位置下的锚桩荷载-位移曲线以及桩身位移、弯矩沿桩身的分布规律曲线;通过与数值模拟和既有离心模型试验结果的对比分析,验证了其准确性和可靠性;继而考虑系泊点深度对锚桩水平承载力的影响,进行参数分析,给出了最优系泊点深度取值范围.分析结果表明,增加系泊点深度可以显著减小锚桩的水平位移及弯矩最大值,从而提高锚桩的水平极限承载力.

    单点系泊系统锚桩水平承载力理论分析

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    黏弹性非饱和土中劲性复合桩纵向动力响应分析

    柳鸿博戴国亮周凤玺龚志宇...
    1365-1377,1387页
    查看更多>>摘要：劲性复合桩作为一种新型桩基,其动力响应分析具有重要的实际意义.基于弹性动力学理论和三相多孔介质模型,考虑劲性复合桩的特殊结构和非饱和土体骨架的非流动黏性特征,利用理论推导和参数分析,分析了分数阶黏弹性非饱和地基中劲性复合桩的纵向振动特性.首先,通过力学平衡推导,建立了劲性复合桩的纵向振动方程,并利用已有的非饱和土体运动控制方程描述桩周土体的动力响应,其中采用分数阶标准线性固体(fractional standard linear solid,简称FSLS)模型表征土体骨架的非流动(频率相关)黏性;然后,经过严格的理论推导,得到了劲性复合桩的桩顶动阻抗解析解答;最后,通过计算案例和参数敏感性分析,讨论了桩和土体参数对劲性复合桩的桩顶动阻抗的影响规律.结果表明:水泥土桩的横截面占比以及桩长的增大均会提高桩顶动阻抗;分数阶数和应变松弛时间的增大以及应力松弛时间的减小均有助于提高桩顶动阻抗;增大土体饱和度或减小土体固有渗透系数亦将提升桩顶动阻抗.

    劲性复合桩非饱和土分数阶黏弹性动刚度动阻尼

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    考虑微裂纹随机分布的堆石颗粒准静态强度统计模型

    闫世豪迟世春王晋伟郭宇...
    1378-1387页
    查看更多>>摘要：材料内部裂纹尺寸、形状、转向和空间位置的随机分布对其强度有直接的影响.为了研究地震准静态荷载作用下堆石颗粒强度与尺寸和应变率的统计关系,在最弱链理论的框架下假设颗粒内部裂纹的尺寸和空间位置均服从幂律分布,建立了由颗粒累积破坏概率和体积构成的复合参数与强度的关系.从微观角度应变率效应提高了内部裂纹的强度,降低了单位体积的失效概率,同时使裂纹的空间位置分布更稀疏,减弱了颗粒强度的尺寸效应.不同加载速率的颗粒破碎试验结果表明:随着加载速率的增大,存在逐渐减小的空间分布幂指数使颗粒复合参数汇集在由最弱链统计模型决定的主曲线上.

    颗粒强度尺寸效应应变率效应统计模型

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