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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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    基于界面本构模型的砂土中单桩荷载-沉降响应预测方法

    周攀李镜培李盼盼刘耕云...
    1686-1698页
    查看更多>>摘要：基于界面本构模型提出了一种新的砂土中单桩荷载沉降响应的预测方法.首先,从土-结构界面本构模型出发推导了严格的桩-土界面非线性荷载传递模型,该模型承继了界面本构模型特征,能够模拟桩-土界面上发生的应变硬化/软化、剪胀与应力路径依赖性等行为.此外,采用双曲线荷载传递模型模拟桩端-土相互作用的非线性应力-位移关系.上述荷载传递模型所需参数可以通过室内界面剪切试验和土工试验进行校准.继而,基于荷载传递法,提出了单桩荷载沉降响应分析的一维计算模型,并采用迭代算法进行数值求解.最后,将理论解答与已报道的模型试验、自主开展的模型桩试验以及数值模拟结果进行比较,以验证所提出的理论方法的正确性.试验结果表明,预测值与实测值吻合较好,且该方法能够很好地预测非位移桩与位移桩的荷载沉降响应.提出了一个基于界面本构模型的单桩荷载沉降响应分析框架,为竖向荷载下砂土中单桩优化设计提供了理论参考.

    单桩砂土荷载-沉降响应桩-土相互作用界面本构模型模型试验

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    开挖前抽水条件下基坑围挡两侧非极限土压力计算模型

    薛秀丽刘治珩曾超峰白宁...
    1699-1708,1719页
    查看更多>>摘要：基坑开挖前的坑内抽水可引起围挡发生厘米级的侧移,但现行基坑设计理论仅提出了基于弹性支点法的土方开挖诱发围挡受力变形的计算方法,却并未提出如何计算基坑开挖前抽水引起的围挡侧移.若要沿用弹性支点法进行抽水侧移的计算,则如何确定抽水过程中围挡两侧土压力分布成为关键.为了提出基坑开挖前抽水条件下围挡两侧土压力的计算模型,首先提出了基坑开挖前抽水过程中围挡两侧土体受扰动区形态与范围;然后探明了扰动区内土体应变分布规律并提出土体应变分布模式;进一步地,建立了土体应变与围挡侧移的数学方程,并结合土体应力-应变方程最终构建了开挖前抽水条件下考虑基坑围挡侧移影响的土压力计算模型.所提出的土压力模型能够反映基坑开挖前抽水过程中围挡侧移对土压力的非线性影响,公式形式简单,参数取值方便,可为后续预测抽水引起的基坑围挡侧移提供重要基础.

    基坑围挡位移开挖前降水应变状态模式应力路径非极限土压力

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    黄土微观结构优先连通模型及其对优先渗流的意义

    潘网生赵恬茵李鑫
    1709-1719页
    查看更多>>摘要：开展黄土微观结构研究有助于揭示宏细观黄土体渗流、黄土滑坡滑动面形成机制和过程.构建了含裂隙和不含裂隙两类黄土微观结构连通模型,探讨了孔隙连通率p、孔隙变异系数λ、裂隙最大跨度ω及裂隙网络贯通率q等参数之间的关系,并通过黄土微观结构扫描式电子显微镜试验和野外渗流试验对两类模型的连通阈值进行了验证.结果表明:裂隙的存在,特别是其跨度大小,对黄土孔隙形态大小及其分布特征具有重要影响;裂隙是优先流的重要通道,是较低孔隙率条件下发生黄土优先流的重要原因;黄土微观结构优先连通模型研究结论与黄土渗流试验结论基本吻合,揭示了泾阳南塬"漫灌式"灌溉行为对含裂缝的高陡边坡稳定性的不利影响以及东风村、蒋刘村等大型滑坡发生的根本原因.

    黄土优先流连通性微观结构地理信息系统

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    道砟嵌入路基土三轴试验及离散元模拟研究

    张杰聂如松黄茂桐谭永长...
    1720-1730页
    查看更多>>摘要：有砟轨道道砟嵌入对路基服役性能具有显著影响.基于此设计上层为道砟、下层为路基土的单元试样,通过室内动三轴试验和离散元法(discrete element method,简称DEM)数值仿真研究了动荷载作用下道砟嵌入路基土的宏观变形行为和局部变形特征.研究结果表明:在动荷载作用下,道砟与路基土之间仅通过接触面上有限数量的离散接触传递应力,随动应力幅值增加,道砟嵌入深度也不断增加,嵌入深度与动应力呈指数函数变化.道砟嵌入路基土变形过程分为局部挤压阶段、剪切带形成阶段及剪切带发展阶段,道砟嵌入会使得道砟-路基土接触界面的土样孔隙率显著增加,同时也会使得接触界面发生显著的侧向变形.孔隙率较高的饱和试样在较低的动应力作用下会发生翻浆冒泥现象,道砟嵌入导致的路基面孔隙率升高是既有路线发生翻浆冒泥的重要原因,防治翻浆冒泥需重点防止道砟嵌入导致的土样局部孔隙率升高.该研究成果可加深对道砟嵌入现象以及由此引发的路基表层变形行为的认识.

    有砟轨道道砟嵌入变形特征动三轴试验离散元模拟

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    考虑粉土温度效应与排水状态的CPTu计算模型

    王宽君刘彬莫品强李国耀...
    1731-1742,1754页
    查看更多>>摘要：温度变化对土体性质和行为的潜在影响己成为许多岩土工程设计和应用的重要组成部分.针对粉土中孔压静力触探试验(piezocone penetration test,简称CPTu)的温度效应及部分排水状态,提出了基于小孔扩张理论的计算模型和分析方法.采用一种能够表征粉土强度温度效应的本构模型,给出了完全不排水和排水条件下的解析解;以Bourke粉土为例,分析了温度对扩张压力的影响,揭示了扩张压力随温度升高而减小的规律.采用一种线性映射方法给出了部分排水条件下的小孔扩张半解析解,并基于物理模型试验的结果得出了排水状态与温度的相关关系,建立了考虑粉土温度效应与排水状态的CPTu计算模型.研究了不同贯入速率下温度对CPTu测试结果的影响,结果表明,温度升高导致锥尖阻力与锥肩孔压减小,且变化幅度随超固结比的增加而增大,通过试验结果与计算模型预测结果的对比验证了模型的可靠性.

    孔压静力触探试验小孔扩张理论粉土部分排水温度效应

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    基于总安全系数法的系统锚杆支护承载能力试验研究

    肖明清徐晨崔岚盛谦...
    1743-1754页
    查看更多>>摘要：鉴于隧道现行规范缺乏系统锚杆支护的承载能力分析方法,总安全系数法提出了锚-岩承载拱的荷载结构模型与承载力计算方法,在理论上实现了锚杆的量化设计,但缺少试验验证.基于此,从结构试验角度研制了大型隧道结构模型试验系统,开展了毛洞与不同间距系统锚杆支护下的锚-岩承载拱结构承载试验.通过监测围岩内部应力-应变、隧道位移与锚杆应变,分析了围岩与锚杆材料的破坏状态与破坏荷载,研究了锚-岩承载拱变形与受力特征、锚杆轴力分布.对比分析了模型试验的结构承载力与总安全系数法理论下锚-岩承载拱的计算承载力.研究结果表明:锚杆能有效地与围岩协同承载,显著增加围岩的侧限力,提高围岩抗压强度与承载能力;试验得到的锚-岩承载拱承载能力与理论计算结果较为吻合,表明了总安全系数法的锚-岩承载拱计算模型是合理的,并具有合适的安全性.

    锚-岩承载拱模型试验承载能力总安全系数法

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    低应变率冲击荷载下节理花岗岩的动力响应规律

    王智德司莹莹李杰钱梦凡...
    1755-1762,1777页
    查看更多>>摘要：岩体中节理面的存在是引起冲击应力波衰减的主要原因,会造成爆炸能量的衰减及降低爆破效果.为探讨低应变率下不同节理倾角花岗岩在冲击荷载作用下的动态力学性质、应力波传递规律和能量传递规律,利用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)试验装置对低应变率下3种不同冲击气压、4种不同倾角的节理花岗岩进行冲击试验.结果表明:(1)在含节理的岩样中,其峰值应力随节理倾角的增大呈下降趋势,随冲击荷载的增大呈上升趋势;(2)透射系数随节理倾角的增加先增大后减小,随冲击荷载的增大先减小后增大;(3)能量传递系数随节理倾角的增加先增高后降低,完整岩样、节理倾角θ=0°和45°的岩样,其能量传递系数都随着冲击荷载的增大而减小,而节理倾角θ=15°和30°的岩样,其能量传递系数随着冲击荷载的增大先减小后增大.

    倾角节理花岗岩SHPB冲击试验动力响应低应变率

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    单、双排桩支护路堑边坡动力响应特性的振动台试验研究

    朱丹蒋关鲁陈虹羽赵鑫辉...
    1763-1777页
    查看更多>>摘要：结合西部艰险山区铁路实际工程背景,开展了El-Centro波作用下单、双排桩支护路堑边坡大型振动台模型试验,基于位移、加速度等参数深入研究了两种模型边坡动力响应特性的差异,并结合快速傅里叶变化(fast Fourier transform,简称FFT)谱探讨了两种边坡出现差异的原因.结果表明:抗滑桩的支护效果和差异均随输入波幅值的增大而逐渐体现;当输入波幅值为0.1g～0.3g时,单、双排桩边坡均处于稳定状态,总体动力响应特性差异较小;当输入波幅值为0.4g时,两边坡动力响应开始出现较大差异,单排桩边坡宏观破坏更明显,坡表位移增大较多,土体损伤累积,非线性特征显现;当输入波幅值为0.5g～0.6g时,两种模型边坡的地震波峰值加速度(peak ground acceleration,简称PGA)放大系数高程效应明显,且均在路堑面和桩后坡面处出现塑性区,抗滑桩的存在有效地抑制了 PGA放大系数沿坡面向上的增大趋势和坡表双塑性区的贯通,而单排桩边坡PGA放大效应更明显,塑性区范围更广,深度更大,局部失稳更严重,抗震支护作用相对较弱;引入FFT谱比可知,单、双排桩边坡在5～10Hz频段振幅放大效应的不同是造成单、双排桩边坡动力响应差异的主要原因;在地震作用下,单排桩边坡破坏历经边坡自稳定→坡表土体塑性变形→边坡局部塌陷溃散3个阶段,双排桩边坡破坏历经前两阶段.

    路基工程路堑边坡单、双排抗滑桩振动台试验动力响应

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    砂土地基中钻进比对螺旋桩安装性能和抗拔承载性能的影响

    颜然孔纲强于江华
    1778-1788页
    查看更多>>摘要：螺旋桩在输电线路杆塔和光伏支架等工程基础中获得了推广应用,然而沉桩速率对螺旋桩沉桩效应和承载力特性的影响机制尚不明确.通过开展砂土地基中螺旋桩沉桩与抗拔承载性能模型试验,分析了螺旋桩钻进比与扭矩、下压力之间的关系,建立了考虑承载力-扭矩-下压力相互影响的极限抗拔承载性能相关系数K't的计算方法.与既有文献试验结果及理论计算方法进行了对比分析,验证了所建立的计算方法的可靠性.研究结果表明:钻进比与螺旋桩的沉桩扭矩和下压力呈线性关系,钻进比对沉桩扭矩的影响幅度大于下压力;降低沉桩过程中钻进比可有效提高螺旋桩的抗拔承载力,钻进比为0.6工况下的抗拔极限承载力可达到钻进比为2工况下的2.9倍;所建立的砂土地基螺旋桩抗拔极限承载力-扭矩-下压力相关系数计算方法,计算误差小于30％,具有较好的准确性和适用性.

    螺旋桩沉桩扭矩下压力钻进比抗拔极限承载力

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    基于变形的降雨后地震基覆型边坡劣化特性与机制研究

    何梓雷蒋关鲁冯海洲陈虹羽...
    1789-1802页
    查看更多>>摘要：降雨地震多因素作用下基覆型边坡破坏模式的识别和评估具有重大工程意义.为研究降雨后地震作用下基覆型边坡的失稳演化机制,开展一组大型振动台模型试验,基于边坡土体空间变形特性和坡面位移特性识别和评估边坡的劣化模式,综合土体应力-应变特性、渗流场特性、地震动应力分布及边坡变形特性,对降雨后地震下边坡的变形演化机制进行探讨.结果表明:(1)降雨阶段,边坡坡顶与坡脚饱和度显著升高区强度劣化显著,但整体无明显变形;地震阶段,坡顶首先滑塌失稳,进一步演化为多级滑塌的整体失稳.(2)宏观破坏具有突发特征,边坡内部土体的空间应变分布特性能更好地识别边坡塑性区扩展-贯通-失稳的演化历程.(3)基于位移残余率分析的边坡失稳演化模式与土体空间应变演化特性结果吻合,相较于累积位移量对边坡损伤状态的识别更准确.(4)含水率变化影响土体力学特征,降雨后的渗流场分布影响边坡整体力学特性及地震动应力的传递及空间分布,土体力学特性和动应力空间特征决定边坡的破坏模式.

    基覆型边坡振动台试验降雨变形空间特性劣化机制稳定性评估

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