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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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    不同垫层下煤矸石桩网复合路基承载特性

    邓友生姚志刚冯爱林李龙...
    1895-1905页
    查看更多>>摘要：为综合利用固体废弃物煤矸石,将其取代部分传统细骨料制备煤矸石混凝土桩.开展了土工格栅和土工格室加筋垫层下煤矸石桩网复合路基室内模型试验,分析路堤顶面荷载-沉降关系、加筋垫层传荷能力和桩身应力的差异性.同时,建立有限元计算模型,研究不同加筋材料应力和变形规律,揭示土工格室应用于加筋垫层作用机制.结果表明:在本次试验中,同土工格栅相比,土工格室加筋垫层显著减小路堤顶面沉降约29.71％.土工格室加筋垫层下桩顶和桩间处土压力衰减量分别约61.51％、56.35％,充分发挥了筏板效应和应力扩散效应.采用土工格室加筋垫层,路堤荷载能够被有效传递至煤矸石桩体,在路基中心处和沿路基横断方向桩身应力极值分别采用土工格栅加筋垫层的1.78、1.80倍.土工格室和土工格栅应力分布规律分别呈"V"型和"U"型变化特征,且土工格室的应力最大值大于土工格栅.土工格室特有的蜂窝状结构对路堤填料产生侧向环箍和肋条摩阻力作用,通过自身张拉变形有效地扩散路堤荷载.

    桩网复合路基煤矸石桩土工格室加筋垫层荷载传递桩身应力

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    干湿循环脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型

    李晓照车行李海峰戚承志...
    1906-1916,2049页
    查看更多>>摘要：针对三峡库区消落带等长期处于干湿循环条件下导致岩石损伤破坏的工程问题,探究在干湿循环和直接拉伸荷载共同作用下,脆性岩石的宏细观断裂力学特性这个难点问题.由于干湿循环条件下的直接拉伸试验较难实现,考虑干湿循环与直接拉伸荷载作用的宏细观力学关系模型非常欠缺.基于断裂力学理论方法,结合干湿循环试验研究方法,提出了一种干湿循环条件下脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型.该模型是在考虑了干湿循环次数n与含水率ω对断裂韧度KIC和初始损伤因子D0综合影响的基础上,结合岩石初始细观裂纹损伤与裂纹断裂韧度的直接拉伸细观裂纹扩展力学模型建立的.对比分析抗拉强度、裂纹扩展极限长度llim、弹性模量、岩石劣化损伤的理论与试验结果,验证了模型的合理性.讨论了初始裂纹倾角φ、材料常数β等参数影响下,裂纹启裂应力及峰值应力随干湿循环次数n的变化规律.对比分析了干湿循环和单独含水条件对岩石劣化度力学特性的影响.

    脆性岩石干湿循环直接拉伸断裂宏细观力学模型

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    高应变率冲击荷载下节理花岗岩损伤机制研究

    王智德钱梦凡李杰司莹莹...
    1917-1928页
    查看更多>>摘要：针对冲击荷载作用下贯通节理花岗岩动力响应特征和能量演化规律这一研究目标,以含不同倾角节理花岗岩为研究对象,基于不同倾角节理岩体损伤力学理论模型,开展了高应变率下不同节理倾角花岗岩的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)冲击试验,完成了高应变率下花岗岩的损伤特征研究,获取了岩体动态力学性质和能量耗散特征.研究结果表明:(1)基于Druck-Prager准则和Weibull强度分布准则,结合弹性波理论,建立了不同倾角节理岩体的应力-应变理论模型,该模型能够较好地反映花岗岩的抗压强度、弹性模量随节理倾角变化的动态力学特性,具有较强的倾角效应;(2)相同冲击荷载下,随节理倾角的增大,能量反射系数呈线性上升趋势,能量传递系数呈线性下降趋势,岩样的峰值应力逐渐而减小;相同节理倾角下,随冲击荷载增大,能量反射系数先增大后减小,能量传递系数先减小再增大,能量吸收率随节理倾角的增大而减小;(3)当冲击荷载相同时,完整岩样、节理倾角θ=0° 和θ=15°岩样的破碎程度较大,而节理倾角θ=30°和θ=45°岩样的破碎程度较小;当节理倾角相同时,随冲击荷载增大,超过岩样最大抗压强度时,岩样由剪切和拉伸破坏逐渐转化成压碎破坏,且破碎程度也随之增大.

    不同倾角节理花岗岩SHPB冲击试验能量耗散高应变率

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    冲刷作用下砂岩宏观力学特性及微观结构

    张科关世豪齐飞飞徐奕...
    1929-1938页
    查看更多>>摘要：水流环境下库岸边坡岩石劣化会严重危害坡体稳定性,如何精细化揭示动水冲刷作用下岩石宏观力学特性及微观结构对库区灾害防治具有重要意义.为模拟库岸边坡所处的水流环境,设计了一套岩石抗冲刷试验装置.以砂岩为研究对象,考虑自然、静水浸泡和动水冲刷3种工况.结合室内试验、数字图像相关方法、扫描电镜和分形理论,从宏观力学参数、应变场分布特征、微观结构等角度系统探讨了不同水环境对岩石力学特性的影响.研究结果表明:(1)动水冲刷后的岩石抗压强度和弹性模量软化系数比饱水试件分别降低了 0.07和0.06;(2)应变场分异速率-轴向应变曲线在峰值应力前出现拐点P,与断裂过程区的集聚相关,可作为岩石破裂的前兆信号;相较于饱水作用,冲刷作用使得破裂前兆点出现变早,这是因为冲刷作用加剧了岩石内部缺陷的发育,更易形成裂纹;(3)相较于饱水试件,动水冲刷后砂岩内部矿物颗粒和胶结物流失程度加大,微观结构劣化更为显著,这种变化在扫描电镜图像的分形维数计算结果中得到了印证,冲刷试件的分形维数最大.

    冲刷岩石数字图像相关方法力学特性微观结构分形维数

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    多孔介质低渗测试气体周期振荡法理论研究

    王威陈卫忠杨典森杨光华...
    1939-1956页
    查看更多>>摘要：目前,多孔介质低渗测试主要采用高精度气体稳态法和气体脉冲衰减法,缺少对气体周期振荡法的深入探讨和分析.基于气体周期振荡法基本原理和试验方法,提出了3种基于不同控制方式模拟生成周期波气压边界条件的方法,以及在试样上游和下游分别设置1个体积可调的气体储存容器的试验设备方案.基于孔隙流体介质的讨论,将Fischer等提出的以不可压缩流体为渗流介质的周期法理论解,推广到以可压缩流体为渗流介质的情况,扩大了周期法理论解的适用范围,并讨论了各参数之间的物理意义及其联系.基于气体周期振荡法理论解,进行了2个特例分析,优化了理论解中复杂分项的处理.通过一系列正交对照计算案例,对比了气体周期振荡法理论解和数值解的计算结果,讨论了渗透率、孔隙率、下游容器体积、试样直径和长度等对试验过程的影响,验证了理论解的准确性和可靠性,并对理论解的不足进行了说明,在此基础上,给出了气体周期振荡法试验的优化设计策略.

    气体周期振荡法渗透率储存系数理论研究

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    刚性墙面双面加筋土挡墙动力响应振动台模型试验研究

    李福秀郭文灏郑烨炜
    1957-1966页
    查看更多>>摘要：设计并完成了 1:4的刚性墙面双面加筋土挡墙振动台试验,在满足相似关系的前提下,通过输入不同幅值的水平向正弦波,分析刚性墙面双面加筋土挡墙的动力响应特性.研究结果表明:两侧加筋区和中部非加筋区的加速度沿着高度方向均呈现出明显的放大效应,并在挡墙顶部达到最大值.随着加载幅值的增加,双面加筋土挡墙顶部的最大放大系数主要分为3个阶段,分别是平稳段、上升段与衰减段.最大墙面位移和残余位移沿着高度方向呈线性增大.当加载幅值未超过临界加速度时,位移量较小;而加载幅值超过临界加速度时,位移会迅速增大.同时,临界加速度对双面加筋土挡墙的变形模式有着决定性作用.刚性墙面双面加筋土挡墙的筋材动应变增量随着加载幅值持续施加而不断增大.底层的最大筋材应变增量出现在连接处,且沿着高度方向,最大筋材应变增量的位置不断向内部移动.

    土工合成材料加筋土挡墙刚性墙面振动台试验动力响应

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    基于体积变化的珊瑚砂砾破碎率研究

    王步雪岩孟庆山钱建固
    1967-1975页
    查看更多>>摘要：颗粒材料的破碎行为广泛地存在于各个领域内,且对散粒体材料的力学性能有较大影响.对颗粒破碎行为的大量研究皆建立在合理可靠的破碎率计算方法上.针对现有方法不能准确评估不规则形貌颗粒(以珊瑚砂砾为典型代表)破碎率的现状,提出了以颗粒体积作为基础参数的颗粒破碎率计算方法,对原有的基于颗粒粒径的Hardin破碎率计算公式进行了改进,可以更好地评估不规则颗粒破碎率.通过不同形状珊瑚砂砾的颗粒破碎试验,对上述理论公式进行了可靠性验证,进而分析了传统方法产生误差的原因.通过试验得出了不同形状颗粒在不同压力下、不同算法下的破碎率值.结合试验过程中的应力、变形和影像观测,获得了片状、块状、棒状3种不同形状珊瑚砂砾的颗粒破碎阈值,揭示了不同形貌颗粒随压力变化过程表现出的破碎模式演化特性.

    颗粒破碎破碎率珊瑚砂砾

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    含水率对红层泥岩填料刚度劣化特性及微观结构影响研究

    陈康刘先峰袁胜洋马杰...
    1976-1986页
    查看更多>>摘要：为研究含水率对红层泥岩填料刚度劣化规律和微观结构的影响,开展了不同含水率下三轴不排水剪切试验、压汞试验和扫描电镜试验,基于能量守恒定律推导了填料刚度劣化与弹塑性应变能增量间的关系.结果表明:填料黏聚力随含水率增加而降低,内摩擦角则随含水率增加先增加后降低.填料结构损伤由应变能转化引起,从宏观上表现为刚度劣化.归一化刚度比值随塑性应变能增量占比增加而线性降低,随应力发展呈非线性衰减.以最优含水率为界,当试样在干侧时,填料有较好的荷载抵抗能力;湿侧填料荷载抵抗能力远低于干侧.损伤应力等值线与等含水率线构成上下界为对数曲线的状态面.填料孔隙分布在干侧为单峰形态,粒间接触较为紧密,结构稳定性好.在湿侧呈双峰结构,团聚体排列定向性程度较低.填料应在干侧压实填筑,推荐采用5％～7％作为填筑目标含水率.

    路基填料红层泥岩刚度劣化应变能微观结构

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    赋存环境对含甲烷水合物沉积物力学特性的影响

    冯帅陈盼周家作韦昌富...
    1987-1999页
    查看更多>>摘要：海域水合物沉积物储层的强度与刚度特性对水合物的安全高效钻采有重要意义.为研究赋存环境变化对泥质水合物沉积物抗剪强度特性的影响,基于改进的水合物三轴剪切仪开展了一系列饱水与饱气及地应力条件变化下甲烷水合物沉积物的排水剪切试验.试验结果表明,赋存环境变化对泥质水合物的抗剪强度与刚度产生显著影响.饱水条件下相同水合物饱和度沉积物抗剪强度显著降低,抗剪强度最大降低率达52.0％.赋存环境变化对内摩擦角影响有限,对黏聚力影响显著.与饱气条件下的结果相比,饱水条件下有效黏聚力最大降低率达68.1％,进一步确定了有效黏聚力随水合物饱和度演化的指数方程.水饱和下水合物沉积物的变形模量显著降低,变形模量E50的最大降低比达72.7％;水饱和条件下,变形模量随水合物饱和度的增大呈线性增长.基于气饱和与水饱和条件下水合物沉积物骨架的受力分析,初步揭示了两种赋存环境下水合物沉积物力学特性的演化机制.研究成果可为天然气水合物赋存机制揭示及储层稳定性评价提供基础数据与方法支持.

    甲烷水合物泥质粉砂水饱和抗剪强度变形模量

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    周期性孔隙水压作用下砂岩损伤劣化特性研究

    李洪亚马林建刘杰李增...
    2000-2010页
    查看更多>>摘要：消落带砂岩由于受到周期性水压渗透的影响,其物理力学特性随时间损伤劣化,导致岸坡稳定性降低.开展了周期性孔隙水压力损伤砂岩的不排水三轴压缩试验,分析了砂岩强度、变形及脆性特征演化规律,讨论了细微观结构劣化机制.结果表明:砂岩峰值强度随着孔隙水压作用周次的增大而减小,且强度劣化度随围压增大逐渐降低.随着孔隙水压作用周次增大,黏聚力和内摩擦角分别呈现指数式衰减和线性衰减,其中黏聚力下降是强度劣化的主要原因.弹性模量、破坏应变和Tarasov脆性指数均随孔隙水压作用周次增大逐渐降低,而随围压增大具有明显增强效应.破坏模式由单斜面剪切破坏发展至共轭剪切破坏,破裂角由67.20°逐渐减小至62.05°.周期性孔隙水压作用在裂隙尖端导致的应力集中和应力疲劳加剧了砂岩内部结构劣化,且不排水压缩过程中的孔隙水压力的增长进一步加剧了砂岩的损伤劣化,而围压作用导致部分渗流通道闭合,降低了砂岩的渗流损伤.

    库岸边坡砂岩应力-渗流耦合周期性孔隙水压脆性指数损伤劣化

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