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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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    深井直覆硬厚顶板侧向破断模式及采动应力响应特征研究

    高晓进张震黄志增蔺星宇...
    2450-2461页
    查看更多>>摘要：针对深井"三巷布置"工作面临空巷强烈矿压显现现象,以煤层直覆硬厚顶板为工程背景,运用理论分析、相似模拟、现场实测等研究手段,分析直覆硬厚顶板侧向破断模式,揭示临空巷强矿压显现机制,明晰工作面采动应力响应特征.研究结果表明:直覆硬厚顶板破断后,在工作面侧向形成长悬臂-铰接结构,破断线位于采空区内.直覆硬厚顶板岩性特征和几何特征决定着临空巷矿压显现程度,顶板越硬或者越厚,采空区煤体周围越容易产生较高的应力集中.直覆硬厚顶板下巷道围岩应力集中程度高,且临空侧超前支承压力影响范围更广,应力集中程度更高,巷道矿压显现更为剧烈;煤柱上侧向支承压力呈"同步受力、同步增长"变化特征,进入采空区稳定阶段后支承压力表现L+W型应力特征,相邻待采工作面煤柱侧出现非对称的应力峰值,煤柱中部出现应力双峰.受侧向高应力影响,下一区段巷道围岩主要表现为两帮中下部剧烈变形.基于工作面直覆硬厚顶板侧向破断特征和强动载矿压显现机制,提出了顶板灾害超前治理、"浅部强力支护+深部多层次卸压"的防控技术体系,为采场岩层控制提供有益指导.

    深埋煤层直覆硬厚顶板破断模式采动应力多层次卸压

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    第三系半成岩富水砂岩隧道水平高压旋喷桩复合结构超前预加固研究

    王秋懿张海涛张金江徐华...
    2462-2473页
    查看更多>>摘要：在诸如第三系半成岩地层等富水软弱均质地层的隧道建设中,常采用水平高压旋喷桩进行洞内超前预加固,但水平旋喷桩往往因自身抗拉强度低在承受较大荷载时容易发生断裂破坏.依托云南临沧至清水河高速公路王家寨隧道工程,提出了一种在桩体内插入小直径钢管的水平高压旋喷复合结构.通过力学理论分析、数值模拟与现场监测,对比分析了水平高压旋喷桩素桩与复合结构的力学机制与对围岩加固作用,并对钢管布置形式及直径进行优化设计.研究表明:在300 kPa水压下,复合结构相比素桩的挠度值降低了 34.8％,最大拉应力降低了 37.5％,受力模式明显改善,承受的极限水压力荷载大幅提升至700 kPa,对围岩拱顶沉降、应力也有一定削减作用;增加拱顶钢管布置密度可有效降低桩体拉应力,而减少钢管直径则会导致钢管拉应力增大;建议实际工程中拱顶间隔1根桩体布置108 mm钢管,拱肩间隔2～3根布置89 mm钢管,边墙可不设钢管.

    第三系半成岩水平高压旋喷桩钢管复合结构受力机制极限水压荷载

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    基于Self-CGRU模型的地铁基坑周边地表沉降预测

    张文松贾磊姚荣涵孙立...
    2474-2482,2491页
    查看更多>>摘要：为提升地铁基坑开挖引发的地表沉降的预测精度,基于自注意力机制和深度学习提出一种能捕捉沉降数据时空特性的深度注意力组合预测模型(self-attention convolutional gated recurrent units,Self-CGRU).Self-CGRU 模型由空间模块和时间模块搭建.空间模块中,选择卷积神经网络捕捉相邻监测点沉降数据的空间相关性;时间模块中,使用门控循环单元神经网络分析沉降数据的时间规律,并引入自注意力机制捕获沉降数据内部的自相关性,进而得到沉降预测值.选取中国深圳市地铁基坑周边地表沉降数据验证Self-CGRU模型,结果表明:相比现有模型,Self-CGRU模型预测性能更好,使预测精度提高了 17.48％～29.17％.研究成果可为地铁基坑周边地表沉降预测提供一种准确且稳定的新模型.

    沉降预测组合模型时空特性深度学习自注意力机制

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    三维有限元中奇异点源的简化分析方法

    潘泓许嘉显骆冠勇彭斯格...
    2483-2491页
    查看更多>>摘要：减压井是渗流控制的重要手段,减压浅井井底的入渗量不可忽略.在渗流场有限元有关井的计算中,含水层与井半径有巨大尺寸差异,只有将井周围的网格尺寸限制在厘米级或更少,才能达到合理的精度,但效率过低.为提高效率,分析时通常将井底简化为点源.由于点源附近的水头梯度极大,是奇异点,有限元中通常要进行等效处理才能保证全局的精度.提出了以零体积点元模拟点源的方法,该方法基于修正井水位法,利用点源解析解及四面体渗流单元,推导了点元单元的显式解.使用该点元单元模拟井底,可以在不失全局精度的条件下用大网格对点源进行模拟,避免了迭代计算,极大提高了利用三维有限元模拟点源的效率.详细介绍了该点元显式解的推导过程,验证其计算精度,并探究出简化计算方法的适用范围.最后介绍了该方法在实际排水减压抗浮工程中的应用.

    渗流有限元法井点奇异点单元

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    基于CFD-DEM方法的饱和砂土场地液化模拟研究

    许文昊王志华申志福高洪梅...
    2492-2501,2514页
    查看更多>>摘要：砂土液化是常见的地震灾害,目前应用于研究砂土液化动力特性的室内试验以及模型试验还不能全面反映土体液化全过程.计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散元法(discrete element method,DEM)耦合模拟方法能够准确地模拟各类水土耦合问题.通过二次开发的CFD-DEM流固耦合模块实现离散元软件PFC3D与计算流体力学软件OpenFOAM之间的力学信息交互,利用颗粒水下自由沉降验证该方法的可行性.利用PFC3D软件模拟室内循环三轴试验标定出具有真实饱和砂土动力特性的数值砂样.根据已有的参数信息以及耦合模拟方法建立了饱和砂土的场地液化模型.模拟结果表明,离散元法能够复现室内砂土液化试验,标定参数可应用于场地液化模拟;单颗粒沉降速度与理论解一致验证了 CFD-DEM耦合方法的准确性;峰值加速度0.25g下不同深度处土体均会发生液化,液化时超孔压比无法达到 1,超孔压累计值由浅层往深层递增;液化后土体强度自下而上逐渐恢复,再固结的场地土体结构呈现均匀化发展趋势.

    砂土液化CFD-DEM耦合方法颗粒自由沉降场地液化模拟

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    基于热力耦合的近场动力学方法高温岩石水力压裂数值模拟

    陈骞王志良申林方华涛...
    2502-2514页
    查看更多>>摘要：基于近场动力学方法分别采用键型模型计算岩石热扩散过程和常规态型模型模拟岩石位移场的演化,根据物质点间的断键数量确定材料损伤值以实时追踪裂隙面的扩展,通过在裂隙面处施加水压和水温实现水与岩石间的相互作用,建立了考虑热力耦合效应模拟高温岩石水力压裂过程的数值计算模型.根据岩石加热裂隙扩展的试验结果,验证了计算模型的有效性.最后,讨论了水压、岩石初始温度及弹性模量等因素对水力压裂岩石裂隙结构形态的影响,并基于综合敏感度属性识别评价方法,分析了各影响因素对岩石裂隙形态参数的敏感性.研究结果表明:水压较小或岩石初始温度较低时,主裂隙几乎呈对称分布,基本上无裂隙分支现象;随着水压或初始温度的增加,裂隙逐渐增多并产生分叉现象,同时裂隙总长度和张开度也均呈增长趋势.当岩石弹性模量均值较小时,水力裂隙较为发育且萌生许多微小裂隙;随着弹性模量均值的增大,水力裂隙分支及微裂隙数量明显减少,裂隙总长度和张开度也相应地减小,而岩石起裂时间则近似呈线性增加的趋势.岩石材料参数和环境参数的敏感性综合评价表明,岩石裂隙扩展对弹性模量和水压呈高度敏感,而对水温则表现为不敏感.

    高温岩石水力压裂热力耦合近场动力学裂隙演化

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    基于物质点和深度积分耦合模型的滑坡数值分析

    张伟晏飞王兆丰李邵军...
    2515-2526页
    查看更多>>摘要：深度积分算法可将滑坡沿地表滑动的三维模型化简为二维模型进行求解,通过减少控制方程未知量的个数以提升求解效率.物质点法(material point method,MPM)具有无网格法和有网格法的双重优势,模拟滑坡大变形问题时可避免网格畸变现象.采用深度积分耦合物质点法建立滑坡数值模型,给出算法实现具体流程,基于影响域改进的物质点法(influence domain material point method,IDMPM),针对两个典型无倾角底面光滑和有倾角底面不光滑滑坡算例进行基准测试.在计算精度方面,深度积分耦合物质点法模型能较好地预测远端距离、流速、深度等滑移特征参数;在计算效率方面,与常规物质点法求解格式相比,深度积分耦合物质点法模型可大幅度提高运行效率.该研究成果可为滑坡地质灾害破坏范围的分析预测、危害评估、应急抢险提供有效理论依据和时间保障.

    深度积分物质点法滑坡大变形深度积分耦合物质点法

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    《岩土力学》征稿简则

    封2页
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