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期刊信息
  • 岩土力学
    Rock and Soil Mechanics
    (月刊,1979年创刊)
    主管:中国科学院
    主办:中国科学院武汉岩土力学研究所
    主编:孔令伟
    编辑:《岩土力学》编辑部
    ISSN 1000-7598 CN 42-1199/O3
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2011年, 第32卷, 第S2期 刊出日期:2011-08-10
基础理论与实验研究
岩土工程试验研究中的若干新进展
包承纲
. 2011 (S2):  1-9. 
摘要 ( 3069 )   PDF(1589KB) ( 2411 )  
介绍了在非饱和土、数值分析、测试技术和土工合成材料工程应用方面的成就。关于非饱和土方面,指出了加强非饱和土基本试验研究工作的紧迫性;关于数值分析方面,认为流形元法为连续和非连续变形的力学分析提供了一个统一的方法,应加强在岩体力学和土力学中的开发与应用;关于岩土力学的测试技术,需密切注意近年高新技术在岩土领域的引进和推广;对于土工合成材料,应加强机制的研究,注意在应用中掌握有关原理,最后对岩土工程研究中当前存在的问题和今后发展作了简单的评述
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土动力学与岩土地震工程研究进展
杜修力 ,路德春
. 2011 (S2):  10-20. 
摘要 ( 7156 )   PDF(505KB) ( 3803 )  
指出了土动力学与岩土地震工程领域课题的特点与研究方法,并从土的动力特性与本构理论、动荷载作用下饱和土的液化、岩土体的地震变形与稳定性分析、土与结构动力相互作用、数值分析方法、物理模型试验与技术6个方面评述了国内外研究进展与发展趋势,建议了应着重研究的学科前沿与关键科学问题,希望能对今后的科研工作有一定的启迪作用
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砂土渗透系数的细粒效应与其状态参数关联性
孔令伟,李新明,田湖南
. 2011 (S2):  21-26. 
摘要 ( 3775 )   PDF(627KB) ( 2782 )  
利用常规渗透仪进行了不同细粒含量砂土的渗透性能试验,通过引入粒间状态参量概念,探讨砂土渗透系数的细粒效应及其与表征砂土各种状态参数的相互关联性。发现砂土渗透系数总体上随细粒含量增加而减小,当细粒含量小于5%时影响较小;细粒含量在5%~10%时,渗透系数随细粒含量增加而急剧减小;而当细粒含量大于25%后,砂土的渗透系数则基本趋向相对稳定值。基于5种不同表征状态参数的拟合分析,表明采用现有常用的经验模型尚难以简便、有效地预测各种细粒含量砂土的渗透系数,而利用粉粒间孔隙比则能更好地反映细粒含量对渗透系数的影响,且其与渗透系数在半对数坐标内基本呈现线性关系,说明粒间状态参量适宜用来描述砂土渗透系数的细粒效应
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深埋长大隧洞围岩非线性蠕变模型研究
朱珍德 ,朱明礼 ,阮怀宁 ,黄 强 ,韩立军
. 2011 (S2):  27-35. 
摘要 ( 2913 )   PDF(1177KB) ( 1576 )  
针对锦屏二级水电站深埋长大隧洞(埋深为2 525 m,长为19 km,宽为13 m)围岩在开挖过程中呈现明显的流变劣化特征,采用CSS-283双向万能伺服试验机,对洞室围岩(软弱板岩)进行单轴压缩蠕变试验和剪切蠕变试验,引入流变参数是时间函数与强化函数,建立岩石非定常参数剪切蠕变模型和单轴压缩蠕变模型,并推广到三轴非线性流变模型,与试验结果对比基本吻合。最后,结合锦屏二级水电站深埋长大隧洞进行数值计算,得到该隧洞190 d开挖运行变形规律,以期为工程建设提供理论指导。
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比萨斜塔斜而不倒的数学奥秘
姚仰平,祝恩阳
. 2011 (S2):  36-41. 
摘要 ( 3955 )   PDF(1341KB) ( 2582 )  
比萨斜塔从修建至今800余年缘何斜而不倒,这是一个颇具吸引力的问题。围绕这一问题,从土材料的变形机制入手,介绍了其变形的加载次序相关性。经微分学中曲线积分路径无关的充分必要条件检验,证实了经典岩土本构模型Cam-clay对土材料应变的加载应力路径相关性描述与试验相符。土材料变形与加载次序的相关性在应用增量本构模型计算中,实际就体现在模型描述于数学上的曲线积分路径相关性上。完全一样的比萨斜塔,完全一样的地基,仅修建时间长短的不同便造就了地基土中有效应力加载路径的显著差异,从而极大地影响了与加载应力路径相关的广义剪应变的发展情况,最终决定了地基土的破坏与否,建筑物的倒塌与否。从这个角度,深刻巧妙地揭示出比萨斜塔数百年来斜而不倒的数学奥秘。在解释Burland等对比萨斜塔一次修建完工将会倒塌的观点同时提出猜想:如果进行更加缓慢的修建,地基土有效应力路径会更加远离临界状态应力线,那么比萨斜塔今天的倾斜程度可能大为降低。
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黄土结构性力学特性研究与应用的探讨
邵生俊,陶 虎,许 萍
. 2011 (S2):  42-50. 
摘要 ( 4181 )   PDF(800KB) ( 2288 )  
大孔隙、高孔隙比、欠压密的非饱和黄土具有显著的结构性,结构性是影响土力学性质的关键因素。在讨论土结构性力学特性研究途径的基础上,从反映土的结构可稳性和可变性的综合结构势出发,阐述了反映力、水作用的黄土压缩变形结构性参数、应力结构性参数和应力比结构性参数,以及与土的物理性质指标对应的反映结构特征的构度。通过黄土的单轴抗压试验、非饱和直接剪切试验、三轴试验和真三轴试验,揭示了结构性参数和构度的变化规律,以及它们分别与强度指标之间的关系,提出了湿、剪变形过程等结构性临界状态的概念。将正常固结土视为结构性参数或构度等于1的无结构性土,在修正剑桥模型的基础上,考虑临界状态线和等向压缩曲线随结构性参数的变化,建立了结构性屈服面方程,为建立结构性弹塑性本构方程打下了基础。同时,阐述了黄土隧道围岩和黄土地基稳定性分析中应用结构性强度变化规律研究成果的途径,深化了黄土体稳定性分析的理论基础。
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我国原位地应力测量与地应力场分析研究进展
景 锋 ,盛 谦 ,张勇慧 ,刘元坤
. 2011 (S2):  51-58. 
摘要 ( 3186 )   PDF(446KB) ( 2722 )  
随着我国交通、能源和水利水电等行业快速发展,在复杂地形地貌和地质条件下兴建大量岩土工程,尤其是深埋长隧道,原位地应力测量及其相关研究逾加重要。我国自20世纪60年代首次成功进行原位地应力实测以来,在地应力测量及相关研究方面已取得了长足进展。文中扼要介绍了我国地应力测量的发展历程,着重总结了在钻孔应力解除法、水压致裂法和其他常用原位地应力测量法及工程区初始地应力场分析研究方面所取得的进展,并结合我国区域构造应力环境和岩土工程的特点,对地应力测量和工程区初始地应力场研究方面的展望阐述了一点认识。
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弹性矩形板下横观各向同性多层地基分析
艾智勇 ,曹国军
. 2011 (S2):  58-63. 
摘要 ( 3161 )   PDF(514KB) ( 1540 )  
利用弹性矩形板与多层地基表面的竖向位移协调条件与光滑接触条件,由横观各向同性多层地基应力与位移非耦合的传递矩阵解,推导出弹性矩形板下竖向应力和位移的解析解。在此基础上,编制了相应的程序,并进行了数值计算。计算结果表明:矩形板刚度对板底竖向位移及板中心下的竖向应力有着较为显著的影响;板底竖向位移及板中心下的竖向应力随着板刚度的增加而减小,相同荷载作用下横观各向同性地基与均匀各向同性地基模型的计算结果差异较大,实际工程中很有必要采用更符合土体性质的横观各向同性地基模型
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点支撑缺陷下海底埋管热屈曲分析
刘 润 ,王秀妍 ,刘月辉 ,王武刚
. 2011 (S2):  64-69. 
摘要 ( 2526 )   PDF(481KB) ( 1779 )  
由于生产工艺的要求,开采的原油经常需要在一定的温度和压力下才能顺利输送,而输油过程中的高温和高压会导致海底管线中产生较大的附加应力。管线受到地基土的约束作用后无法自由变形,附加应力的不断累积,造成管线发生整体屈曲变形,埋地的海底管线通常会产生竖直向的整体屈曲变形而影响使用甚至破坏。基于点支撑初始缺陷形式的海底管线,给出了管线竖直向整体屈曲分析的解析解,结合实际工程中铺设的高温高压输油管线进行了整体屈曲分析,揭示了不同温度条件下埋地管线发生竖直向整体屈曲的规律性,提出挖沟掩埋可以有效地防止管线发生温度应力下的整体屈曲
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重力式加筋土挡墙的工作性能和土压力计算
邹维列 ,冷建军 ,王协群
. 2011 (S2):  70-75. 
摘要 ( 6080 )   PDF(4262KB) ( 1687 )  
“重力式加筋土挡墙”在实际工程中已有不少应用,但由于缺乏对其工作性能的系统研究,目前我国相关规范尚无其设计方法,实际工程中一般根据经验设计,缺乏理论依据。采用FLAC2D程序,模拟一个施工顺序为“先筑墙,后填加筋土”的重力式加筋土挡墙,分墙后填土到墙顶和墙顶堆载完成两个阶段,分析加筋土工格栅对挡墙的水平位移和墙后填土的水平位移、水平应力的影响;土工格栅拉力及拉应变随墙后填土和墙顶堆载的变化。在此基础上,对采用“先筑墙,后填加筋土”工序的重力式加筋土挡墙墙后土压力的计算方法提出了初步建议
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优化与非优化复合锚固结构抗爆性能对比试验研究
赵 林 ,曾宪明 ,李世民 ,林大路 ,陆卫国 
. 2011 (S2):  76-82. 
摘要 ( 2543 )   PDF(1352KB) ( 1631 )  
优化复合锚固结构与非优化复合锚固结构均由土钉和在土钉端部设置的一定长度的经特殊处理的空孔段群即弱化孔群组成,二者的惟一差异是弱化孔长度不同,前者是优化的,后者是据经验确定的。为比较二者的抗爆性能,进行了对比试验研究。试验结果表明,非优化复合锚固结构的拱顶动应变峰值是优化复合锚固结构的2.1倍以上,非优化复合锚固结构的质点加速度峰值是优化复合锚固结构的2倍(拱顶)~5倍(底板),并与宏观结果相吻合,优化复合锚固结构的临界破坏抗力是非优化者的2.1倍以上,极限破坏条件下,拱顶下凸大变形尺度和面层脱落范围,优化复合锚固结构仅为非优化复合锚固结构的25%和33%。
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机车荷载作用下青藏铁路多年冻土区普通路基的蠕变分析
吴志坚 ,陈 拓 ,马 巍
. 2011 (S2):  83-87. 
摘要 ( 2999 )   PDF(834KB) ( 1988 )  
基于青藏铁路北麓河试验段的机车现场实时振动监测,在三轴流变试验的基础上,利用ABAQUS有限元软件中的时间硬化与Druker-Prager屈服破坏准则耦合的蠕变模型,对青藏铁路多年冻土区的普通素土路基在等效机车荷载作用下的蠕变效应进行分析。研究表明,ABAQUS软件中时间硬化与蠕变模型能较好地模拟路基运营过程中的时间效应,素土路基的竖向位移由路基顶部中心位置向路基内部和两侧逐渐减小,一年中的最大位移达14 mm,与该段的年沉降变形观测值一致。路基中心的蠕变应变值大于路基顶面和天然地表的应变值,路基中心受机车荷载的振动影响最大
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土体塑性各向异性的微宏观机理分析
钱建固 ,黄茂松
. 2011 (S2):  88-93. 
摘要 ( 3047 )   PDF(497KB) ( 1675 )  
基于微观土力学理论框架推导了宏观应力解析,将各向异性的微观机理归结为微观接触力各向异性和微观组构各向异性的两方面因素。应用基于微观理论的应力解析构建了土体各向异性强度准则,并结合既有的微、宏观试验及理论成果,研究加载条件对硬化定律的影响机理,进而揭示了变形非共轴性的微观理论基础。研究表明,着眼于微观理论机理,强度各向异性和塑性变形各向异性本质上都是微观组构各向异性的宏观表现。其中,强度各向异性起源于土体微观组构的固有各向异性,而塑性诱发各向异性依赖于塑性硬化过程中微观组构各向异性的演化规律。在比例加载条件下土体表现为等向硬化和共轴塑性,而非比例加载条件下表现为等向-运动硬化和塑性非共轴性
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衡重式桩板挡墙上墙土压力模型试验研究
刘国楠 ,胡荣华 ,潘效鸿 ,刘永春
. 2011 (S2):  94-99. 
摘要 ( 3962 )   PDF(1245KB) ( 2078 )  
简要介绍了几何相似系数为7的衡重式桩板挡墙模型和多工况模型试验,着重分析了上墙在不同卸荷板尺寸和设置位置及有外荷载工况下对上墙土压力的分布问题。试验结果表明:①板埋深超过某一深度时,并不能有效改善上墙主动土压力的分布情况,反过来说明存在最佳埋深位置。②板宽对卸荷板上表面处的土压力影响较大,但对上墙土压力总体分布趋势没有影响。③填土荷载下,当卸荷板宽度和上墙高比值小于0.4时,上墙土压力接近于朗肯土压力分布;当宽高比大于1.3时,上墙土压力分布更接近于静止土压力。④工程设计时,上墙土压上墙土压力可按公式 计算
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大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特性水分入渗规律及地基处理方法研究
黄雪峰 ,张广平 ,姚志华 ,张建华
. 2011 (S2):  100-108. 
摘要 ( 3400 )   PDF(927KB) ( 2049 )  
为研究大厚度自重湿陷性黄土的湿陷变形特性、水分入渗规律以及地基处理合理方法等问题,选择典型大厚度自重湿陷性黄土场地,进行了布置沉降观测点和埋设水分计的浸水试验以及挤密桩、DDC(孔内深层强夯)桩地基处理试验。试验结果表明,在水分入渗过程中,深度22.5~25.0 m以上土体易发生湿陷,该深度以下土体则含水率增加缓慢,达不到湿陷起始含水率,不易发生湿陷,因此该深度考虑可作为现场湿陷性评价的临界深度,也可作为大厚度湿陷性黄土地区进行地基处理时可参考的地基处理下限深度。DDC桩间距为1.0~1.4 m时,无论从挤密系数还是湿陷系数都能满足规范要求;挤密桩15 m试验区域沉降量较小,但其剩余湿陷量任未满足要求,这也佐证了关于22.5~25.0 m深度难于发生湿陷的结论。试验成果可作为今后大厚度自重湿陷性黄土地区工程建设以及黄土规范进一步修订的参考。
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深埋脆性岩石力学参数评估与变形特性探讨
萧富元 ,王建力 ,邵厚洁
. 2011 (S2):  109-114. 
摘要 ( 2955 )   PDF(630KB) ( 1957 )  
隧道工程开挖深度有逐渐增加的趋势,深部岩石具高强度及高应力环境。虽然脆性岩石在高围压应力下,将转而呈现延性特性,但隧道开挖所产生的径向解压,使隧道周边一定范围内的岩体处在低围压状态,故这部分围岩的变形仍由脆性性质所掌控。对于脆性岩石呈现峰后强度弱化特性,文中汇整各种岩石峰后强度弱化参数评估方法后,提出结合Hoek-Brown准则与岩心试验的强度损失试验评估法。以实际工程案例分析结果显示,600 m埋深时岩石峰后强度弱化与否,对隧道围岩变形量影响不大,但隧道埋深超过2 000 m后,变形量的差异将达到3~4倍左右,显示脆性岩石峰后强度弱化特性,对深埋隧道施工变形影响不可忽视。
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海上风电机高桩基础关键参数试验研究
龚维明,黄 挺,戴国亮
. 2011 (S2):  115-121. 
摘要 ( 3887 )   PDF(1674KB) ( 2219 )  
针对东海大桥近海风电场钢管桩高桩基础的相关工程参数开展了试验研究。通过水平静载荷现场试验测得了海上钢管直桩及斜桩的水平承载力,并采用自平衡测试法测得了桩基的竖向承载力。对波流力作用下连接及未连接平台的钢管桩进行了测试,获得了加速度时程曲线以及钢管桩固有频率。试验结果分析显示,正斜桩的水平承载性能优于直桩和反斜桩;钢管桩未连接平台时,在波流作用下的位移明显大于连接平台后;钢管桩的实测固有频率在1.05~1.3 Hz之间,斜桩的固有频率略高于直桩。试验结果已直接应用于该工程高桩基础设计中。
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冲击荷载作用下层裂问题研究
赵跃堂,林家炜,石 磊
. 2011 (S2):  122-126. 
摘要 ( 2978 )   PDF(540KB) ( 1213 )  
材料破坏准则的采用是制约动态层裂机制研究的主要因素之一。采用一维弹脆性平面波理论,运用累积损伤破坏准则对因爆炸或冲击引起的层裂问题进行分析。解析了三角形脉冲荷载在考虑升压时间时第1次层裂厚度的变化规律。研究表明:考虑升压时间时得出的层裂片厚度比不考虑升压时间时要小,运用累积损伤破坏准则计算出的层裂片厚度比最大拉应力瞬时断裂准则的计算值大。分析结果对研究地冲击荷载作用下地下洞室的震塌破坏有一定的参考价值。
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变荷载下考虑三维渗流的未打穿砂井地基固结分析
邹新军,杨 眉,赵明华
. 2011 (S2):  127-131. 
摘要 ( 3027 )   PDF(485KB) ( 1521 )  
为探讨未打穿砂井地基的固结特性,基于三维固结理论和叠加原理,考虑变荷载条件,将砂井打设区和下卧层土体的固结均视为三维问题,分别导出了单级线性加载条件下砂井打设区和下卧层土体的固结度解析解,由此给出了地基整体的平均固结度计算式,并引入fzero函数基于Matlab编制了相应的计算程序。算例对比分析结果表明,受加载历时影响,砂井打设区和下卧层土体的固结度都较瞬时加载有所减小,且减幅随加载历时延长而增大。同时,将下卧层土体的固结视为三维要比一维更能合理考虑径向渗流,使得地基固结度计算值与模型试验推算值吻合较好
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密度和干湿循环对黄土土-水特征曲线的影响
刘奉银 ,张 昭 ,周 冬 ,赵旭光 ,朱 良
. 2011 (S2):  132-136. 
摘要 ( 3561 )   PDF(482KB) ( 2383 )  
土-水特征曲线在非饱和土力学中扮演着重要的角色。影响非饱和土土-水特征曲线的因素很多,如初始密度、干湿循环、荷载等。利用GCTS土-水特征曲线仪,主要测定了不同初始干密度的重塑非饱和黄土试样的减湿土-水特征曲线,选取合理的土-水特征曲线模型进行数据拟合,通过分析模型拟合参数来研究初始干密度对非饱和黄土土-水特征曲线的影响;并对给定初始干密度的试样进行了2次干湿循环试验,测定相应的减—增湿土-水特征曲线,通过对比干湿循环曲线上体积含水率的差异,提出了“滞回度”的概念,初步研究了黄土土-水特征曲线在干湿循环下的滞回特性规律。这些成果将为研究应力作用下的土-水特征曲线模型以及考虑干湿循环的力-水耦合本构模型发挥重要作用
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泥质软岩地基水平抗力系数研究
范秋雁 ,杨钦杰 ,朱 真
. 2011 (S2):  137-142. 
摘要 ( 4179 )   PDF(523KB) ( 1837 )  
通过室内水平静载试验和数值模拟对泥质软岩地基水平抗力系数的比例系数m进行研究,给出m值参考值,并讨论了影响地基岩土m值的因素,研究结果表明:试验所用的南宁盆地第三系泥岩m值取值范围为17~35 MN/m4,桩径大时取小值,埋深大时取大值;用ANSYS模拟水平静载试验,计算出的m值与室内试验值十分接近,可为今后数值计算m值提供参考。经分析m值的影响因素后认为适当增加桩的埋深、控制岩土含水率及提高混凝土的浇灌质量等可以提高m值
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隧道围岩挤压变形问题探究
王成虎 ,沙 鹏 ,胡元芳 ,李苍松 ,郭啟良
. 2011 (S2):  143-147. 
摘要 ( 3499 )   PDF(450KB) ( 2553 )  
隧道围岩大变形是目前公路、铁路隧道建设中遇到的重要科学问题。工程实践中,隧道围岩大变形主要是由于围岩遭受剪切破坏而产生了流变而导致的,部分隧道的围岩大变形是由于围岩成分中的亲水矿物遇水发生水化学反应而发生体积膨胀产生的,故隧道围岩大变形可以分为应力型、材料性和结构型3类。通过全面分析前人的研究成果,可以将隧道围岩相对变形3%作为划分隧道内是否发生大变形的定量评价指标。而对于应力型围岩大变形,Hoek提出的隧道围岩径向变形和掌子面变形预测公式较好地预测了施工现场的围岩变形量,其现实意义较为明显,但需要针对不同的工程条件调整原地应力的估算公式或者考虑围岩二次应力场的赋存状态。对于材料型和结构型围岩大变形的变形量预测,目前仍然是一块研究的空白区,需要进一步开展相关工作。
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堆石料的临界状态与考虑颗粒破碎的本构模型
刘恩龙 ,陈生水 ,李国英 ,钟启明 
. 2011 (S2):  148-154. 
摘要 ( 3964 )   PDF(674KB) ( 2151 )  
高应力水平时堆石料的颗粒破碎对其强度和变形机制有重要影响。临界状态土力学理论对重塑土的应力-应变关系的描述较为成功,但目前颗粒破碎对堆石料的临界状态的影响及其数学描述鲜有研究。对堆石料进行了固结应力从0.4 MPa到4 MPa的18组固结排水和固结不排水常规三轴压缩试验,以及6组等向压缩试验。试验结果表明:在排水条件和不排水条件下,不同的固结应力试样都趋于临界状态;堆石料的临界状态在q-p′平面和e-lgp′平面均为非线性变化。基于此试验结果,通过引入状态参数,在广义塑性力学的理论框架下,建立了考虑颗粒破碎的堆石料本构模型,并给出了模型参数的确定方法。与长河坝料的试验进行了对比,结果表明所建议的本构模型可以较好地模拟堆石料从低围压0.4 MPa到高围压 3.5 MPa下的应力-应变特性
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击实黄土的电阻率特性试验研究
查甫生 ,刘松玉 ,杜延军 ,崔可锐
. 2011 (S2):  155-158. 
摘要 ( 2846 )   PDF(510KB) ( 1632 )  
我国西北与华北地区分布有大面积的黄土,在工程建设中常常需要采用击实黄土。探讨了利用土的电阻率方法评价和控制击实黄土工程性质的可行性。通过研制的ESEU―1型土电阻率测试仪对不同方法制备的西安击实黄土样进行电阻率测试,系统地研究了含水率、孔隙液化学成分、饱和度以及温度与电阻率的关系,探讨了击实黄土的电阻率基本特性。试验结果表明:土的电阻率随含水率与饱和度的增加而减小;孔隙液的导电能力越强,土的电阻率越低;土的电阻率随温度的上升而减小,对于试验所用的西安黄土来说,温度对电阻率的影响试验常数 = 0.026℃–1。研究结果表明,土的电阻率与其物理力学性质指标间存在良好的相关关系,可有效用于土的工程性质评价
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易破碎粒状材料本构研究
胡 伟 ,尹振宇 ,DANO Christophe ,HICHER Pierre-yves
. 2011 (S2):  159-165. 
摘要 ( 3967 )   PDF(959KB) ( 2148 )  
粒状材料被广泛地应用到土木工程的各个领域。大部分粒状材料在外力作用下较容易产生颗粒破碎,颗粒破碎对材料的力学性能有很大的影响。为了更好地描述易破碎粒状材料的力学特性,基于弹塑性力学和临界状态土力学开发了一种能够考虑颗粒破碎效应的本构模型。此本构模型能够考虑在剪应力和压应力作用下引起的颗粒破碎对粒状材料力学性能的影响。为了考虑颗粒破碎的影响,基于对Cambria 砂的高压试验,得出了临界状态线位置与消耗塑性功之间的关系,并称之为“破碎方程”。此本构模型拥有双屈服面,分别考虑剪切和等向压缩产生的塑性变形。通过试验结果与数值计算结果的对比得出,新的本构模型能较好地描述易破碎粒状材料的力学特性
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中国沿海及内陆地区长周期脉动特征分析
车爱兰 ,于 凯 ,冯少孔 ,杉山长志
. 2011 (S2):  166-171. 
摘要 ( 2615 )   PDF(1194KB) ( 1600 )  
地脉动台阵观测作为一种低成本的剪切波速度构造探测方法,预计将在中国地震灾害预防中起到重要作用。为了研究地脉动台阵观测中长周期信号的特征以及中国长周期地脉动的特点和适用性,开展了中国从沿海到内陆地区地脉动信号的观测和分析,探查由沿海到内陆地区地脉动的变化规律以及内陆地区广域的地脉动特征,发展适合于我国内陆地区的基于地脉动的地下构造勘探方法,在中国大陆上海市、西安市、天水市及兰州市进行了长周期地脉动观测。现场试验结果表明,上海地脉动特征与日本关东平原地区的观测结果类似,可以认为在海岸地区深部结构调查的地脉动台阵观测有良好的适用性。然而,西安、兰州、天水长周期地脉动能量只有上海的千分之一,因此需要进一步研究更加灵敏的仪器性能和更加稳定的观测方法。
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锦屏二级水电站引水隧洞爆破开挖损伤特性研究
陈 明 ,胡英国 ,卢文波 ,严 鹏 ,周创兵
. 2011 (S2):  172-177. 
摘要 ( 3910 )   PDF(816KB) ( 1719 )  
爆破开挖导致的围岩损伤是围岩稳定性的重要影响因素。采用数值分析及现场检测的方法研究了锦屏二级引水隧洞岩体爆破开挖损伤特性。数值模拟结果表明,引水隧洞开挖引起的围岩应力重分布是围岩损伤的主要原因,爆炸荷载和应力重分布的耦合作用将增大引水隧洞围岩损伤区范围,增大的损伤深度可达1.5 m,考虑开挖荷载瞬态卸荷动态损伤效应的损伤区范围最大,较单独考虑围岩地应力准静态重分布所导致的损伤深度可增大1.9 m,平均损伤深度增大近1倍。现场检测成果较好地验证了数值模拟结果,表明爆破开挖可显著增大围岩的损伤范围。锦屏二级水电站引水隧洞开挖过程中,不可忽视爆炸荷载及开挖瞬态卸荷对围岩的损伤作用。
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贯穿裂隙岩体强度和破坏方式的模型研究
韩建新 ,李术才 ,李树忱 ,仝兴华 ,李文婷
. 2011 (S2):  178-184. 
摘要 ( 4569 )   PDF(546KB) ( 1724 )  
隧道等洞室开挖后,其周边通常会产生许多贯穿裂隙,直接影响到围岩稳定。研究贯穿裂隙岩体的强度及其破坏方式对于围岩加固等具有重要意义。基于库伦强度准则,通过建立数学模型,利用 - 坐标系下裂隙面和岩块的强度曲线位置关系研究了贯穿裂隙岩体强度和破坏方式。探讨了贯穿裂隙岩体强度与裂隙面的倾斜角、黏聚力和内摩擦角及岩块的黏聚力和内摩擦角间的关系,得到了贯穿裂隙岩体破坏方式的相关判据。数值算例表明该模型能够预测在任意最小主应力下贯穿裂隙岩体的强度和任意加卸荷路径下岩体破坏方式,与传统的利用 - 坐标系下裂隙面、岩块的强度曲线和摩尔应力圆的位置关系来判断岩体破坏方式的方法相比,该模型的方法更简便有效,结论更直观,能更好地为工程设计和岩体加固提供技术支撑。
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井筒式地下连续墙水平承载能力模型试验研究
戴国亮,周香琴,刘云忠,刘立基,龚维明
. 2011 (S2):  185-189. 
摘要 ( 3926 )   PDF(671KB) ( 1726 )  
井筒式地下连续墙利用构造接头把地下连续墙段连接成一个平面为封闭形状挡土结构,其刚度大,承载力高。由于基础内部含有大面积的土芯,存在墙内土芯、墙体以及外部土体的相互作用。采用水平单向单循环维持荷载法,通过3个不同截面尺寸的单孔闭合墙水平静载试验,研究闭合地下连续墙基础的水平承载特性。基于墙身内力及位移测试结果,研究了井筒式地下连续墙基础在水平荷载作用下的承载机理,分析了水平荷载-位移特性、墙身位移、墙身弯矩、剪力、转角随深度的分布规律。试验结果表明,闭合墙基础呈整体倾斜破坏特性,墙身弯矩随墙深呈非线性变化,墙身剪力在加载处最大,在墙身弯矩极大值处墙身剪力为0,0点以下,墙身剪力随深度呈“大肚形”变化,并且闭合墙的承载力随着闭合墙边长的增大,深度的提高而提高。
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抗滑桩预加固边坡的能量分析方法
谭捍华 ,赵炼恒 ,李 亮 ,罗 强
. 2011 (S2):  190-197. 
摘要 ( 3302 )   PDF(690KB) ( 1800 )  
基于强度折减技术和岩土塑性极限分析理论,考虑抗滑桩预加固岩土边坡的加固效应,从功能平衡原理探讨了岩土边坡抗滑桩加固位置、桩长和多抗滑桩共同加固边坡的分析方法。假定机动容许的对数螺旋线速度机构,推导了抗滑桩预加固边坡稳定性安全系数的计算表达式。采用内点迭代方法对安全系数目标函数进行能量耗散最小化意义上的优化计算,算例对比验证了方法和程序的正确性。分析了单抗滑桩加固措施条件下的边坡局部稳定性特性,并由此推导了多抗滑桩加固边坡的稳定性分析算式。研究表明,抗滑桩设置位置改变对边坡安全系数、临界滑裂面位置和桩长均有显著影响,抗滑桩加固边坡的最优设置位置应位于边坡中下部区域
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不同水合物含量含二氧化碳水合物砂三轴试验研究
魏厚振,颜荣涛,陈 盼,田慧会,吴二林,韦昌富
. 2011 (S2):  198-203. 
摘要 ( 3059 )   PDF(803KB) ( 1906 )  
天然气水合物是一种战略性替代能源,又是全球气候环境问题和地质灾害的诱发因素之一。研究含天然气水合物沉积物的变形和强度等力学特性成为保障天然气水合物开发利用中工程与环境安全的重要一项研究内容。通过不同初始含水率控制试样的水合物含量的方法,开展不同水合物含量的粉质砂的三轴剪切试验,研究水合物含量对赋存介质的强度与变形特性的影响。试验结果表明,水合物在砂样中的填充与胶结作用,使得含水合物试样的剪切模量明显增加,进一步采用双曲线模型对各试样初始模量的计算与分析后发现,相同净围压下,随着水合物含量增加,试样的初始剪切模量具有上升趋势,但上升趋势变缓;试样强度随水合物含量增加而增大,但水合物含量高的试样破坏峰值强度与净围压并不是线性关系,净围压越大其峰值强度相应偏小;通过摩尔-库仑定律得出的试样强度指标可知,试样内摩擦角随水合物含量增加而增大,但增加幅度不大,但水合物含量31.0%和51.0%试样的与含水合物0%和19.7%试样相比,前2组试样具有较大黏聚力c值。因此,水合物对试样强度增长的贡献主要是其在试样中的胶结作用产生,且其对强度影响还受含量和赋存形态的控制
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岩质顺层边坡的平面滑移破坏机制分析
路 为 ,白 冰 ,陈从新
. 2011 (S2):  204-207. 
摘要 ( 2980 )   PDF(456KB) ( 1889 )  
沿岩层层面的平面滑动破坏是顺层边坡发生最多、规模很大的一种破坏模式,根据其顺层滑移的力学机制将平面破坏分为滑移-拉裂型和水力驱动型两种类型。根据平面刚体模型,给出了滑移-拉裂型滑坡的失稳判据,即滑坡的条件为边坡高度要大于临界高度。地下水在顺层边坡后缘张裂隙和滑动面形成的渗流通道中运动时,对滑体将产生3个方面的力学作用:张裂隙静水压力、滑动面扬压力和拖曳力。根据水力-驱动型滑坡的计算分析表明,边坡后缘张裂隙充水高度直接决定了3种水压力的大小,当张裂隙充水高度达到临界值后,边坡在水压力作用下发生滑移破坏。
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砂土自由场地基水平垂直振动离心模拟试验
李京爽,侯瑜京,徐泽平,梁建辉,张雪东,宋献慧
. 2011 (S2):  208-214. 
摘要 ( 4230 )   PDF(1768KB) ( 1674 )  
利用最新研制的R500B振动台在450 g-t离心机上对砂土自由场地基在水平和垂直地震下的动态反应做了离心模拟试验研究。模拟离心重力场为30 g,振动台在水平和垂直方向的控制最大加速度分别为20 g和10 g。模型内布置相应的微型加速度计以测量地震反应。结果表明,在水平和竖向同时激振与单向分别激振砂土两种情况下,砂土地基有不同的动力反应,应在设计中予以考虑水平和竖向同时激振的耦合作用对砂土地基的影响
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双向耦合循环剪切条件下超固结饱和海洋黏土孔压与强度特性研究
刘功勋 ,栾茂田
. 2011 (S2):  215-221. 
摘要 ( 3092 )   PDF(902KB) ( 1570 )  
针对长江口地区的重塑饱和海洋黏土,进行了一系列均等固结条件下的应力控制式轴向-扭转双向耦合循环剪切试验,着重探讨了循环荷载分量比R与超固结比OCR对孔压与动强度特性的影响。试验结果表明,随着R的减小,波动孔压幅值逐渐降低,而残余孔压先降低后升高,R = 1时残余孔压最小。在循环耦合剪切作用过程中,对应相同循环次数,随着OCR的增大,累积孔压变小,而波动孔压幅值却在增大。对应相同循环次数比N/Nf,随着OCR增大,残余孔隙水压力比ur / urmax减小。经归一化处理后ur / urmax-N/Nf关系曲线对于正常固结与超固结饱和黏土可分别用不同的表达式来表达。随着R的降低,破坏循环次数先增大后减小,R = 1时最大。随着OCR的增大,饱和黏土的强度变化减小
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土钉墙-锚杆支护技术模型试验及有限元研究
王义重1, 2,王其勇1, 2,刘 欢3,傅旭东1, 2
. 2011 (S2):  222-227. 
摘要 ( 3780 )   PDF(1369KB) ( 1792 )  
土钉复合土锚杆支护技术是对单一土钉墙技术的发展与改进,该方法具有施工简便,工期短,造价低廉等独特优点。虽然该方法已在工程中应用广泛,但土钉与土锚杆的复合支护的理论却还不完善。因此很有必要开展土钉墙复合土锚杆的模型试验,以加深对土钉与土锚杆复合支护体系的认识。通过多组模型试验,研究了在不同加载位置以及不同施工阶段下土钉的内力分配,基坑土体的位移场分布,不同加载位置下土钉及锚杆的支护效果等。结果表明:当超载较大且靠近基坑坑壁时,易出现直线型的滑动面,而超载距离坑壁较远,则较易出现圆弧状滑动面;锚杆对于控制滑动面出现有较强的作用,因此当超载靠近坡面时应将锚杆布置在坡面中上部,超载离坡面较远时,应布置在坡面下部
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岩石爆破过程S波的产生机制分析
金旭浩 ,卢文波 ,田 勇 ,严 鹏 ,陈 明
. 2011 (S2):  228-232. 
摘要 ( 3195 )   PDF(552KB) ( 2281 )  
全面总结、分析了岩石爆破过程S波的产生机制,表明短柱状药包、炮孔周围岩体的开裂与破碎以及装药偏离球形或柱形空腔中心,均可诱发S波,并且诱发S波的幅值可超过P波;P波传播过程与岩体界面的相互作用,可产生次生的S波(透、反射SV波)。在此基础上,就爆破振动场模拟方法与计算模型选择中如何体现S波的产生机制方面提出了建议
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长期循环荷载下冻土内部温度变化的试验研究
焦贵德 ,赵淑萍 ,马 巍
. 2011 (S2):  233-238. 
摘要 ( 3157 )   PDF(812KB) ( 1478 )  
对-0.5、-1.0、-1.5 ℃三种温度下的冻土试样进行单轴循环压缩试验,每5秒测试一次试样内部的温度,得到了不同振动频率、动应力幅值下冻土试样内部温度随振动时间变化的曲线。结果表明:在循环荷载作用下冻土内部温度会升高,动应力幅值越大,温升速率越大;在一定动应力幅值范围内,随着振动频率的增大,温升速率增大;温升幅值受土样是否破坏以及达到破坏的时间长短影响,在一定动应力幅值下,适中的某一振动频率下其内部温升幅值最大;冻土试样的破坏受其内部温度升高的影响,如果冻土试样内部温度不断升高,试样最后将会发生破坏;而不会破坏的试样内部温度升高到一定值后保持稳定或开始下降,这是由于试样和所处环境之间的热交换引起的
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采用分数阶导数描述软黏土蠕变的模型
何利军 ,孔令伟 ,吴文军 ,张先伟 ,蔡 羽
. 2011 (S2):  239-243. 
摘要 ( 2929 )   PDF(495KB) ( 1833 )  
按遗传流变理论来推导软黏土的蠕变模型,提出了一种新的蠕变核函数形式的选取方法,即用修正Burgers模型的导数形式作为蠕变核函数,随着参数取值的不同,该经验模型能模拟蠕变发展到不同阶段的蠕变曲线,探讨了该模型能精确描述软黏土的蠕变变形的原因,模型具有参数少、物理意义明确,适用性强的特点,能有效地描述湛江软黏土的蠕变特性。该研究内容也是对分数阶微积分进行应用研究的一种新的尝试。
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上海地区基坑开挖卸荷土体回弹变形试验研究
李德宁 ,楼晓明 ,杨 敏
. 2011 (S2):  244-249. 
摘要 ( 2498 )   PDF(643KB) ( 1952 )  
通过对上海地区某基坑工程坑底不同深度土样进行一系列K0固结不排水三轴卸荷试验,对上海地区不同深度土层随基坑开挖卸荷变形性状进行研究。研究不同深度的不同土层在两种典型卸荷应力路径下的变形特性,分析了回弹率及回弹模量与卸荷比的变化关系。结果表明,软土的初始卸荷模量Ei及最大回弹率 不仅取决于土层性质,还与所经历的不同卸荷应力路径、预压最大荷载等有关,且不同卸荷路径下土体发生强回弹变形的极限卸荷比亦不同
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含多裂纹沥青路面的动力响应分析
龙晓鸿 ,张 澄 ,张青军 ,金祥月
. 2011 (S2):  250-255. 
摘要 ( 3841 )   PDF(2243KB) ( 1523 )  
考虑沥青材料的黏弹性,结合动力学和断裂力学理论,通过有限元数值模拟研究了含多裂纹沥青路面在移动交通荷载作用下的动力特性,考察了裂纹间距变化对动态应力强度因子以及裂纹尖端应力的影响。研究结果表明,在移动交通荷载作用下基层底面裂纹处于Ⅰ、Ⅱ型动态应力强度因子交替控制下;裂纹间距增大,对基底裂纹应力强度因子的影响逐渐减小;表面裂纹尖端在移动荷载距其较近时受压应力,且随裂纹间距增大,最大压应力先微弱减小后逐渐增大;在移动荷载经过表面裂缝时,裂缝尖端经历了方向相反的剪切作用,随着裂纹间距的增大,最大剪应力呈现先减小后增大的趋势。同时对加铺土工布这一阻裂措施利用数值模拟进行了验证。
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大直径盾构进出洞加固体稳定性判别方法研究
廖一蕾 ,张子新 ,张冠军
. 2011 (S2):  256-260. 
摘要 ( 2653 )   PDF(2049KB) ( 1008 )  
从监测指标和监测范围两个方面对钱江隧道盾构进出洞加固体稳定性的实时判别进行了研究,即首先在分析板块理论和弹塑性静力学理论的基础上,提出能实时反映盾构进出洞加固体稳定性的监测项目,包括水土压力P及其相应的稳定性评价指标 、 ,而后采用理论分析和试验研究加固体的破坏模式,在此基础上,提出加固体实时监测点布置方案。通过监测点的合理布置,监测加固体所受水土压力P,计算 、 ,可实现加固体稳定性的实时评价
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砂土中水平受荷桩非线性分析
王国粹,杨 敏
. 2011 (S2):  261-267. 
摘要 ( 2697 )   PDF(1078KB) ( 1362 )  
对水平受荷桩的非线性分析,多采用p-y曲线法。现行p-y曲线模型很多,曲线形式和选用的参数各不相同。分析各桩土参数对现有p-y曲线的影响,并选择合理的标准化参数将各p-y曲线归一化,采用双曲线模型拟合归一化曲线。总结目前对地基反力模量和土体极限抗力的研究,并考虑桩径、施工等因素的影响,选择合理的双曲线模型参数。通过实例对比分析,证明了双曲线模型以及参数选取的有效性和适用性。双曲线模型形式简洁,符合理想土体的应力-应变关系,并能近似拟合现有的砂土p-y曲线,可广泛用于工程中砂土水平受荷桩基的非线性分析
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复杂周边条件下异形基坑承压水抽水试验研究
霍军帅,陈 焘,宫全美,周顺华
. 2011 (S2):  268-273. 
摘要 ( 2766 )   PDF(798KB) ( 1039 )  
以上海自然博物馆深大异形基坑为背景,为了保护周边环境,针对日益突出的承压水问题,降压前进行了承压水抽水试验。试验结果表明,当地下连续墙插入承压含水层的深度小于承压含水层厚度的1/3时,可以忽略地下连续墙的阻隔效果;用水头恢复比 表征抽水试验结束后的水位恢复情况,发现停抽10 min 可达到10%,水位稳定时 只能达到94.5%;单井抽水能够达到的降压效果是有限的,与降压前的承压水头埋深无关;群井的降压效果随着抽水井数量的增大而增大,但是随着承压水头埋深的加大,增加相同数量的降压井产生的效率降低。
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深海沉积物与履带相互作用试验研究
王江营,曹文贵,翟友成
. 2011 (S2):  274-278. 
摘要 ( 3367 )   PDF(3983KB) ( 908 )  
深海沉积物与履带相互作用的力学特性是深海资源采运设备设计的重要依据。在国内外专家调查、研究的基础上,以膨润土与水的混合物代替深海沉积物,将履带分解为压陷板和剪切板,在特制的试验槽内开展了沉积物的压力沉陷试验与剪切变形试验,得到了沉积物与履带相互作用的压力-沉陷关系曲线和剪应力-剪切位移关系曲线。基于Bekker沉陷模型,得到了模拟沉积物压力-沉陷模型的各个参数值;同时,发现模拟沉积物剪切变形过程具有明显的阶段性,具体可分为线弹性阶段、应变强化阶段、应变软化阶段和残余应力阶段
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多场耦合作用下溶质运移模型及机制研究
李振泽,勝見武,乾 徹
. 2011 (S2):  279-283. 
摘要 ( 2886 )   PDF(1183KB) ( 1153 )  
最新研究表明,多孔介质中溶质运移现象受化学渗透和土壤表面电荷的多重影响。随着城市化进程的加快,卫生填埋场衬垫系统的长期安全性和淤泥脱水问题也愈加严重。为了综合研究水头,电场和化学渗透等物理作用对离子在土壤介质中迁移特性的影响,建立了一个新的多场耦合模型。该模型用有限元法取得数值解,并且利用移动边界成功实现了对淤泥脱水和填埋场衬垫系统中水溶液和化学溶质迁移问题的数值模拟。对于衬垫系统而言,化学渗透现象和渗透电势两者均可减缓溶质击穿土层的时间,有助于延长衬垫的工程寿命。对于淤泥脱水问题的分析结果表明,水力渗透系数和电渗系数分别是主导压滤式和电渗式脱水处理的主要变量。孔隙淤堵是压滤脱水中最主要的问题,土工织物表面所积聚的滤饼会导致水流量急剧下降
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一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究
张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟
. 2011 (S2):  284-289. 
摘要 ( 3050 )   PDF(640KB) ( 1041 )  
我国的盐岩层具有盐层薄、夹层多等特点,相对于大型能源地下储备库而言,层状盐岩围岩可视为交互层状介质,其工程力学特性研究是储备库稳定性评价的基础。因此,制备层状岩体模型材料并开展层状盐岩物理模拟试验是非常必要的。为此研发了一种厚度比及各岩层力学特性可调的交互层状岩体模型材料制备方法:首先设计一种薄层切割装置,对预制好的两种力学特性迥异的均质模型材料块体进行切片,再利用一种模型材料软薄层吸附平移装置将得到的两类薄层交互叠加,经过修葺、预压和养护,获得交互层状模型材料块体,最后钻孔取样获取具有不同倾角和厚度比的交互层状岩体模型材料试样。初步试验研究了厚度比、倾角等对交互层状岩体力学特性的影响,结果表明,通过该方法获得的模型材料可以较好的模拟层状岩体特性,为系统开展层状盐岩体物理模拟试验打下良好基础。
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预剪应力作用下原状黄土动力特性试验研究
王志杰,骆亚生,杨利国,胡孝彭
. 2011 (S2):  290-295. 
摘要 ( 3491 )   PDF(686KB) ( 973 )  
以陕西武功地区原状黄土为对象,在不同含水率与不同初始平均主应力下进行动扭剪三轴试验,研究了预剪应力作用下原状黄土动剪切模量与阻尼比的变化规律。结果表明:原状黄土动剪切模量随动剪应变变化的整体趋势并未因存在预剪应力作用而发生改变;存在预剪应力作用时,含水率与初始平均主应力对原状黄土动剪切模量的影响程度降低;含水率与初始平均主应力对预剪应力作用下原状黄土的初始动剪切模量具有显著的影响;存在预剪应力作用时原状黄土的阻尼比随动剪应变的增大先减小而后缓慢增大,其值总体上在0.20~0.35之间;现有的半对数坐标进行直线方程拟合的方法已不再适用于存在预剪应力作用时原状黄土阻尼比的计算;含水率对原状黄土阻尼比随动剪应变变化规律的影响呈现出含水率越大、阻尼比越大的趋势;初始平均主应力对原状黄土阻尼比随动剪应变变化的影响规律不明显。
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堆石料动力特性大型三轴试验研究
董威信 ,孙书伟 ,于玉贞 ,孙 逊
. 2011 (S2):  296-301. 
摘要 ( 2964 )   PDF(1662KB) ( 1262 )  
采用大型高压多功能静动三轴试验机,对某面板堆石坝闪长岩类堆石料进行了动弹性模量与阻尼比试验和动残余变形试验,研究了主堆石料、过渡料和垫层料3种坝料在循环荷载下的动应力-应变特性和动残余变形特性及其主要影响因素。试验结果表明,材料的动应力-应变关系受剪应变水平的影响较大,各种材料的动弹性模量随剪应变的增加发生衰减,而阻尼比则相应增大;围压的增加引起材料的最大动弹性模量的增加,但围压力对材料动弹模增长的影响是有限的;固结主应力比的增大,会引起有效球应力的增加,从而使材料的最大动弹性模量增大。此外,从试验结果和模型参数来看,各种材料的动应力-动应变变化规律以及动变形随振次的发展规律均可以用修正等价黏弹性模型和沈珠江残余变形经验公式进行描述
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双层地基水平受荷桩受力变形分析
张 玲,赵明华,赵 衡
. 2011 (S2):  302-305. 
摘要 ( 2966 )   PDF(1862KB) ( 1093 )  
基于双层地基中的水平受荷桩的特性,对其受力变形进行了分析。将水平受荷桩视为竖直放置的弹性地基梁,基于Winkler弹性地基梁理论,考虑桩土共同工作得到水平受荷桩位移控制微分方程及其幂级数解答,进而根据内力与位移的连续条件得到了由桩顶受力及变形条件表示任一深度处桩身的水平位移、转角、弯矩及剪力的计算矩阵表达式。通过一具体算例将幂级数解计算结果与《公路桥涵地基与基础设计规范》推荐的简化计算公式计算结果进行了比较。结果表明:当第1层地基土的厚度在某一定值时,《规范》简化计算方法所得结果与幂级数解接近;但当层厚不在该值附近时,两个方法计算结果存在差异。
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水泥固化/稳定锌污染土的强度和变形特性试验研究
魏明俐,杜延军,张 帆
. 2011 (S2):  306-312. 
摘要 ( 2558 )   PDF(809KB) ( 1369 )  
在不同水泥掺量不同和龄期条件下对不同Zn2+浓度的水泥固化/稳定重金属污染土(CHMS)进行了无侧限抗压强度试验。分析了CHMS的应力-应变关系和强度发展随Zn2+浓度的变化特性;采用参数(qu/qu,Zn0)对CHMS的无侧限抗压强度随龄期发展规律进行了评价;讨论了Zn2+浓度对破坏应变和变形模量的影响。结果表明,锌离子浓度对CHMS的无侧限抗压强度、破坏应变和变形模量的影响均存在“临界浓度”(0.05%)。低于“临界浓度”时,锌离子对CHMS的强度和变形发展影响不明显;高于“临界浓度”时,CHMS的强度和变形发展规律受锌离子浓度影响显著
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平面应变条件下网格状带齿加筋砂的强度分析
邱成春 ,张孟喜 ,魏 伟
. 2011 (S2):  313-318. 
摘要 ( 2840 )   PDF(725KB) ( 986 )  
网格状带齿加筋是H-V加筋的一种表现形式,根据水平筋形式的不同(孔洞的大小及数目)、齿筋高度的变化,在不同围压下对网格状带齿加筋砂进行了多组平面应变试验。研究了孔洞、齿筋高度以及围压对网格状带齿加筋砂土强度的影响;依据试样的破坏情况,分析了网格状带齿加筋附加约束力的组成,包括网格水平筋与土体之间的摩擦力,孔洞的紧箍作用,齿筋端部与土体的摩擦力以及齿筋的侧阻力;在传统水平筋强度理论的基础上,建立了平面应变条件下网格状带齿加筋砂发生摩擦型破坏时的强度公式,并与试验值进行了对比验证,结果表明二者较为接近
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高低温冻融循环条件下花岗岩力学性能试验研究
蒋立浩,陈有亮,刘明亮
. 2011 (S2):  319-323. 
摘要 ( 2999 )   PDF(638KB) ( 1256 )  
高低温冻融循环条件下岩石的力学特性是岩石力学与工程中的一个重要课题。通过试验研究了花岗岩在不同温度幅值的高低温冻融循环条件下,单轴抗压强度、弹性模量、峰值变形、应力-应变曲线随循环次数变化的规律,并基于Loland损伤力学模型,推导出岩石类材料损伤变量表达式,揭示了花岗岩力学性能劣化与循环次数、循环温度幅值的关系,为高低温冻融循环条件下岩石力学性能的研究提供一定的试验、理论基础
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主应力方向和初始成样含水率对饱和重塑粉土单调剪切特性的影响
张俊峰 ,郭 莹
. 2011 (S2):  324-328. 
摘要 ( 2967 )   PDF(4054KB) ( 1029 )  
利用“土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪”,针对初始成样含水率分别为0、5%、10%,夯击法制备的饱和重塑粉土试样,在初始主应力方向角分别为0o、30o、45o的条件下进行非均等固结,然后保持平均主应力100 kPa、中主应力系数0.5、各主应力方向角以及加载速率恒定进行了应力控制式不排水单调剪切试验。着重探讨了主应力方向和初始成样含水率对饱和重塑粉土应力-应变关系、孔隙水压力变化及有效应力路径等的影响。试验结果表明:主应力方向和初始成样含水率对饱和重塑粉土的变形及强度特性具有显著影响。初始成样含水率影响应力-应变关系,对剪切强度影响不太显著,但破坏标准的选择对试验结果影响明显,干装样的孔压值低于湿装样;各种初始成样含水率的归一化剪切强度均随着主应力方向的增加而逐渐降低,而归一化孔压最大值则呈现增大的趋势
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循环荷载下劲性微型桩单桩模型试验研究
曲 进,孙剑平,高 翔
. 2011 (S2):  329-333. 
摘要 ( 3582 )   PDF(533KB) ( 1016 )  
以1/7比例进行室内模型试验,采用荷载控制加载的拟静力试验方法,通过在桩顶施加侧向循环荷载,对劲性微型桩单桩的滞回曲线、骨架曲线和滞回特性进行研究,同时探讨了循环荷载下劲性微型桩的弯矩分布及破坏机制。研究表明,劲性微型桩在循环荷载作用下荷载-位移关系具有稳定的滞回环,且表现出刚度退化的特性;在上部土体范围内产生桩土脱开效应,滞回曲线发生捏拢现象;桩身弯矩主要集中在桩顶下17 d的范围内,最大弯矩位于桩顶下6 d附近
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斜坡动力变形破坏特征的振动台模型试验研究
刘汉香,许 强,徐鸿彪,邹 威
. 2011 (S2):  334-339. 
摘要 ( 3058 )   PDF(1548KB) ( 1171 )  
以‘5•12’汶川地震灾区典型斜坡岩体组合结构为模拟特征,采用水平层状上硬下软和上软下硬两种岩性组合概念模型,设计并完成了1:100比尺的大型振动台试验。在基本满足相似律的基础上,试验在模型底部输入了不同类型、激振方向和振幅的激励波。根据试验宏观现象显示,斜坡模型的变形破坏特征与地震动参数、岩性组合结构密切相关,其破坏具有累积效应且受层面控制,上软下硬斜坡模型沿层面形成高位滑坡,呈“拉-剪”破坏模式,而上硬下软斜坡模型沿更深层面形成整体式崩塌,在破坏前并无明显的控制裂缝,其破坏时间相对落后于上软下硬斜坡模型
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带加强肋土工格栅的极限拉拔阻力分析
蔡 春 ,张孟喜 
. 2011 (S2):  340-345. 
摘要 ( 2780 )   PDF(4429KB) ( 919 )  
在立体加筋体系研究基础上,提出了带加强肋土工格栅加筋,即通过对普通土工格栅的肋进行加强处理,使其肋具有一定的竖向厚度,构成具有立体加筋效果的带加强肋土工格栅。采用染色砂法,通过带加强肋土工格栅的拉拔试验进行了拉拔力机理分析。在拉拔过程中,加强肋前方土体会首先被挤密加强,成为一个刚性的楔体,然后刚性楔与筋材一起运动成为一个土筋共同体。推导了带加强肋土工格栅加筋土的拉拔阻力模型,分析中将加强肋的侧阻力作用简化为侧向土压力的作用,采用极限平衡理论,通过两侧的主动土压力与被动土压力进行计算。根据所建立的拉拔阻力模型计算出带加强肋土工格栅加筋的极限拉拔阻力,并与试验结果进行了对比,两者基本吻合
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二氧化碳储存环境对油井水泥性质影响之研究
李冠颖 ,郭俊志 ,谢其泰 ,向性一 ,王建力
. 2011 (S2):  346-350. 
摘要 ( 2007 )   PDF(987KB) ( 1422 )  
二氧化碳存入地下以地质封存方式进行减量是一项可行的工程手段。干燥情况下二氧化碳基本没有危害。然而在进行地质封存时,气井通常在地下水层、盐水层等潮湿的环境下操作,二氧化碳与水结合会形成碳酸,形成一个酸性的环境。实验室将API G级油井水泥添加包括飞灰、膨润土、重晶石与硅粉,在潮湿(100%)、饱和二氧化碳(常压,70 ℃)环境条件下养护28 d,研究其力学性能、化学成分及微观结构之间的关系。试验项目包括抗压强度、微观结构分析、X射线衍射及EDS扫描电镜。观察其养护样品发现,API G级添加飞灰的水泥呈现出最佳抗压强度及最深的碳化深度。而API G级添加膨润土的水泥现出最低抗压强度及最浅的碳化深度
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岩土工程研究
我国规范液化分析方法的发展设想
袁晓铭,孙 锐
. 2011 (S2):  351-358. 
摘要 ( 3115 )   PDF(4417KB) ( 1803 )  
通过分析我国地震形势、液化震害潜在威胁以及震害防御工作现状,阐明了我国发展液化分析方法的客观需求,简要评述了我国规范中现有液化判别方法,总结了我国近来两次大地震液化考察经验,提出了与规范修订相关的研究设想。通过我国地震安全性评价工作的发展现状以及我国大陆地震重点监视区与第四纪沉积分布性态分析,说明了我国发展液化分析方法的必要性和紧迫性。根据2003年新疆巴楚地震和2008年汶川大地震中液化震害考察结果,比较我国规范现状,提出了与未来规范的完善和发展相关的10个研究课题,包括:液化对设计谱的影响、 特殊土类液化判定标准、区域性的液化判别标准、场地液化概率评价、基于液化土层PGD的结构物损害估计、液化引起地裂缝的生成条件、基于剪切波速的液化判别方法、VI度区内场地液化及危害性判定、深层土液化判定以及场地液化的现场判定和识别技术
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南宁外环膨胀土路基处治技术及设计方案研究
杨和平 ,王 静 ,湛文涛 ,李艳艳
. 2011 (S2):  359-365. 
摘要 ( 3053 )   PDF(861KB) ( 964 )  
拟建南宁外环路穿越膨胀土分布区,若实施刚性支挡难以保证开挖边坡稳定,沿用弃土换填方案填筑路堤至少需废240万方,使工程投资大增并严重破坏生态环境,为此,研究运用膨胀土处治新技术进行路基工程设计。通过系统土性、填料性质试验,论证了物理处治技术修建膨胀土路堤的可行性;采取FLAC和极限平衡分析,获得实施柔性支护前后典型膨胀土堑坡的稳定性。基于试验、理论分析并借鉴交通部西部膨胀土项目的成功经验,提出两种封闭包盖措施填筑南宁膨胀土下路堤、不同边界条件下的路堑边坡柔性支护设计方案。对比分析表明,采用新技术效益明显,能实现南宁外环高速路安全、经济、节能环保的修建目标
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多塔楼下整体大面积筏板基础设计及反力测试分析
宫剑飞 ,朱红波 ,石金龙 ,谢高远 ,邸道怀 ,周圣斌
. 2011 (S2):  366-371. 
摘要 ( 3420 )   PDF(1562KB) ( 1481 )  
多个塔楼下整体大面积筏板基础反力分布特征仅局限于室内模型试验资料。通过北京三里屯SOHO工程地基反力原位测试并与已有模型试验数据对比分析,结果表明,当地基土比较均匀、上部结构刚度较好,高层外框柱荷载及柱间距的变化不超过20%,核心筒荷载与高层外框柱总荷载相差不超过10%,且筏板厚度超过1/6柱跨时,计算高层下筏形基础的内力时,基底反力可按直线分布;裙房基础可有限扩散高层建筑荷载,实际工程的原位测试结果表明,高层荷载的扩散范围约为2跨裙房的距离,3跨裙房之外没有影响;对于多个高层建筑下整体大面积筏板基础的地基反力可应用叠加原理计算
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青藏铁路路桥过渡段沉降变形影响因素分析
牛富俊 ,林战举 ,鲁嘉濠 ,刘 华
. 2011 (S2):  372-377. 
摘要 ( 3293 )   PDF(3372KB) ( 1240 )  
青藏铁路于2006年7月1日建成通车,已运行5年。总体上铁路路基是稳定的,但由于铁路建设在以高温高含冰量为特征的多年冻土之上,冻土的微小变化会诱发路基病害的发生,其中路桥过渡段沉降变形是比较典型,也是最为普遍的一类路基病害。通过对青藏铁路西大滩至尺曲谷地164座桥梁路桥过渡段沉降病害调查及相关因素分析。过渡段路基沉降与桥走向的南北端、路基坡向、路基高度、多年冻土类型(含冰量)、地温、路基结构以及地质条件等因素相关。桥北端平均沉降量大于南端,阳坡大于阴坡;沉降量随着路基高度呈对数趋势增加;富冰、饱冰等高含冰量冻土区沉降明显高于多冰、少冰地段,高温多年冻土区沉降量高于低温多年冻土区;路基结构对过渡段沉降也有一定的响应性,表现为特殊结构路基沉降较小;粉土、粉质黏土等细颗粒地层段沉降量比砾石土等其他岩性地段大。通过相关性分析表明,过渡段路基沉降与坡向相关系数最大,为0.234,其次为与路基填土高度,为0.213,与桥南北端、路基结构、冻土含冰量也呈正相关关系;与地温的负相关性比较显著,为-0.210,其次与地质条件呈现出负相关性
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不对称荷载对深基坑围护变形的影响
姚爱军,张新东
. 2011 (S2):  378-382. 
摘要 ( 3094 )   PDF(801KB) ( 1250 )  
以某城市轻轨换乘车站基坑为背景,通过现场监测的方法,分析深基坑两侧在不对称荷载作用下围护桩桩身水平位移、桩顶水平位移和钢支撑轴力的变化以及基坑开挖对周边建(构)筑物的影响。找出深基坑围护变形规律,以对类似工程设计施工提供经验指导。分析结果表明:不对称荷载对基坑围护桩桩身水平位移和桩顶水平位移产生的不对称变形作用非常明显,在基坑一侧围护桩仍有较高安全系数的情况下,另一侧已经超限。基坑开挖导致两侧建(构)筑物产生不同的沉降。由于围护桩产生不对称变形,钢支撑的支护效果有所减弱
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频率下降率法对2011年新西兰 6.3级地震液化的盲测
孙 锐,唐福辉,袁晓铭
. 2011 (S2):  383-388. 
摘要 ( 3131 )   PDF(765KB) ( 968 )  
场地液化实时监测是减轻地震灾害的新手段,其核心是建立依据强震记录识别场地液化技术,但目前建立的方法尚不成熟,可靠性也缺少实际地震的检验。2011年新西兰地震中液化及其震害现象显著,为检测现有液化识别方法提供了条件。利用该次强震记录,采用孙锐和袁晓铭以往提出的频率下降率法对记录场地液化进行了盲测,为今后方法改进提供思路。针对震中距小于50 km的全部27条原始强震记录进行了识别,有9个场地识别为液化场地,其余为非液化场地;对两个已报道为液化的场地,频率下降率法给出了正确的识别结果;识别出的液化场地主要集中在克赖斯特彻奇市东侧Avon河两岸,这一结果与报导定性相符;发现有两个场地原始强震记录存在疑点,经处理后给出了修正结果。
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冲击碾压法处理粉土地基试验研究
徐 超 ,陈忠清 ,叶观宝 ,肖媛媛 ,丁天锐
. 2011 (S2):  389-392. 
摘要 ( 3913 )   PDF(749KB) ( 1477 )  
冲击碾压法作为一种高效、经济的压实技术,已经广泛应用于各种路基压实和软基处理等领域,并不断被应用于新的领域。通过现场试验,结合试验过程中地下水位、地表沉降和孔隙水压力等项目的监测结果以及处理后标准贯入试验和静力触探试验的检测成果,探讨了冲击碾压法用于消除浅层粉土地基液化的有效性和相应的施工工艺。试验研究表明,采用冲击碾压法可消除浅层粉土地基的液化,并且2 m深度范围内地基土的压实效果明显。研究成果证明了冲击碾压法在消除浅层地基液化领域的适用性。
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复合土钉墙支护设计参数敏感性分析及边坡变形规律研究
徐帮树,刘日成,李连祥,公 铭,王育奎
. 2011 (S2):  393-400. 
摘要 ( 3390 )   PDF(502KB) ( 1214 )  
由土钉和预应力锚索组成的复合土钉墙支护结构可以有效加固周围土体,控制基坑变形,被广泛应用于基坑支护设计中。以济南西客站站前广场基坑工程复合土钉墙支护设计为例,通过FLAC3D有限差分软件数值计算和现场监测分析,采用弹塑性实体单元和线性锚杆单元,考虑锚杆与土体相互作用,通过对土钉和预应力锚索组成的复合土钉支护结构进行开挖支护施工全过程的三维动态模拟分析。分析基坑坡面水平位移、坑底隆起、地表沉降、土钉轴力、预应力锚索轴力等变化规律,研究复合土钉墙的受力机制,探讨土钉和预应力锚索的共同作用机制。分析土体各种力学参数和锚杆间距、锚索预应力等设计参数对基坑变形影响的敏感性,并与监测数据进行对比分析。研究表明,锚杆与土体相互作用力学模型能较好模拟复合土钉墙支护施工过程,计算精度较高;土体黏聚力、摩擦角、土钉间距、锚索预应力等对基坑边坡变形的影响较大,计算结果可为复合土钉墙设计参数选取提供参考
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深部采动对塌陷盆地周边土体影响的空间效应研究
蔡江东
. 2011 (S2):  401-406. 
摘要 ( 2365 )   PDF(565KB) ( 892 )  
深厚覆盖地区,煤矿开采会在地表形成塌陷盆地;采动塌陷不但改变了原有的地貌形态,还会对周边场地环境及一定范围内土的工程性质产生影响;采用非线性动力学理论对塌陷周边场地土层的静力触探孔比贯入阻力的数据进行分析,结果表明:采动、塌陷对其周边场地土的影响存在显著的空间效应。具体在分形特征上表现为:同一勘探线上,随远离塌陷中心距离的增加,静力触探的分维数表现出显著的趋势性特征。这不但与场地土土工试验指标相吻合,同时配分函数标度区间变化也证实了这一结论。
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关于磷石膏尾矿库安全专篇的研究
王 涛 ,李 杨 ,周 勇 ,吕 庆 ,刘大炜
. 2011 (S2):  407-412. 
摘要 ( 2125 )   PDF(1132KB) ( 1687 )  
磷石膏尾矿库是以磷石膏渣堆积起来形成的尾矿库,其安全问题一直是磷化工企业及安全生产管理部门非常关心的问题。根据《尾矿库安全监督管理规定》,尾矿库工程在设计阶段应该编写安全专篇,需要对尾矿库及尾矿坝稳定性、尾矿库防洪能力及排洪设施和安全观测设施的可靠性进行充分论证。3个方面的内容紧密联系,其是否安全可靠决定着尾矿库是否安全运行。针对磷石膏尾矿库的安全专篇问题,分析了专篇中的关键技术内容,对防洪计算、稳定性计算和安全监测分析等方面的本质问题进行了探讨,并将这三者作为一个系统进行分析总结。通过对湖北某磷石膏尾矿工程安全专篇的编写与分析,对具体的技术方法给出了说明。目前尾矿库工程安全问题受到了广泛的关注,其结果提供了比较完整的具体经验,采用的方法和得出的结论对相关工程可以起一定的借鉴作用
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采空侧巷道底鼓形成机制与防治技术研究
初明祥,王清标,夏均民
. 2011 (S2):  413-417. 
摘要 ( 4299 )   PDF(629KB) ( 1123 )  
煤矿深部采空侧巷道底鼓现象日趋普遍和严重,严重影响巷道的运输和正常使用,其底鼓防治技术研究已成为目前煤矿岩石力学问题研究的重点。通过理论分析、数值模拟、现场试验等研究方法,对采空侧巷道底鼓的特征、形成原因、形成机制及其防治技术进行了详细研究,得到以下结论:(1)采空侧巷道底鼓与底板岩性和底板岩层的应力重新分布有关;(2)底板在严重挤压变形的情况下发生断裂,底板隆起,墙角发生外移是造成底鼓的主要原因;(3)底鼓始于巷道底角与底板中部;(4)采用中空锚杆注浆与高强锚杆锚注联合支护技术能有效治理采空侧巷道的底鼓
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基于变形加固理论的隧洞与巷道开挖稳定分析
刘耀儒 ,崔智雄 ,张 莉 ,杨 强
. 2011 (S2):  418-423. 
摘要 ( 3624 )   PDF(1404KB) ( 914 )  
地下工程的开挖稳定和加固分析是岩土工程中的难题之一。变形加固理论是研究荷载超出结构极限承载力的理论,探求的目标是结构在承受荷载超出其极限承载力时维持稳定所需的最优加固力。给定荷载下结构出现不平衡力的区域即为首先破坏的区域;给定荷载下结构总是趋于加固力最小化、自承力最大化的状态。而整体稳定性可采用余能范数进行定量评价。基于三维非线性有限元方法,详细推导了不平衡力和塑性余能范数的表达式。通过典型深部隧洞与巷道开挖及加固的算例,对比分析了加固前后围岩内不平衡力的分布以及塑性余能范数的大小。结果表明,对围岩加固可在一定程度上提高围岩的强度和承载能力。
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荆门弱膨胀土的胀缩与渗透特性试验研究
周葆春 ,孔令伟 ,郭爱国 
. 2011 (S2):  424-429. 
摘要 ( 3337 )   PDF(548KB) ( 1015 )  
以荆门弱膨胀土为研究对象,开展了完整的胀缩与渗透特性试验,获得了5种不同压实度下膨胀土及其石灰改良土的胀缩与渗透特征。结果表明:膨胀土的膨胀力-干密度关系可用幂函数表达,而无荷膨胀率、有荷膨胀率、体缩率与干密度均非单调关系;由于压实与膨胀效应的耦合作用,95%压实度下膨胀土的无荷膨胀率、有荷膨胀率和体缩率均较小,若直接利用膨胀土进行路基与地基填筑,该压实度下土样不仅具备较大的刚度与强度且胀缩变形较小。经石灰改性后,膨胀力与湿胀变形基本消除,干缩变形大幅降低,胀缩总率仅为0.7%。膨胀土与石灰土渗透系数均很小,且都随干密度的增大而降低,其与干密度的关系仍可用幂函数描述;石灰土的渗透系数大于相应压实度下的膨胀土;而当二者干密度相近时,渗透系数接近。
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地下洞室分步开挖围岩应力变化特征及岩爆预测
邱道宏,张乐文,薛翊国,苏茂鑫
. 2011 (S2):  430-436. 
摘要 ( 4207 )   PDF(2182KB) ( 888 )  
摘 要:为分析大型地下洞室分步开挖各开挖层之间的应力相互影响情况及利用先开挖层的岩爆发生情况来预测后开挖层的岩爆情况,采用数值计算和现场监控测量的方法进行了一系列计算分析。结果表明:当初始应力场中水平应力和竖向应力相当时,随着不断地开挖进尺,拱顶、底角和底板的应力先期增加明显,后期增幅变小,逐渐稳定。先开挖层若发生岩爆,后开挖层底角和底板也会出现岩爆,洞室先期开挖岩爆的风险较大,后期较小。当初始应力场中水平应力占主导地位时,随着不断地开挖进尺,拱顶、底角和底板的应力先期增幅不大,后期变化较快,侧压力系数越大,先开挖层若发生岩爆,后开挖层在后期开挖时出现岩爆的风险也越大。最后通过洞室的实际开挖情况验证了分析结果的正确性,利用各层之间的相互影响特征来预测后开挖层的变形破坏情况为地下洞室稳定性分析提供了一种新的思路。
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框架预应力锚杆柔性边坡支护结构设计和施工中的若干问题探讨
周 勇 ,朱彦鹏 ,叶帅华
. 2011 (S2):  437-443. 
摘要 ( 4659 )   PDF(1125KB) ( 2146 )  
框架预应力锚杆柔性边坡支护结构是在预应力锚杆柔性支护技术基础上发展起来的,用于深基坑支护或提高边坡稳定性的一种新型主动加固技术。为深入了解其工作性能和作用机制,促进该项技术快速发展,对其设计和施工中的若干问题进行了分析讨论。结合某实际边坡加固工程,具体研究设计中的问题包括:安全系数取值、支护结构承载力和稳定性双重控制的分析设计法、坡角的设计、最下面一排锚杆的位置确定、锚杆锚固段长度和自由段长度分析、基础桩的作用分析、伸缩缝的设置。另外,讨论了施工中的几个关键问题:修坡放线、锚杆灌浆、锚杆预应力的施加和超开挖。最后,给出了一些定性化和定量化的结论,提出了合理化建议,为进一步认识框架预应力锚杆柔性边坡支护结构的工作性能和作用机制提供了依据,同时可供工程技术人员进行设计和施工时参考
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高地应力下深埋隧洞软岩段围岩时效特征研究
付 敬,董志宏,丁秀丽,张传健
. 2011 (S2):  444-448. 
摘要 ( 2679 )   PDF(826KB) ( 1355 )  
“引大济湟”调水总干渠输水隧洞埋深大,地应力较高,其中穿越的洞段Ⅳ、Ⅴ类围岩占有较大的比例,在高地应力作用下围岩开挖卸荷后极可能出现大变形失稳、垮塌等,这些都极大地影响着TBM的掘进效率及施工进度。根据洞室开挖过程中实际揭示的围岩地质条件及变形特征,采用三维黏弹塑性数值方法,对围岩的流变特性与时效变形进行研究;在对实测地应力场进行分析基础上,结合围岩现场变形规律,对围岩蠕变力学参数进行了反演,进而对隧洞开挖区域的软弱围岩进行黏弹塑性数值分析,获得了规律性认识,为动态调整设计提供科学依据。
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富水软弱带公路隧道支护技术研究
郭小红 ,陈飞飞 ,褚以惇 ,乔春江
. 2011 (S2):  449-454. 
摘要 ( 3065 )   PDF(1370KB) ( 1108 )  
大奎隧道是炎汝高速公路炎陵至汝城段的一座公路隧道,地质条件极其复杂,隧道施工后,初期支护发生严重变形,钢支撑被压弯,下沉量严重侵入建筑限界。综合现场监测、地质雷达扫描结果,从涌水特征、地质情况和施工方法3方面出发,系统分析了大奎隧道富水软弱带初期支护后隧道严重变形的原因,并在此基础上,研究支护失效段和掌子面的支护设计及施工组织方案,提出三大治理措施:一是控制涌水,二是反压回填及加固围岩,三是优化施工工法。监测结果显示:上述措施实施后,取得了非常满意的效果,保证了复杂地质条件下隧道施工的安全。该成果对富水软弱地层隧道修建具有重要的指导作用和参考价值。
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浅埋破碎地层隧道施工方法研究
乔春江 ,陈卫忠 ,王 辉 ,田洪铭 ,谭贤君
. 2011 (S2):  455-462. 
摘要 ( 3067 )   PDF(14368KB) ( 760 )  
西藏扎墨公路嘎隆拉隧道所处地域地质条件复杂,受地质构造的影响,隧道口地层节理裂隙特别发育、岩石强度低,围岩自稳能力差,给隧道的施工安全带来很大影响。通过数值仿真研究破碎地层采用全断面、台阶法和CD法施工时围岩和支护结构稳定性,提出适合嘎隆拉隧道破碎围岩地层特点的三台阶开挖法。在此基础上,运用三维数值仿真计算嘎隆拉隧道三台阶法开挖过程中的围岩稳定性,研究隧道开挖时围岩和衬砌的受力变形情况。研究成果为该隧道施工和同类工程建设提供了理论依据和实践经验
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土体再压缩变形规律的试验研究
李建民,滕延京
. 2011 (S2):  463-468. 
摘要 ( 2944 )   PDF(483KB) ( 1181 )  
结合大量不同土性土体的回弹再压缩试验、模型试验,提出再加荷比、再压缩比率的概念,并在此基础上得出了土体再压缩变形的基本规律:当再加荷量为卸荷量的20%时,土样产生的再压缩变形量已接近回弹变形量的40%~50%;当再加荷量为卸荷量的80%时,再压缩变形量与回弹变形量大致相等,则此时回弹变形完全被压缩;当再加荷量与卸荷量相等时,再压缩变形量大于回弹变形量,且再压缩变形的增大程度与土性有关。可见在土样的再压缩过程中,在初始阶段再压缩变形增长速率较大,之后增长速率随着加荷量的增加反而逐渐降低。由此得出土体的再压缩变形发展规律为两阶段线性规律,这一规律具有工程实用意义:基底以下土体的回弹再压缩变形对于减小主群楼之间的差异沉降是一种有利因素;再压缩变形的发展规律为建筑物基底以下土体的回弹再压缩变形而产生的沉降计算提供了依据
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新型深水系泊基础研究进展
国 振,王立忠,李玲玲
. 2011 (S2):  469-477. 
摘要 ( 2508 )   PDF(1857KB) ( 2555 )  
介绍了几种国际上广泛应用于深水锚泊的新型系泊基础(吸力锚、法向承力锚、吸力式贯入锚和动力贯入锚),并结合国内外的最新研究进展,分别针对吸力锚安装过程中的海床阻力和内部土塞发展、服役阶段的承载力特性,法向承力锚安装时的拖曳轨迹和三维受力状态下的承载力,吸力式贯入锚的“keying”过程,动力贯入锚的最终安装深度和承载力,以及锚泊线与海床的接触问题等当前国际上研究的重点和热点内容进行了简要地评述,旨在通过分析当前新型深水锚在设计、施工以及承载机制等方面的不足,以探索深水系泊基础发展的新趋势
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黄河某高拱坝岩体力学参数的选取
戚 炜 ,王勇智 ,姜伏伟
. 2011 (S2):  478-483. 
摘要 ( 3866 )   PDF(584KB) ( 982 )  
在对比国内外各种选取岩体力学参数方法的基础上,对黄河某高拱坝坝址区主要岩层中生代二长岩和三叠系变质砂岩采用现场原位试验和数据统计方法获取岩体力学参数。用刚性圆形承压板法进行岩体变形试验,建立了岩体纵波波速与变形模量的拟合关系,用最小二乘回归法处理变形数据。用平推法直剪试验进行岩体抗剪断强度试验,用 - 点群中心法处理直剪试验数据。软弱带取样后进行室内断层泥物理力学性质试验,运用岩土工程勘察规范中参数统计经验公式来获得各软弱带的抗剪参数。点群法求得的各抗剪指标总体上与原位试验得到的结果相一致,证明该法可用于岩体力学参数选取。
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双线并行隧道施工中影响地表沉降的因素分析
韩昌瑞 ,贺光宗 ,王贵宾
. 2011 (S2):  484-487. 
摘要 ( 3643 )   PDF(1312KB) ( 1056 )  
近年来为满足规划、平面线型要求,受地形、地质、地面构筑物的影响,双线地铁隧道呈迅猛增加的趋势。且大多数地铁区间隧道中,通常在同一埋深地层平行修筑两条隧道。广州轨道交通5号线淘金―区庄区间隧道具有穿越地层复杂、隧道断面、间距、埋深均随里程而变化的特点。两条隧道的开挖将导致地表沉降相互影响,沉降预测更加困难。在概化地质模型的基础上,利用反演得到地层参数,选择典型隧道断面及地质剖面,采用数值方法分析不同间距、隧道埋深以及地层情况对地表沉降的影响。得出一定的规律,预测隧道施工引起的地表沉降,以指导实际工程的安全施工。
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地下水封石油洞库施工期围岩完整性参数敏感性分析
王者超,李术才,吕晓庆,薛翊国
. 2011 (S2):  488-495. 
摘要 ( 11769 )   PDF(2441KB) ( 1177 )  
地下水封石油洞库是利用饱水岩体密封性进行石油储存的方式,保持围岩完整性对地下水封石油洞库建造具有至关重要的作用。以我国首个在建的大型不衬砌地下水封石油储备库建设项目为背景,运用弹塑性理论,在室内岩石三轴试验基础上,研究了花岗岩地层大型不衬砌地下水封石油洞库围岩完整性参数的敏感性。研究表明:采用剪胀起始点作为岩体屈服点,可进行围岩完整性分析;洞库围岩松动范围和程度对摩擦角的敏感性大于对剪胀角的敏感性;洞室中墙应力分布变化对摩擦角的敏感性大于对剪胀角的敏感性;拱顶沉降对摩擦角的敏感性要大于对剪胀角的敏感性,水平收敛对摩擦角和剪胀角均具有较强的敏感性。研究成果对地下石油洞库围岩完整性评价以及水封系统设计提供了重要依据
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峡口高地应力软岩隧道施工监测及支护对策研究
李鸿博 ,戴永浩 ,宋继宏,付克俭
. 2011 (S2):  496-501. 
摘要 ( 3608 )   PDF(689KB) ( 808 )  
针对高应力软岩公路隧道的特点,对湖北宜巴高速公路峡口隧道开展了地应力测试、隧洞收敛下沉、接触应力、结构受力等项目的监测工作。地应力测试结果表明,虽然隧洞埋深不大,但由于构造应力的存在,仍属于高地应力区。施工监测结果表明,高应力软岩隧道变形与结构受力具有明显的时空效应,与开挖方式、工作面距离以及支护时机密切相关。由于隧洞围岩软弱破碎,加之处于高应力作用下,在工作面通过后,岩体产生持续性的流变变形,导致隧洞产生挤压大变形和结构受力的持续增加,达到支护结构强度极限,最终导致围岩失稳和支护体系的失效。基于上述研究成果,提出了相应的高应力软岩大变形支护设计对策。研究成果为高应力软岩隧道变形与结构受力的时空效应性提供了监测数据支持,为峡口隧道的施工和支护设计提供了依据,对我国西部其他高应力软岩公路隧道的建设具有借鉴意义
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对强夯置换概念的探讨和置换墩长度的实测研究
水伟厚
. 2011 (S2):  502-506. 
摘要 ( 3389 )   PDF(661KB) ( 662 )  
强夯和强夯置换法是经济高效应用广泛的地基处理方法之一,但工程界对强夯与强夯置换的概念理解仍存在很大分歧。值此多个地基处理技术规范修编的机会,有必要对强夯和强夯置换的概念进行澄清。文中首次明确提出了强夯置换区别于强夯的4个条件:有无填料、填料好否、夯锤静接地压力是否大于80 kPa和是否形成密实墩体。同时,根据68项工程或项目实测资料,首次提出了强夯置换墩长度与能级(最高达到18 000 kN•m)的经验关系,并做成表格供工程人员预估置换墩长度时参考
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变形稳定理论在盐岩储气库优化设计中的应用
邓检强,吕庆超,杨 强,刘耀儒
. 2011 (S2):  507-513. 
摘要 ( 3030 )   PDF(1475KB) ( 394 )  
为解决盐岩储气库洞室形状以及库群布置的优化设计问题,将变形加固理论发展和完善为变形稳定理论,把塑性余能与强度折减系数的K- 关系曲线作为储气库群的整体稳定性判据。在变形稳定理论的基础上,对不同形状和布置方式的洞室的整体稳定性进行定量评价,优化分析了洞室形状以及库群的布置方式,进而获得最具安全稳定性的洞室形状和布置方式。研究结果表明,变形稳定理论为盐岩储气库洞室形状和洞群布置方式的优化设计提供了一套实用有效的分析理论和方法
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隧道塌方段施工方案优化及效果评价
王迎超 ,尚岳全 ,靖洪文 ,蔚立元
. 2011 (S2):  514-520. 
摘要 ( 3208 )   PDF(976KB) ( 685 )  
对于隧道塌方地段,选取合适的施工方案是关键问题。结合乌竹岭隧道塌方工程实际条件,采用非线性有限元方法对两种施工方案进行模拟分析。计算结果表明,双侧壁导坑施工方案相对于上弧形导坑施工方案,能够更好地控制围岩位移、改善其受力状况、减小初期支护受力,且围岩破坏区范围较小,可见双侧壁导坑施工方案更适合于隧道塌方段的施工。通过现场监控量测分析,隧道断面净空收敛变形和拱顶下沉稳定速度较快,最终变形值较小,隧道主体稳固,没有任何变形,说明所选处治方案对抑制隧道塌方段效果良好
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公伯峡面板堆石坝流变变形的反演分析
张 雷 ,张 嘎 ,王富强 ,张建民
. 2011 (S2):  521-525. 
摘要 ( 3255 )   PDF(748KB) ( 701 )  
采用沈珠江等提出的流变模型,根据公伯峡面板堆石坝坝体填筑竣工到蓄水前的沉降监测资料,进行反演分析得到相应的流变参数,并用该参数对大坝应力变形进行了计算分析。沉降点监测值和计算值变动规律比较一致,说明了流变模型的有效性;由于坝体堆石料的流变,面板的受力变形在运行期内呈现一定规律性的变化,并逐渐趋于稳定
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深埋隧洞开挖损伤区的检测及特征分析
刘 宁,张春生,褚卫江
. 2011 (S2):  526-531. 
摘要 ( 3489 )   PDF(3454KB) ( 785 )  
隧洞开挖以后围岩会出现损伤,并在洞周形成开挖损伤区,在损伤区范围内声波波速会出现衰减。针对锦屏二级水电站3#引水隧洞在隧道掘进机(TBM)开挖过程中可能形成的损伤区,首先利用数值方法探讨了损伤区的分布特征,通过监测特征点在开挖过程中的应力路径,确定了特征点的应力状态和可能出现声波波速衰减的部位。在此基础上确定了对声波钻孔的布置方案,并利用单孔声波检测方法确定了损伤区深度。为了实现颗粒流程序PFC对损伤区的模拟,通过三轴压缩试验确定了PFC的细观参数。最后利用PFC描述了损伤区的分布,分析了损伤局部化特征和损伤程度的变化。结果表明PFC的模拟结果和检测结果具有较好的一致性,能够实现对损伤区特征的准确描述。研究成果对损伤区的检测和支护优化设计具有指导意义。
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结构面对程潮铁矿东区地表及岩体移动变形的影响研究
席人双,陈从新,肖国锋,黄平路
. 2011 (S2):  532-538. 
摘要 ( 3023 )   PDF(2675KB) ( 403 )  
以程潮铁矿东区为例,通过现场结构面调查、地表及深部岩体变形监测,分析了该区地表及岩体移动变形与结构面的关系。结果表明:程潮铁矿东区地表及岩体移动变形主要受该区复杂的地质条件控制,特别是结构面的影响,变形方向和变形量值均与理论预期不同。NNE、NE向结构面的存在控制着岩体向采空区运动的侧向边界条件,同时导致变形方向的向西偏转,NWW向结构面的松动导致东主井区岩体向采空区的倾倒变形,地表变形在南北剖面上呈三级阶梯分布;西风井相对东西采空区的特殊位置以及NE向结构面的影响使其变形值小于预期,是该区相对安全的主要原因。
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基于不确定型层次分析法的边坡稳定模糊评判方法
翟友成 ,曹文贵 ,王江营 ,张永杰
. 2011 (S2):  539-543. 
摘要 ( 2830 )   PDF(422KB) ( 629 )  
针对边坡稳定性影响因素众多复杂,且存在模糊不确定性和层次性的特点,首先引入锚固边坡稳定性分析二级模糊综合评判模型,并基于模糊数学理论建立评价指标隶属度确定方法和模糊运算规则,从而建立出锚固边坡稳定性分析的二级模糊综合评判方法;然后,考虑评价指标重要程度取值的不确定性、专家判断的模糊性以及群组决策的优势,建立基于群组决策的不确定型层次分析(AHP)方法确定权重,进而建立出基于AHP的锚固边坡稳定模糊评判方法,最后通过工程实例分析和计算,表明文中方法的可行性与合理性。
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盐岩地下储备库引发地表沉陷事故的风险分析
井文君 ,杨春和 ,孔君凤 ,纪文栋 
. 2011 (S2):  544-550. 
摘要 ( 3125 )   PDF(476KB) ( 596 )  
在盐岩储备库的建设和运营过程中,由于腔体不断收缩而导致上覆岩层发生变形,从而引起储库上部地表发生碟状沉降变形,甚至造成地表塌陷事故是盐岩地下储备库的重要事故类型之一。针对盐岩地下储备库引发的地表沉陷事故进行分析,找出了该类事故的发生机制并建立相应的故障树模型,计算得到地表沉陷事故的14种发生模式和10个基本致因事件,并提出了相应的控制措施。并从风险分析的角度对盐岩储备库引发的地表沉降事故的后果严重性进行预测分析研究,并以湖北云应盐矿为例,假设该地区在储气库的建设或运营过程中发生地表沉降事故,采用模糊综合评价法对该类事故后果的严重性进行风险预测,得出后果为可忽略、需考虑、严重、非常严重、灾难性的概率分别为0.24、0.28、0.29、0.15、0.04。为有效预防盐岩储备库运营引发地表沉陷事故以及在事故发生前进行损失严重性预测提供了依据和方法
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双江口工程地下洞室群围岩损伤及稳定性研究
项 吕,朱维申,马庆松,张乾兵
. 2011 (S2):  551-555. 
摘要 ( 4389 )   PDF(1342KB) ( 512 )  
对四川省双江口水电站工程的地下洞群的节理岩体围岩稳定性进行研究,分别采用了弹塑性模型、节理岩体断裂损伤模型进行数值分析。在弹塑性模型中,采用锚固等效法来模拟锚杆及锚索的支护效果。断裂损伤模型以损伤及断裂力学原理为基础,运用损伤本构模型和损伤演化方程在FLAC3D软件的框架下开发出子程序,考虑了岩体中节理裂隙对洞室围岩稳定性的影响,进而得到用上述的模型和计算程序分析出的围岩塑性区、损伤演化区和位移规律。将两种模型的计算结果与相应工程模型试验的结果进行了比较分析。研究结果表明,损伤模型更接近工程实际情况,与模型试验结果更为接近
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超大断面炭质千枚岩隧道新型支护结构长期稳定性研究
原小帅,张庆松,李术才,李利平,刘 钦
. 2011 (S2):  556-561. 
摘要 ( 3634 )   PDF(693KB) ( 726 )  
针对兰渝铁路两水隧道岩质软、跨度大的特点,采用加厚初喷、二衬和双层型钢拱架的新型支护方式。通过对现场岩样的室内三轴蠕变试验,研究炭质千枚岩蠕变特性。试验结果表明,伯格斯蠕变模型能比较准确地描述其长期流变行为。运用大型岩土工程分析软件FLAC3D,结合现场新型支护方式,模拟隧道建成后DK357+976处围岩的流变力学行为,分析隧道在运营过程中围岩的变形和支护结构的受力情况。结果表明:在隧道100 a的使用期限内,二次衬砌能有效地减小围岩蠕变变形,支护结构中仅拱顶初喷在后期产生破坏,现场支护方式可以保证隧道的长期稳定性。
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堆石坝非达西渗流场分析
许 凯,雷学文,孟庆山,梁 鹏
. 2011 (S2):  562-567. 
摘要 ( 3185 )   PDF(2180KB) ( 424 )  
坝体的渗流计算常采用近似的线性渗流计算方法,然而对于堆石结构而言,在高水力梯度的作用下,由于流体惯性力与紊流的影响,水力梯度与渗流流速之间偏离了线性的达西定律,堆石体中不同孔隙介质的交界面错综复杂更增加了渗流场形态的复杂性。此时,使用非达西渗流的计算方法,可以提高渗流计算的精度,更加客观地描述渗流场中的渗流行为。基于伽辽金加权余量法推演了Forchheimer方程的非线性有限单元法公式,应用该方法对堆石坝渗流场问题进行了数值模拟计算,并给出了工程实例。研究表明,用该方法可以很好地研究渗流场中的非达西渗流现象。对比达西渗流计算与非达西渗流计算结果之间的差异,得出了非达西渗流计算的意义。对堆石坝结构而言,非达西渗流计算的结构显示渗流场的局部区域可能出现高水力坡降区域扩散的现象。此外,水力坡降峰值对比达西渗流计算结果有所增大,这说明真实渗流场的水力坡降峰值有可能超出材料的临界水力坡降允许值,从而引起坝体的渗透破坏。
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数值分析
基于扩展有限元的压剪复合断裂数值分析
杨 庆 ,王 超
. 2011 (S2):  568-572. 
摘要 ( 4418 )   PDF(465KB) ( 562 )  
针对岩石类材料压剪破坏,国内外学者做了大量真实岩石和模型材料的试验,并进行相应的数值模拟工作。但由于试验结果往往具有很强的离散性,且对影响试验结果的各因素缺乏系统地理论分析,加之传统常规有限元在处理裂纹这类强不连续问题时存在很大的困难,如在裂尖附近的高应力区需要剖分令人难以接受的密度的网格,同时在模拟裂纹生长时还需要对网格进行重新剖分,操作繁琐复杂,效率极低,因此,针对压剪复合断裂翼裂纹扩展规律的研究始终没有取得令人满意的成果。对原生裂纹的几何形态,主裂纹面与其间填充物的相互作用对翼裂纹起裂角的影响做了系统的理论分析,并利用扩展有限元对翼型裂纹扩展全过程进行数值模拟,与理论分析结果对比,吻合良好。相关成果为以后针对压剪复合断裂的研究提供了理论分析框架,同时对今后相关试验的开展具有理论指导作用
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裂纹扩展过程的动态仿真技术
陈卫忠 ,陈培帅 ,王 辉
. 2011 (S2):  573-579. 
摘要 ( 3317 )   PDF(3127KB) ( 2011 )  
岩石断裂力学在岩土工程领域应用越来越广泛,其数值模拟技术是研究的主要方向之一,也是制约断裂力学发展的瓶颈。基于扩展有限元思想,依托ABAQUS用户子单元二次开发技术,引入Heaviside函数模拟不连续位移场,采用裂尖 逼近函数模拟裂尖位移场,通过J积分求解裂尖的应力强度因子(SIF),最后采用最大周向应力准则,预测裂纹扩展方向,实现了裂纹动态演化过程的扩展有限元数值模拟。通过3个经典断裂力学模型,对比了计算值与理论值,验证了所开发程序的适用性和有效性
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含扩径桩的群桩基础竖向承载性状数值分析
王成华,安建国
. 2011 (S2):  580-585. 
摘要 ( 3288 )   PDF(646KB) ( 841 )  
为探讨扩径缺陷桩对竖向荷载作用下群桩基础工作性状的影响,建立了一个群桩基础数值分析模型。采用三维非线性有限元/无限元方法对正常桩基础及含有浅部或深部扩径缺陷桩的群桩基础进行了一系列对比分析。分析结果初步揭示了竖向荷载作用下含扩径缺陷桩的桩基础基本工作特性,得出了扩径缺陷对群桩各桩间轴力分布及承台弯矩分布影响的基本规律性。研究成果不仅有助于认识和合理判断扩径桩的工作机制,而且对评价有扩径缺陷的桩基承载性状、选择缺陷处理技术及桩与承台的结构设计都具有重要的实际意义
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深部断续节理岩体中渗流对巷道稳定性影响的数值分析
左宇军 ,李术才 ,朱万成 ,张义平
. 2011 (S2):  586-591. 
摘要 ( 3790 )   PDF(1141KB) ( 1080 )  
应用自主开发的岩石破坏过程渗流与应力耦合分析软件F-RFPA2D,通过对高应力节理岩体中巷道的失稳破坏过程所进行的数值模拟分析,研究了深部断续节理岩体中地应力及渗流对巷道稳定性的影响。模拟结果不但直观形象地给出了巷道的渗流场、应力场、破坏区分布,而且得到了巷道周边关键部位的位移变化情况,并与无地下水的稳定性进行了比较。结果表明,岩体中断续节理与地应力及渗流相互作用,对巷道失稳的演化起了重要作用,如巷道与节理的相对方位决定了巷道坍塌的方向;岩桥对巷道的稳定起了重要的作用;虽然渗流应力加速了巷道的失稳破坏,但没有改变高地应力对巷道的主要破坏模式。该研究对于进一步理解深部岩体中节理、地应力及渗流对巷道稳定性的影响进而采取有效的加固措施具有重要的理论和实践意义
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土体本构模型对强度折减法分析基坑整体稳定性的影响
胡安峰 ,陈博浪 ,应宏伟
. 2011 (S2):  592-597. 
摘要 ( 3645 )   PDF(765KB) ( 827 )  
运用有限元强度折减法对基坑工程进行整体稳定性分析时,已有研究主要采用摩尔-库伦模型对土体进行模拟,由于摩尔-库伦模型给出的基坑变形曲线与实测不符,故据此得到的基坑整体稳定安全系数也不甚合理。采用Plaxis硬化模型模拟开挖过程,在强度折减分析中采用特征点位移突变对基坑整体稳定性进行收敛判断,通过分析对比所选取的不同特征点的位移与折减系数的关系曲线,提出采用挡墙内侧开挖面附近土体作为收敛判断的判别点较为合理,其安全系数的取值与采用极限平衡法得到的结果比较接近,而摩尔-库伦模型所得到的计算结果则偏大。最后分析了基坑宽度、基底软土层厚度、挡墙插入深度和挡墙刚度等因素对基坑整体稳定性的影响,并比较了采用这两种不同土体本构模型对分析结果的影响
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基于粒子群算法与混合罚函数法的有限元优化反演模型及应用
贾善坡 ,伍国军 ,陈卫忠
. 2011 (S2):  598-603. 
摘要 ( 3819 )   PDF(641KB) ( 1062 )  
岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低的缺点,结合粒子群算法和遗传算法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种效率较高的全局优化算法,以测点的实测值与计算值建立一种新的评价函数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,用混合罚函数法将约束问题变为无约束问题,构建了一种新的目标函数,将有限元程序ABAQUS作为一个模块嵌入到优化算法程序中,编制了有限元优化反演分析程序。并给出了应用实例验证了该法的有效性和实用性,是一种可行的参数反演方法,可应用于实际工程中复杂岩土介质初始应力场反演、渗流场以及位移反分析
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有限压缩层地基上筏基沉降的边界元分析
闫富有,吴义章,郭院成
. 2011 (S2):  604-609. 
摘要 ( 3258 )   PDF(550KB) ( 529 )  
基于有限压缩层地基模型和Reissner板的边界积分方程,考虑柱荷载作用区域的形状和筏板的横向剪切变形效应,建立了有限压缩层地基上厚筏基础与地基相互作用分析的边界元方程和系统的数值方法。对于弹性半空间模型,其柔度方程可视为有限压缩层模型的特殊情况。把筏板作为自由边界条件处理,被剖分为一系列三角形或矩形网格,假设基底反力在网格内均匀分布,以便与现有的地基沉降计算模式相一致。计算表明,虽然基底反力在内部网格相接处不连续,但并不影响计算结果,反而消除了边界基底压力计算值过大的现象。将该方法与其他方法的计算结果进行比较,显示了该方法的有效性。计算结果表明,对于实际复杂的筏板基础,无需划分太多单元即可得到较高的计算精度
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地震作用下黄土边坡动力响应数值分析
言志信 ,曹小红 ,张刘平 ,张海东
. 2011 (S2):  610-614. 
摘要 ( 3562 )   PDF(503KB) ( 795 )  
利用FLAC3D软件对某三级黄土边坡进行了动力反应分析。首先分析了静力作用下该黄土边坡剪应变增量和坡面、坡内、坡顶不同监测点的位移;在此基础上进行动力分析,得出黄土边坡地震动力响应规律。研究结果表明,静力作用下坡面上水平向位移明显大于垂直向位移,水平向位移从坡底向上逐渐减小;坡面处位移较大,位移在每级坡坡脚稍向上一定范围内达到最大值;地震作用下黄土边坡剪应变增量由坡脚稍向上部位开始向周围扩展,范围明显增大,且随地震持时的增加剪应变增量增幅较大;塑性区变化显示该黄土边坡坡顶以拉破坏为主,坡脚稍向上开始以剪破坏为主并伴有拉破坏。黄土边坡对地震波具有临空面放大效应,地震波在坡体内传播过程中还具有滞后效应
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深隧道围岩稳定性的数值模拟与模型试验研究
陈 浩 ,任伟中 ,李 丹 ,夏彬伟
. 2011 (S2):  615-620. 
摘要 ( 3698 )   PDF(1110KB) ( 648 )  
在大型真三轴模型试验机上进行隧道的超载试验,试验过程中采用内窥摄影实时监测试件的破坏演化全过程,确定了高应力条件下隧道的变形特征和裂纹演化特征;采用应变测量技术对隧道关键部位的应变值进行了测量,据此分析了围岩体的应力变化规律。针对相似材料的力学特性,建立了应变软化模型,采用与模型试验相同的边界条件进行了数值模拟分析,对围岩体的塑性应变变化过程和应力场进行了研究。结果表明,两种手段反映的破坏演化过程是基本吻合的,所反映的围岩体应力变化规律也是一致的。
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盾构法隧道施工对邻近摩擦单桩影响的研究
王 丽 ,郑 刚
. 2011 (S2):  621-627. 
摘要 ( 2720 )   PDF(1130KB) ( 891 )  
采用对隧道洞室周边及开挖面的土体施加由盾构机引起的各种荷载的方法模拟盾构施工,通过变化隧道埋深、隧道数量及开挖顺序研究盾构法开挖隧道对邻近摩擦单桩的影响。计算结果表明,隧道与桩的水平距离不变时,隧道埋深存在一个临界值,当隧道埋深为此临界值时隧道开挖引起的桩顶沉降、桩身侧移最大;隧道埋深较小时,隧道开挖会使桩产生较小的上移;隧道与桩的水平距离缩小相同值时,隧道埋深越小,开挖引起的桩顶沉降增加量越大;双隧道开挖引起的桩顶最终沉降量大于单隧道开挖引起的桩顶最终沉降量;双隧道同时开挖引起的桩顶沉降量、桩顶最大侧移大于双隧道先后开挖引起的桩顶沉降量、桩顶最大侧移;无论是同时开挖还是先后开挖,垂直双隧道引起的桩顶沉降量明显小于平行双隧道引起的桩顶沉降量。
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台山核电站边坡爆破振动监测及数值模拟研究
杨风威,李海波 ,刘亚群,夏 祥,郝亚飞,牛 磊
. 2011 (S2):  628-633. 
摘要 ( 4582 )   PDF(919KB) ( 927 )  
台山核电站场平一期边坡的稳定性直接关系到电站的顺利建设及核电站运营期间的安全。通过现场爆破振动监测,分析了爆破开挖时边坡的振动速度衰减规律, 发现爆区上方马道内侧质点振动速度随高程增加存在放大效应,并且这种放大效应在水平径向比垂直向更为显著;另外,在爆区上方第1级马道内侧,质点垂直向振动速度一般比水平径向振动速度大,平均为其1.5倍左右,而后随着应力波向坡体传播,垂直向速度迅速衰减,而水平径向速度衰减相对较慢,到第3级马道内侧,质点水平径向速度已和垂直向持平或略大。同时,结合三维离散元数值软件(3DEC)进行数值模拟,对边坡在爆破荷载作用下质点振动速度、位移以及塑性区状态进行分析,并与现场监测结果进行比较。结果表明,数值计算值与实测值误差在15%以内;在爆破荷载作用下边坡各级马道外侧顶点产生永久位移,但均较小,且趋于稳定;塑性区仅限于爆区周围,边坡整体是稳定的
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基于主成分分析的优化神经网络模型及静压管桩单桩极限承载力预测
史永强 ,赵俭斌 ,杨 军
. 2011 (S2):  634-640. 
摘要 ( 2961 )   PDF(4203KB) ( 574 )  
引入主成分分析法和基于共轭梯度优化算法的人工神经网络模型原理,建立了静压管桩单桩竖向承载力预测估算的新方法。通过对影响单桩极限承载力的各因素进行主成分分析确定了综合变量,构建了以综合变量为输入,以单桩极限承载力为输出的神经网络模型。应用神经网络结构分析的共轭梯度算法,优化计算获得给定样本的网络权值和阈值,获得静压管桩极限承载力的估算网络,应用实例分析计算了静压管桩单桩极限承载力问题。结果表明,利用所建立的神经网络预测静压管桩极限承载力是可行的,且具有较好的预测精度和良好的适用性。该方法为静压管桩竖向承载性状的理论分析开辟了一个新的研究途径,为今后相关问题研究提供借鉴和指导
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浅埋大跨小净距隧道断面形态及合理间距的优化研究
王 辉,陈卫忠,陈培帅,田洪铭,曹俊杰,赵武胜
. 2011 (S2):  641-646. 
摘要 ( 2711 )   PDF(24704KB) ( 257 )  
对于大跨度小净距隧道而言,合理扁平率及双洞间距的设计对于节约成本,提高隧道线型规划具有至关重要的作用,因此,优化大跨度小净距隧道的扁平率及其间距是隧道设计施工面临的关键问题。利用大型有限元分析软件ABAQUS的标准设计语言Python编程,对某拟建大跨度小净距隧道不同扁平率及其间距进行参数化设计;采用精确罚函数法以及Nelder-Mead优化算法相结合的有限元优化分析计算程序,以隧道开挖面积、围岩塑性区、地表沉降和拱顶下沉等作为优化目标值,对建立的参数化模型进行计算,提出依托工程条件下扁平率及间距的最优组合。研究方法和成果对推动大断面小净距隧道的发展和应用具有重要的现实意义
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考虑变形模量劣化的应变软化模型在 FLAC3D中的开发与验证
李英杰 ,张顶立 ,刘保国
. 2011 (S2):  647-652. 
摘要 ( 3006 )   PDF(725KB) ( 1291 )  
FLAC3D软件中的应变软化本构模型是通过抗剪强度参数劣化来实现的,没有考虑变形模量劣化造成的影响。针对这一问题,采用了变形模量劣化的损伤本构模型,详细推导了劣化损伤本构模型的差分格式,研究该模型在FLAC3D中二次开发的流程,在VC++环境下实现了劣化损伤本构模型在FLAC3D中的二次开发;通过与深埋圆形洞室应变软化数值解算例对比,进一步验证了该模型弹塑性和损伤的力学性质,分析了变形模量劣化对围岩变形特性的影响。由于该模型能够反映围岩的劣化损伤特性和大变形特点,因此在工程应用中有一定的实用价值
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软弱地层注浆的细观力学模拟研究
袁敬强 ,陈卫忠 ,谭贤君 ,王 辉
. 2011 (S2):  653-659. 
摘要 ( 3026 )   PDF(1471KB) ( 816 )  
基于散体介质理论的颗粒流方法,运用PFC2D软件对软弱地层注浆过程进行了细观力学模拟,研究了注浆压力、注浆时间、渗透性质及颗粒黏结强度对浆液扩散半径和注浆类型的影响规律。采用PFC2D软件内嵌的FISH语言,定义了提取特定位置流体域内压力值的函数,研究了浆液扩散的分布特征,考虑浆液黏度的时变性对浆液扩散范围的影响,定义有效注浆半径对其进行修正,得到的浆液扩散规律与球形扩散理论较为一致。结合工程实例进行了注浆细观力学数值模拟,并提出了科学的注浆方案,在现场应用后取得了较好的堵水加固效果
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大断面黄土隧道初期支护适应性研究
扈世民,张顶立,李鹏飞,陈峰宾,张 翾
. 2011 (S2):  660-665. 
摘要 ( 3285 )   PDF(982KB) ( 712 )  
以兰渝铁路大断面黄土隧道为工程背景,采用三维数值模拟结合现场监测实验对现有初期支护设计参数的适应性进行研究,对大断面黄土隧道初期支护的受力与变形特性进行综合分析。通过三维数值模拟得到黄土隧道开挖扰动后初期支护的受力与变形状态,将数值计算结果与现场监控量测对比获得典型断面围岩的应力和位移发展规律并对初期支护安全性进行评价;通过FLAC3D的FISH语言开发程序分析混凝土硬化特性对初期支护受力与变形的影响;现场跟踪量测与数值模拟的计算结果基本吻合,结论可为黄土地区隧道初期支护的设计和施工提供一定的借鉴和参考,积累有益的经验
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基于统一强度理论的岩质边坡稳定动安全系数计算
刘建军1,李跃明1,车爱兰2
. 2011 (S2):  666-672. 
摘要 ( 3958 )   PDF(5013KB) ( 617 )  
岩质边坡稳定性分析中常用的Mohr-Coulomb、Drucker-Prager屈服准则,其未考虑中间主应力效应或拉压不等效应,较难反映三维复杂边坡空间应力状态。统一强度理论包含了一系列破坏准则,通过调整参数b可反映中间主应力或中间主切应力的影响程度。利用ABAQUS开发了基于统一强度理论材料子程序(UMAT),首先以三维含结构面岩质边坡为例,采用强度折减法,分别计算 为0、0.25、0.5、0.75 与 1 共5种考虑中间主应力不同程度情况下三维含结构面岩质边坡动安全系数曲线。计算结果表明:不同 值情况下所得动安全系数数值不同,但曲线变化形状一样,最小安全系数均发生在相同时刻;另外,为更清晰地了解三维真实应力状态对安全系数的影响,从三维岩质边坡中抽取二维剖面进行了同样的计算。结果表明,在相同 值情况下,三维模型计算所得安全系数较二维模型大;随着 的增大,安全系数增大,说明不考虑中间主应力的二维计算结果低估了安全系数的大小,即三维真实应力状态下的边坡应具有更高的稳定性
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地层条件对超大断面隧道软弱破碎围岩施工影响过程规律的数值模拟分析
周 毅,李术才,李利平,赵 岩,刘 钦,原小帅
. 2011 (S2):  673-678. 
摘要 ( 3054 )   PDF(4301KB) ( 425 )  
兰渝铁路两水隧道地质条件复杂,围岩软弱破碎,沿线地形起伏,隧道埋深变化大。根据埋深等地层条件的变化,在不同的区段选择合适的施工方案,控制隧道围岩变形是隧道安全控制的关键所在。结合该工程的勘察和设计资料,采用大型有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,系统地研究不同埋深条件下开挖进尺对隧道变形的影响。从变形角度揭示了埋深对开挖进尺的影响规律,确定了不同埋深条件下最利于变形控制的循环进尺,为工程的施工决策提供技术指导和理论支持。
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测试技术
基于孔压静力触探测试的改进分层总和法在软基沉降预测中的应用研究
童立元 ,涂启柱 ,刘松玉 ,杜广印
. 2011 (S2):  679-682. 
摘要 ( 3825 )   PDF(429KB) ( 608 )  
分层总和法在高速公路软基沉降的预测中得到了广泛的应用。然而,由于基于钻探的土层划分往往比较粗糙以及基于室内试验的压缩模量确定不太可靠,导致沉降预测与实际偏差较大。孔压静力触探(CPTU)作为一种新型的多功能原位测试技术,可以同时测试得到锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔压沿深度的连续剖面,较好地改善这一状况。以连盐高速公路为研究实例,采用多变量统计分析中的最优分割理论,基于CPTU高精度测试数据对土层进行了精细划分,并通过实际沉降观测资料的反演分析确定了基于CPTU的压缩模量计算方法,进而通过对高速公路实测沉降和CPTU预测沉降的比较,验证了文中计算方法的有效性
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锚索长期工作性能检测与荷载补偿技术研究
朱本珍,王建松,郑 静,梁龙龙
. 2011 (S2):  683-685. 
摘要 ( 2672 )   PDF(373KB) ( 658 )  
岩土锚固工程结构随着时间的推移,锚固结构各组成部分的工作性能将由于各种原因而发生相应的变化,这些变化对锚索结构的长期工作性能产生重要的影响。研究锚索长期承载力性能检测与荷载补偿技术,首先要解决已锁定的锚索重新连接问题,再通过张拉检测锚索预应力和锚索承载力的变化。并补偿预应力损失,使之达到设计要求或最大可用值,以充分发挥预应力锚索的锚固作用。实践证明,该技术方法简单实用,易于技术人员掌握,是锚固工程施工、运营以及工后维护过程中,锚固结构长期工作性能检测与荷载补偿的有效方法之一,值得推广与应用
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山地和岩溶地区端承桩质量检测与加固技术研究
胡新发,柳建新
. 2011 (S2):  686-692. 
摘要 ( 3163 )   PDF(964KB) ( 771 )  
针对嵌岩桩桩底存在沉渣时,采用常规的低应变反射波法可能观测不到其同相反射信号,桩底软弱夹层(或溶洞)的顶面倾角接近或不小于45º时,反射法检测不到桩底软弱夹层(或溶洞)的反射信号。为弥补以上不足,提出了用低应变反射波法、频率-初速度法和钻芯法对端承桩质量及缺陷桩的加固效果进行组合检测。当反射波波形曲线异常或动刚度明显偏低时,可认为桩底沉渣较厚或桩端持力层性状异常,再用钻芯法验证;建立了桩身下部缺陷段的平均波速计算公式,有助于判断缺陷的严重程度;通过对比缺陷桩加固前后的反射波曲线和动刚度值,并将它们与其他同条件下正常桩对比,检验缺陷桩的加固效果
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