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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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2003年, 第24卷, 第2期 刊出日期:2003-02-10
基础理论与实验研究
基于广义塑性力学的土体次加载面循环塑性模型(Ⅰ): 理论与模型
孔 亮 ,郑颖人 ,姚仰平
. 2003 (2):  141-145. 
摘要 ( 1633 )   PDF(486KB) ( 1808 )  
简要地介绍了次加载面理论的基本思想、假设及其物理解释。在广义塑性力学的框架内,引入次加载面的思想,把常规的椭圆-抛物线双屈服面模型,扩展为次加载面循环塑性模型,以反映循环荷载作用下土体的曼辛效应与棘轮效应。模型能考虑塑性应变增量对应力增量的相关性,既能反映土体的循环加载特性,又能反映正常固结土和超固结土的单调加载特性。
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挡土结构上的土压力和水压力
王 钊 ,邹维列 ,李广信
. 2003 (2):  146-158. 
摘要 ( 2760 )   PDF(612KB) ( 2433 )  
总结和分析了在静水压力、稳定渗流和超静水压力作用下,挡土结构上水土压力的计算方法,通过实例说明了水土分算与水土合算结果的差异及考虑水的渗流作用和超静孔压力作用对挡土结构上总压力计算的影响,并强调应进行控制挡土结构稳定的临界状态分析。
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改进的双参数层状地基模型
高广运 , 邱 畅 , 王贻荪
. 2003 (2):  159-163. 
摘要 ( 1121 )   PDF(521KB) ( 1654 )  
文克尔地基模型广泛应用于弹性地基梁、板的设计计算,但由于该模型过于简化,不能正确反映地基土的工程性质。为此,提出了一种改进的双参数层状地基模型。该模型是Vlazov模型的延伸和发展,由一系列的弹性层组成,对每一层的应力应变分布做了一定的假设。通过积分变换的方法,可以求出该模型每一层表面位移与力的关系,进而形成层刚度矩阵。按照有限元法的原理,将每一层的刚度矩阵凝聚成总体刚度矩阵求解,与Vlazov模型计算结果的比较,证明该方法是正确的,还得到了荷载作用于层状地基模型内部的解,为双参数层状地基模型用于桩基分析打下了理论基础。
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振动沉模大直径现浇薄壁管桩技术及其应用 (Ⅰ):开发研制与设计
刘汉龙,费 康,马晓辉,高玉峰
. 2003 (2):  164-168. 
摘要 ( 1705 )   PDF(474KB) ( 2202 )  
振动沉模现浇混凝土薄壁管桩(PCC桩)技术是河海大学自主开发研制的用于地基加固处理的专利技术,是一种适合于软土地区的新型高效优质桩型,可有效地提高地基承载力和减小地基沉降。笔者介绍了振动沉模现浇混凝土薄壁管桩的技术原理、加固机理、施工设备、施工工艺及其设计与质量检测方法。该桩型具有承载力高、质量可靠和工程造价低等优点,具有较大的推广应用价值。
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圆形支护结构的拱效应等效支撑计算方法
周 健, 罗筱波
. 2003 (2):  169-177. 
摘要 ( 1228 )   PDF(526KB) ( 2157 )  
从弹性力学中圆筒受均布荷载的解出发,把圆形支护结构作为弹性地基梁,把圆形支护结构的拱效应作为支护结构的等效支撑作用在弹性地基梁上,从而得出了一个计算圆形支护结构内力和位移的拱效应等效支撑方法。工程实例的计算表明,该方法是实用而有效的。
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柔性基础下群桩复合地基荷载传递规律及计算
刘 杰 ,张可能
. 2003 (2):  178-182. 
摘要 ( 1411 )   PDF(481KB) ( 1576 )  
复合地基沉降及荷载传递规律的研究是复合地基理论中一项非常重要的研究内容,然而对群桩复合地基的沉降及荷载传递规律的研究,在理论上很不成熟。在采用文[1]推荐的竖向变形模式及文[2]推荐的径向变形模式的基础上,利用弹性理论及桩-土位移协调条件建立了桩及桩周土的控制微分方程,并由此推导出了柔性基础下群桩复合地基加固区内桩及桩周土压缩量计算的解析式,同时得出了桩、桩周土中竖向应力及桩侧剪应力计算的解析式。通过算例将该方法所得结果与有限元结果进行了对比,同时也与模型实验结果进行了比较。算例及模型实验结果均表明:该方法对分析柔性基础下群桩复合地基的荷载传递规律及加固区的变形具有足够的精度,且该法计算工作量小,便于工程应用。
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开采沉陷三维损伤有限元分析
李云鹏 , 王芝银
. 2003 (2):  183-187. 
摘要 ( 1254 )   PDF(840KB) ( 1532 )  
针对上覆岩体结构的复杂性,将节理、裂隙及正交各向异性岩体视为损伤岩体,建立了裂隙损伤岩体三维动态有限元分析模型,给出了较详细的三维仿真模拟有限元实施格式,完成了可考虑多种工程因素且能在WINDOWS下运行的三维模拟软件。分析模拟结果显示,对岩体结构复杂性的处理方式是可行的,所研制软件是有效的。
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离心模拟技术中运动学的物理意义
雷国辉, 施建勇
. 2003 (2):  188-193. 
摘要 ( 1063 )   PDF(413KB) ( 1672 )  
研究离心模拟中的运动学,有助于提高对离心模型试验结果的认识。笔者推导了描述离心模型中任一质点运动的整体速度和加速度的数学表达式。按照牛顿第二定律,在离心模拟中的加速度是连接运动学与动力学的重要因素。笔者描述了整体加速度表达式中各项的物理意义,指出了离心机稳定运转时的向心加速度、由角加速度效应引起的切向加速度、互补(复合向心)加速度分量、径向(原型的竖向)、环向和轴向(原型的两个水平方向)振动效应以及离心机臂伸长效应对整体加速度的贡献。分析结果表明,对于单向振动的动力离心模拟试验,选轴向(平行于转轴)为振动方向便于理解试验结果。另外,仔细检查了Schofield[1]对离心模拟中运动学的描述并发现其混淆之处。
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影响大吨位预应力长锚索锚固力损失的因素分析
张发明 , 刘 宁 , 陈祖煜 , 赵维炳
. 2003 (2):  194-197. 
摘要 ( 1439 )   PDF(446KB) ( 1536 )  
通过对水利水电工程岩体加固中常采用的大吨位预应力长锚索锚固力变化规律的分析,详细讨论了影响预应力锚索锚固力变化的钢材松弛、岩体强度与性质、施工质量、锚索结构与环境变化等因素,得出了不同影响因素对预应力长锚索锚固过程中锚固力损失的影响效应。观察表明,引起锚索锚固力损失的最主要因素是岩体的变形与施工质量。根据岩锚实测资料的统计分析,进一步提出了各影响因素与锚固力损失间相应的经验关系,最后,提出了控制锚固力损失的工程措施,可供相关锚索设计与施工时的参考。
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土钉支护中超前锚杆的工作机理研究
屠毓敏
. 2003 (2):  198-201. 
摘要 ( 1388 )   PDF(458KB) ( 1465 )  
超前锚杆作为土钉基坑支护中的主要抗滑措施,在现有的土钉墙基坑支护结构设计中,仅验算其整体稳定性或`作为抗滑安全储备。将Ito and Matsui所提出的作用于排桩上的土压力理论应用于超前锚杆分析,研究了超前锚杆在土钉基坑支护中所起的抗滑作用,提出了带有超前锚杆的土钉墙稳定性分析方法,并得到工程实例的验证。通过研究可以提高土钉墙的设计理论,降低工程造价。
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刚性动力荷载作用下地基动力反应的若干问题
王四根
. 2003 (2):  202-208. 
摘要 ( 1085 )   PDF(464KB) ( 1119 )  
研究了地基表面在刚性动力荷载作用下的动力反应,给出了柱坐标解。在此基础上获得一个实用的地基动力刚度。定性地讨论了地基刚度和阻尼及其相互关系。并提出一个求取地基动力刚度和粘滞系数的实用化方法。
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软岩流变的一种新力学模型
陈沅江, 潘长良, 曹 平, 王文星
. 2003 (2):  209-214. 
摘要 ( 1489 )   PDF(534KB) ( 2441 )  
软岩在低应力水平下表现为弹性和粘弹性;在较高的应力水平下表现为弹性、塑性和粘弹性;在高应力水平下表现为弹性、塑性、粘弹性和粘塑性。为了对其进行全面描述,首先,提出了两种非线性元件-蠕变体和裂隙塑性体,并将它们和描述衰减蠕变特性的开尔文体及描述瞬弹性的虎克体相结合,得到了一种新的复合流变力学模型。然后,通过其采用的软岩蠕变的分级增量循环加卸载试验证明,该模型可很好地描述软岩在不同应力水平下的蠕变特性特别是裂隙闭合阶段和加速蠕变阶段的特性,可在工程实际中推广应用。
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基于剪胀理论的嵌岩桩嵌岩段荷载传递法分析
董 平,秦 然
. 2003 (2):  215-219. 
摘要 ( 1126 )   PDF(532KB) ( 1545 )  
结合桩岩作用的剪滑扩张规律,建立了适于弱质岩石嵌岩桩嵌岩段的荷载传递函数及相应的解析解。从理论上较好解释了桩端阻力随嵌岩比H/D的变化关系,分析了桩侧岩壁性质、桩端岩性等因素对单桩沉降与桩端阻力的影响,并提出了有关的设计建议。
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地下工程中由控稳到控水的断裂屏障机制
李晓昭 ,张国永 ,罗国煜
. 2003 (2):  220-224. 
摘要 ( 798 )   PDF(2542KB) ( 1191 )  
结合工程实例分析了原始地质条件下的不导水断层在采动影响下透水并最终导致突水事故发生的作用机理。研究表明,在一定条件下,断裂破碎带成为围岩变形和采动应力传播的屏障。这种屏障作用的结果使得断裂带内岩体变形强烈,变形梯度大,开挖空间与断裂带之间围岩变形和采动应力集中加剧,这容易引起断裂带含有原生结构面的构造岩体和存在断层伴生裂隙的围岩变形错动,并进一步导致地下水导升。工程实例证明了这一分析的合理性。
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用神经网络方法预测复合射孔岩层裂缝扩展深度
常 斌,李 宁,张 平
. 2003 (2):  225-228. 
摘要 ( 961 )   PDF(559KB) ( 1292 )  
以神经网络为基本工具,利用其强大的非线性映射能力,并结合有限元法动力分析成果,为预测在复合射孔条件下岩层裂缝扩展深度提供了一条新的途径。结果表明,用神经网络方法能够充分体现爆燃参数与岩层裂缝扩展深度之间的非线性隐含关系,具有较高的拟合精度,其结果与有限元方法的计算值接近,简单实用。
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扩展剑桥模型参数的优化选择及其应用
陈立宏 , 陈祖煜
. 2003 (2):  229-232. 
摘要 ( 1325 )   PDF(1884KB) ( 1537 )  
在有限元计算中合理选取土的本构关系与模型参数,对于计算成果的可靠性是十分重要的。剑桥模型是一个应用广泛的弹塑性模型,其参数一般是通过室内试验来确定的。通过建立扩展剑桥模型在三轴条件下的弹塑性本构关系的表达式,并以此为依据,利用数值模拟常规三轴试验和单向压缩试验过程并利用正反分析技术优化求解剑桥模型参数,在小浪底大坝固结计算的应用中证明了这种方法的合理性与实用性。
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弹性地基接缝板模量反演和地基脱空判定
王 陶 ,王复明 ,王 钊,
. 2003 (2):  233-236. 
摘要 ( 1244 )   PDF(459KB) ( 1309 )  
用有限单元法建立了可考虑接缝和地基脱空的弹性地基板位移计算模型。并根据系统识别原理,建立了接缝地基板弹性模量的反演分析方法。最终提出了利用FWD实测板中弯沉盆数据反演面板与地基弹性模量、根据板角(板边)弯沉值判定地基脱空面积的迭代方法。
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改进的遗传算法及其在渗流参数反演中的应用
刘 杰 ,王 媛
. 2003 (2):  237-241. 
摘要 ( 1303 )   PDF(533KB) ( 1393 )  
利用水头实测资料,以裂隙组的渗透系数比例因子为待反演的参数向量,在采用基本遗传算法进行参数反演研究的基础上,针对裂隙岩体无压渗流参数反问题计算量过大,目标参数众多以及参数可能变化范围大等特点,提出了一种混合遗传算法求解此类问题,力求克服简单遗传算法在解决此类问题时存在的局部搜索能力弱、易出现早熟收敛及计算量大等缺陷,并通过典型岩坡渗流算例进行验证,同时给出了基本遗传算法、传统单纯形算法的反演成果。计算结果表明,该方法保持了基本遗传算法优点,并有效地提高了算法的运行效率,从而为求解裂隙岩体无压渗流参数反问题等计算量大的系列问题提供了新的途径。
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桩土共同作用设计理论研究
郑俊杰, 彭小荣
. 2003 (2):  242-245. 
摘要 ( 1516 )   PDF(406KB) ( 1485 )  
对桩土共同作用理论作了初步探讨,对不同桩距下复合桩基设计方法进行了讨论。提出当桩为摩擦桩或端承摩擦桩时,刚性桩复合地基不设褥垫层比设垫层更经济、安全。认为在控制复合桩基的总安全度及变形的前提下,可明确按桩土应力比进行设计,设计桩土应力比无须等于实际桩土应力比,并对目前疏桩基础设计方法存在的问题进行了讨论,提出了改进意见。
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对现行规范以液性指数IL确定极限端阻力标准值qpk的质疑
刘亚群 ,林长青 ,李海波 ,周青春,
. 2003 (2):  246-248. 
摘要 ( 1249 )   PDF(435KB) ( 2387 )  
通过对某工程单桩极限承载力标准值不满足设计要求的原因进行深入分析,指出持力层土所含的高岭土浸水软化,当受到荷载作用时,在桩端周围形成塑性剪切滑移面,产生局部剪切破坏,大大降低了桩端持力层土的极限端阻力标准值qpk,从而指出现行《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)[1]仅以液性指数IL,确定极限端阻力标准值qpk值存在不足,宜综合压缩模量Es和孔隙比e而定。
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框架结构-十字交叉条形基础-地基共同作用分析
范秋雁 ,刘文连 ,黄经秋
. 2003 (2):  249-253. 
摘要 ( 1816 )   PDF(559KB) ( 1672 )  
通过建立框架结构-十字交叉条形基础-地基共同作用的三维力学模型,用大型有限元程序ANSYS模拟分析了土层结构和基础断面型式等因素的变化对共同作用的影响。
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地表剥蚀作用对地应力场反演的影响
易 达, 陈胜宏
. 2003 (2):  254-256. 
摘要 ( 1053 )   PDF(392KB) ( 1589 )  
岩体自重和剥蚀作用都是形成岩体初始应力场的重要因素。在地应力回归分析中,反演所得岩体重度往往大于实测重度。通过算例说明,地表剥蚀作用因素是导致该结果的主要原因,并分析了由此产生的一些工程应用问题。
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轴对称饱和土体结构在多向荷载下的液固耦合问题
王 媛 ,陈远忠
. 2003 (2):  257-261. 
摘要 ( 1312 )   PDF(594KB) ( 1182 )  
以轴对称系统液固二相耦合饱和介质为研究对象,在假定所有物理量沿径向和轴向可以变化但沿环向不变化、变形满足小变形、孔压流满足达西定律及有效应力原理成立的前提下,建立相应的增量形式的有限元分析方法。以一饱和轴对称试样为例,应用修正剑桥弹塑性模型,进行了应变控制式常规三轴固结不排水剪切试验过程的有限元模拟,以表明所建立方法的可行性。
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锚固系统质量检测的小波分析法
许 明,张永兴
. 2003 (2):  262-265. 
摘要 ( 925 )   PDF(565KB) ( 1488 )  
波动方程的有限元数值解表明,对锚杆灌浆体内部缺陷的探测,可用声速、幅值、波形等声参数作为判断的依据。基于小波包分析得到的能量特征向量,可以作为缺陷特征向量进行无损检测。人工神经网络这类非线性动力学系统运用于该灰色系统的质量预测,可取得良好的效果。
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修建地铁隧道后场地液化特征的判别
钟小春,刘汉龙,余湘娟,高玉峰
. 2003 (2):  266-269. 
摘要 ( 1277 )   PDF(654KB) ( 1008 )  
对于建筑场地的液化判别方法已有很多的研究,而且形成一些较为成熟的方法。场地在修建隧道后的液化特性也会发生变化,而考虑这些变化进行液化判别的研究较少。作者旨在探讨《建筑抗震设计规范》、《铁路工程抗震设计规范》、自由场地的有效应力有限元法和考虑隧道修建后,应力状态改变的有效应力有限元法在场地地震液化判别之间的差异,分析了这种差异产生的原因,对地下工程的勘察、设计和施工有一定的参考价值。
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一种新的节理裂隙岩体弹塑性模型
杨万托 ,余天堂
. 2003 (2):  270-272. 
摘要 ( 1322 )   PDF(397KB) ( 1218 )  
提出一种节理裂隙岩体弹塑性模型,将结构划分为块体单元和缝单元,其中缝单元可以是实际节理裂隙,也可以是人为缝单元。以块体单元形心的刚体位移和块体的平均应变作为基本未知量。该模型能充分考虑节理裂隙材料和块体材料的本构关系,计算量不大,是一种位移不协调单元。该模型特别适合节理裂隙岩体的数值分析。
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挡土墙被动土压力研究
李永刚
. 2003 (2):  273-276. 
摘要 ( 1211 )   PDF(591KB) ( 1618 )  
研究土体被动极限状态时的大主应力拱,给出大主应力拱的曲线方程和被动土压力系数;利用水平层分析法,分析被动土压力的分布规律。
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土体抗剪强度参数取值的统计分析方法
林鲁生 ,蒋 刚 ,白世伟 ,刘祖德
. 2003 (2):  277-280. 
摘要 ( 1524 )   PDF(534KB) ( 1922 )  
讨论了残积土边坡强度参数的取值,对某残积土边坡的土工试验资料进行了统计,分析了c、φ参数在边坡不同部位的特点,通过对边坡稳定计算中多组参数的反分析,提出了符合边坡实际状态强度指标的取值方法。
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渗流分析中排水孔模拟的空气单元法
胡 静,陈胜宏
. 2003 (2):  281-283. 
摘要 ( 1305 )   PDF(447KB) ( 1275 )  
提出了用“空气单元”模拟排水孔的思路,即将排水孔看作是以空气作为渗流介质的单元体,在给定了相应的渗透系数后,使它像岩块、土体等单元一样加入传统的有限元渗流计算方法中。通过算例及实际工程应用,证明该法简便可行,具有一定的工程应用价值。
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土质边坡三维可靠度分析
梧 松 ,吴玉山,
. 2003 (2):  284-291. 
摘要 ( 1081 )   PDF(443KB) ( 1395 )  
基于空间随机场理论,利用局部平均法研究空间各向异性的土坡的可靠度问题,推导出相应计算公式,并通过计算边坡的最大破坏概率来进行滑坡的空间预测。
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确定先期固结压力的数学模型法
姜安龙 , 赵春风 , 高大钊
. 2003 (2):  292-295. 
摘要 ( 1308 )   PDF(380KB) ( 1510 )  
地基土的先期固结压力是判断土体应力历史的一个指标。在不同应力历史状况的土体变形分析中它也是一个重要的计算参数。因此,方便、准确地确定先期固结压力就显得尤为重要。依据理论研究和试验分析,提出了一种新的确定方法:数学模型法。润扬大桥土样试验的结果证明了此法的可行性。
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土工格栅的界面特性试验
施有志,马时冬
. 2003 (2):  296-303. 
摘要 ( 1423 )   PDF(455KB) ( 1700 )  
有关土工织物界面试验的成果较多,而土工格栅界面试验的成果很少。介绍了单向拉伸格栅和经编格栅的界面试验内容和成果,对土工格栅与砂砾石、粗砂、残积土的界面摩擦系数作出评价,并与有纺土工布的成果进行比较。
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灰色聚类法在膨胀土分类中的应用
李玉花,冯晓腊,严应征
. 2003 (2):  304-306. 
摘要 ( 1280 )   PDF(377KB) ( 1364 )  
介绍了灰色聚类法在膨胀土分类中的应用。以南水北调中线工程为例,利用灰色系统理论中的灰色聚类法对膨胀土的胀缩等级做了评判, 结果表明: 用灰色聚类法对膨胀土进行分类,使其分类数学化与定量化,对于解决常规多因子分类中,由于指标交叉而不能归类的问题更有其优越性。
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降雨入渗条件下非饱和膨胀土边坡原位监测
詹良通 ,吴宏伟 ,包承纲 ,龚壁卫
. 2003 (2):  151-158. 
摘要 ( 1730 )   PDF(1358KB) ( 2163 )  
为了对降雨诱发的非饱和膨胀土边坡失稳的机理有较深入的了解,在湖北枣阳选取了一个11 m高的典型的非饱和膨胀土挖方边坡进行人工降雨模拟试验和原位综合监测。监测成果表明:降雨入渗造成2 m深度以内土层中孔隙水压力和含水量大幅度增加,致使膨胀土体的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水膨胀软化而降低;同时,降雨入渗造成土体中水平应力与竖向应力比显著增加,并接近理论的极限状态应力比,以致软化的土体有可能沿着裂隙面发生局部被动破坏,此破裂面在一定条件下(如持续降雨条件下)可能会逐渐扩展,最后发展成为膨胀土中常见的渐进式滑坡。
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使用轻质填料处理桥头软基的设计方法探讨
谢洪涛,杨春和
. 2003 (2):  173-177. 
摘要 ( 1332 )   PDF(623KB) ( 1239 )  
基于一个非线性粘弹性本构模型描述土体的蠕变特性,建立了有限元模型,对某工程中使用EPS作换填材料所产生的效果进行了计算模拟,讨论了主次固结沉降以及超固结状态的影响,探讨了工程中产生较大工后沉降的原因,预测了工程的远期沉降量,探讨了在该类工程中设计EPS的原则和方法。
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实孔法深层三向相对应力测量
张德志, 钟方平, 楼沩涛
. 2003 (2):  288-291. 
摘要 ( 971 )   PDF(446KB) ( 1119 )  
深地层注浆固化核废料场地的地应力变化趋势是评估其安全性的重要参考之一。作者介绍了为某深地层注浆固化处置中放核废液工程而进行的实孔法深层三向相对应力测量的有关情况。分析了封井介质与周围岩体介质性质差异对应力测量数据的影响。从分析的结果看,要得到比较真实的应力信息,考虑介质性质差异对测量数据的修正是非常必要的。
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锦屏水电站左坝肩岩体深卸荷带成因分析
安关峰, 伍法权
. 2003 (2):  300-303. 
摘要 ( 1929 )   PDF(484KB) ( 1459 )  
平洞探坑揭露了锦屏水电站普斯罗沟坝址左坝肩岩体内部存在深卸荷带,该卸荷带生成原因及分布范围将严重影响未来水电站坝肩的稳定及工程处理费用。在充分考虑断层、裂隙带、岩性特点基础上,应用ANSYS软件分析了不同荷载组合情况下普斯罗沟坝址左坝肩高陡边坡岩体深卸荷带的力学特点,建立了解释深卸荷带形成的简单力学模型,确定出深卸荷带应力场异常范围。
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比奥固结理论在堆载预压加固工程场地中运用
徐书平 , 刘祖德
. 2003 (2):  307-310. 
摘要 ( 1220 )   PDF(784KB) ( 1465 )  
运用平面应变比奥固结有限单元法,对南京某钢铁厂江边原料厂采用堆载预压结合塑料排水板处理的软土地基进行了计算,得到了较为理想的效果。计算中将塑料排水板合理地简化成等效砂墙,理论计算结果与实测结果吻合较好。验证了计算方法是合理可行的。
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液压光电测压计结构优化分析与试验研究
谷志孟,陈 健
. 2003 (2):  311-315. 
摘要 ( 1013 )   PDF(1650KB) ( 627 )  
采用有限元法模拟计算了液压光电测压计传压盒的受力和变形情况,对传压盒的结构进行了优化分析。介绍了液压光电测压计的标定试验、模拟试验及其结果的分析处理,阐述了这种具有极大推广使用价值的发明专利产品的特性及适用范围。
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