《岩石力学与工程学报》06-11期 (M*FIX
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目录 \v'p/G)g
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1 题名 一般自由面上多面节理生成、节理块切割与关键块搜寻方法(英文) 87D*-Gw
作者 石根华; /YZr~|65
中文关键词 岩石力学;;块体理论;;切割法;;关键块体;;非连续变形分析 E\Rhz]G(
中文摘要 首先介绍传统的块体理论近来的发展、应用与局限。块体理论限于研究岩石开挖表面上的可移动块体。采用切割法找到所有组成岩体的任何块体,基于裂隙的平均长度与平均间距,引进产生三维裂隙多边形的统计方法。基于裂隙多边形,介绍切割三维块体的一般方法。给定一个移动方向,提出搜索关键块体的一般方法。岩体的边界可以是任何自然岩石边坡与人工开挖的任何岩体表面。该方法适用于统计产生的分组裂隙与人工输入的个体裂隙,所引进的方法属于三维非连续变形分析的切割程序DC的应用。 x>Zn?YR,"
2 题名 长江三峡链子崖危岩体防治工程效果研究 b )B?
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作者 刘传正;王洪德;涂鹏飞;张明霞; {q"OM*L(
中文关键词 岩石力学;;链子崖危岩体;;变形监测;;地压监测;;稳定性评价;;防治工程效果 {NHdyc$
中文摘要 长江三峡链子崖危岩体防治工程于1995年5月开工,1999年8月竣工,历时51个月。至2004年底,工程效果监测已超过5a,且经受了2003年6月以来三峡水库139m蓄水位的检验。危岩体变形监测、地压监测和整体稳定性计算三方面结合可以作为评价工程治理效果的依据。地表和地下监测点总体变形速率由治理前水平速率接近2.0mm/a、垂直速率约1.5mm/a转为治理后水平速率小于1.0mm/a、垂直速率小于0.75mm/a,证明危岩体逐步稳定。施工过程中主要监测点水平速率为8.0~18.8mm/a,垂直速率为8.0~21.0mm/a,说明危岩体对施工扰动是敏感的。危岩体底部煤层采空区混凝土承重阻滑键体顶面的地压数据在2002年以后基本稳定,地压记录多数为2.0~10.0MPa,最大地压值为18.08MPa,最小地压值为-0.8MPa,证明危岩体以煤层采空区为底界的悬板偏压作用机制导致的应力集中区和负压区确实存在。2003年6月以后三峡水库蓄水至139m,淹没了煤层采空区治理工程,但整个危岩体变形速率无明显变化,地压监测记录的最大变化量小于0.01MPa。根据煤层采空区顶板与混凝土承重阻滑键体接触带现场原位大尺度(1m×1m)岩体力学试验求取的强度参数进行危岩体稳定性校核计算,得出链子崖防治工程达到正常荷载下稳定系数大于1.30(治理前为1.062),特殊荷载下大于1.15的设计目标。 DRcNdO/1E
3 题名 岩石撞击的热红外成像探测研究进展与方向 {phNds%
作者 吴立新;吴育华;钟声;王川婴;李国华; qWQ/'M
中文关键词 岩石力学;;岩石撞击;;遥感-岩石力学;;遥感应用;;热红外成像;;反演 0g+'/+Ho 4
中文摘要 岩石撞击的热红外成像探测是遥感技术的一项新颖而颇具潜力的应用,亦是遥感-岩石力学交叉学科的重要研究内容。分析岩石撞击热红外成像探测的试验技术原理与特点,介绍前期试验探索成果及新近研究进展。主要包括:热红外技术用于固体撞击瞬态过程监测的试验探索、Hopkinson压杆撞击(包括不同角度、含水岩石靶元的撞击)、岩石与岩石之间的撞击、不同类型岩石的落球撞击、基于红外辐射特征的撞击参数反演研究以及矿山诱灾分析的应用基础研究。讨论岩石撞击辐射升温的物理机制,包括岩石破裂作用机制、岩石热弹效应以及岩石物理学机制。指出岩石撞击热红外成像探测的未来发展方向为辐射规律与物理机制、定量分析与遥感模型、谱段优选与实用技术。 j'A_'g'^
4 题名 锚固段侧阻力分布的一维滑移-软化半数值分析 Y;?{|
作者 蒋良潍;黄润秋;蒋忠信; 7=;R& mqC
中文关键词 岩土力学;;锚固段;;侧阻力分布;;单峰曲线;;弹性半无限体;;孔壁界面;;滑移-软化效应 D9
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中文摘要 工程实际表明,预应力锚索(拉力型)锚固段侧阻力的沿程分布多呈单峰上凸曲线,而较多解析推导及半数值分析采用锚固体与孔壁界面的严格全程黏结假设,其计算结果难以解释这一现象。对此,以岩土介质的半无限弹性体假设为基础建立一维力学模型,利用半无限体Mindlin问题的位移解析解,以半数值法求得岩土体与锚固体的孔壁界面位移差值。通过引入侧阻力与位移差值的滑移-软化模型关系,对锚索锚固段的侧阻力分布进行半数值求解探索和算例讨论。相对于锚固段严格全程黏结假设,考虑孔壁界面侧阻力滑移-软化特性更符合实际情况,在张拉力作用下,锚固段始端一定范围的滑移使该区段侧阻力降低,应力向深处转移调整,从而形成侧阻力分布的单峰曲线。 :]\([Q+a
5 题名 乌鞘岭长大深埋隧道围岩变形与地应力关系的研究 ;M)QwF1
作者 郭啟良;伍法权;钱卫平;张彦山; z6*X%6,8
中文关键词 隧道工程;;乌鞘岭长大深埋隧道;;围岩变形;;地壳应力;;水压致裂应力测量 N@t|7~
中文摘要 乌鞘岭长大深埋隧道横穿祁连山东麓,长达20050m,最大埋深1050m。在于枚岩夹板岩及构造角砾岩等软弱岩层洞段的隧道开挖过程中,围岩强烈变形,水平最大变形达1034mm,拱顶最大下沉量达1053mm,由此导致支护失效甚至型钢钢架被严重扭曲,且持续变形不收敛。原地应力测量研究表明,该洞段具有明显的现今构造应力作用,最大主应力的作用强度为20~22MPa,现今地应力状态的总体特征为σ_H≥σ_V>σ_h。分析认为,隧道围岩的变形是在较强的构造应力与垂直重力的共同作用下,由于未及时支护,软弱围岩不能承受该作用力,以致产生持续性流变大变形。工程实践表明,围岩应力状态是支护设计的依据,而适时支护是非常重要的。允许围岩适度变形,使围岩应力得以适度释放。选择在流变大变形尚未形成,围岩尚未丧失其抗载能力的时刻,及时进行衬砌支护,这对确保围岩稳定和支护安全具有重要意义。 FoN|i"*l
6 题名 基于瓦斯抽放的顶板冒落规律模拟试验研究 Tj:B!>>
作者 黄炳香;刘长友;程庆迎;李增华;马文顶; |S_eDjF
中文关键词 采矿工程;;瓦斯抽放;;采空区;;顶板冒落;;关键层;;模拟试验 -[cTx[Z,
中文摘要 为了给采空区瓦斯抽放高位长钻孔的设计提供依据,采用相似模拟试验与关键层理论分析采空区顶板产生裂隙、断裂、冒落和离层情况及其变化规律。随工作面的推进,关键层的弯曲变形经历从缓慢→剧烈→缓慢→破断的过程;亚关键层的弯曲下沉范围明显小于主关键层。关键层破断后,其下采空区两侧垫层的弹性变形得到恢复,下沉位移出现反弹。关键层的承载作用和岩层力学特性的差异使关键层间顶板的垮落角不同。覆岩关键层的破断使工作面顶板垮落角减小、周期垮落步距和来压强度都增大。依据覆岩关键层的破断形态、顶板的垮落角和周期来压(垮落)步距可以确定瓦斯抽放钻孔的终孔位置和钻场间钻孔的压茬距离,并预测钻孔的抽放瓦斯效果。 tfj:@Z5&$C
7 题名 新型锚喷支护技术及其在桃园矿区的应用 P-?0zF/T$
作者 张连福; &J+CSv,39
中文关键词 采矿工程;;钢筋网壳支架;;软岩巷道;;锚喷支护;;工程应用 wne,e's}
中文摘要 钢筋网壳结构是软岩巷道支护工程中一种新型的支护形式。介绍钢筋网壳锚喷支护的技术特色、结构特点、支护原理,并对其进行理论分析,推导出钢筋网壳锚喷结构计算模型及其内力计算表达式。结合在桃园矿的应用,阐述其施工技术要求及施工工艺。实践证明,空间网壳锚喷支护结构具有很高的推广应用价值和广阔的发展前景。 LDPUD'
8 题名 基于时程分析的岩质高边坡开挖爆破动力稳定性计算方法 `aciXlqIF
作者 许红涛;卢文波;周创兵;姜清辉; Lm%:K]X
中文关键词 岩石力学;;岩质高边坡;;开挖爆破;;动力稳定;;安全系数;;时程分析法;;极限平衡分析法 '<"s \,
中文摘要 提出一种计算岩质高边坡爆破开挖情况下动力稳定性安全系数的时程分析方法。根据爆破振动峰值速度衰减规律和爆破振动速度或加速度时程曲线,可计算得到特定时刻作用在各条块上的爆破振动惯性力,并根据其相位确定惯性力作用方向,然后施加到各条块上。结合刚体极限平衡分析方法中的Sarma方法,即可求得对应于该时刻边坡的稳定性安全系数。以某一时间步长进行整个爆破过程的计算,可得到相应的爆破动力作用下的边坡动力稳定性安全系数时程曲线。该法综合考虑爆破振动的幅值衰减、频谱特性和相位角的变化,突破了拟静力法中用综合影响系数折减爆破荷载的局限性,得出的边坡爆破振动稳定性安全系数随时间的变化规律,可较好地反映边坡稳定性在爆破过程中的变化过程,为优化边坡爆破开挖设计提供依据。 G3Z)Z)N
9 题名 植被护坡机制及应用研究 %J+E/
作者 戚国庆;胡利文; KrQ1GepJ
中文关键词 边坡工程;;植被护坡;;边坡加固;;环境适应性 #1OOU
中文摘要 植被护坡就是利用植被涵水固土的原理来进行边坡加固及坡面防护。研究结果显示,植被护坡的机制为:(1)木本植物深根对边坡岩土体有锚固作用;(2)草本植物浅根对边坡岩土体有加筋作用;(3)植被覆盖层可以防止坡面冲刷。植被护坡的特点主要有:(1)植被护坡在初始时,作用力较弱,但随着植物的生长,作用力逐渐加强;(2)植被根系作用力及作用范围有限;(3)植被护坡要求边坡处于相对稳定状态。在此基础上,对植被护坡技术的环境适应性以及植被护坡技术的流程模式进行探讨,并提出将传统的边坡加固技术与植被护坡技术有机地结合起来,发挥二者各自的优点,既保证边坡的安全稳定,以及加固措施的长期有效,又实现坡面植被的快速恢复及生态环境保护。 SLa>7`<Q
10 题名 连拱隧道边坡变形的三维监测分析 <g$~1fa
作者 王建秀;唐益群;朱合华;周念清;陆永春;王红霞;
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中文关键词 隧道工程;;连拱隧道滑坡;;隧道边坡变形三维监测;;隧道边坡变形洞内监测;;隧道边坡治理措施 |olA9mp|]
中文摘要 连拱隧道诱发的滑坡,不但威胁着现场施工人员的安全,还可能使隧道结构出现大量裂缝或者破坏,甚至导致工程整体报废,造成不可挽回的经济、社会损失。以云南元(江)磨(黑)高速公路小曼萨河隧道为例,对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测,确定该隧道边坡三维变形的基本模式。边坡变形的三维监测表明:(1)边坡位移三维特征明显,潜在滑面位于隧道以下;(2)边坡向山外(Y正方向)方向的位移量最大,主滑方向和隧道洞身斜交,以向山外运动为主,边坡测点总体的运动趋势为向隧道内部和山里转动。在隧道边坡治理中,考虑隧道边坡主滑方向的三维变形特征,取得良好的效果。对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测,并将其用于隧道边坡的稳定性分析以及后期治理具有重要的理论意义和实用价值。 aDU<wxnSvO
11 题名 循环荷载下层理岩石的弹性和衰减各向异性 37s0e;aF
作者 陈运平;王思敬;王恩志; sB7#
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中文关键词 岩石力学;;各向异性;;循环荷载;;模量;;泊松比;;衰减;;砂岩 Zy`m!]G]80
中文摘要 对具有层理的砂岩进行单轴循环荷载实验,研究砂岩层理对其弹性模量和泊松比的影响。实验表明,垂直层理方向的弹性模量和泊松比小于平行层理方向的弹性模量和泊松比;衰减正好相反,垂直层理方向的衰减大于平行方向的衰减,而某个倾角层理的弹性模量在垂直层理和平行层理荷载的弹性模量之间,泊松比和衰减也是如此。从弹性系数的坐标变换出发,导出方向性模量和泊松比与岩石垂直层理、平行层理的弹性参数的关系,并用最小二乘法来进行拟合测量数据,以此关系来讨论层理砂岩弹性系数的各向异性程度。这种处理可减少计算得到的各向异性参数的误差,在泊松比计算误差较大的情况下也能得到比较理想的结果。计算表明,本实验砂岩泊松比的各向异性大于弹性模量的各向异性。 h1de[q)
12 题名 玻璃纤维增强聚合物锚杆承载特征现场试验 A1O'|7X
作者 李国维;黄志怀;张丹;王思敬; MN\HDKN
中文关键词 岩石力学;;边坡工程;;玻璃纤维增强聚合物锚杆;;拉拔试验;;BOTDR技术 >T^;MS
中文摘要 锚杆支护方法在岩体加固工程中应用广泛,锚杆作为支护结构的核心应具有足够的安全度和耐久性。由于钢材易腐蚀,钢锚杆的耐久性受到质疑。玻璃纤维增强聚合物锚杆是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新型加固材料,具有较好的力学性能和耐腐蚀性能,用其代替传统钢筋用于边坡加固可以较好地解决锚杆耐久性问题。现场试验采用千斤顶施加拉拔荷载,用锚杆应力计和分布式光纤BOTDR技术测量锚杆应力,研究不同荷载条件下玻璃纤维增强聚合物锚杆的承载力特征及分布规律,为玻璃纤维增强聚合物锚杆用于永久加固工程的可行性研究提供基础资料。 jIJ~QpNE
13 题名 三维块体接触判断方法的分析与改进 t'n pG}`tE
作者 王建全;林皋;刘君; fU/>z]K
中文关键词 岩石力学;;接触判断;;岩石块体;;三维非连续变形分析;;切割体 _852H$H\
中文摘要 非连续变形分析方法和离散单元法都是可以计算非连续介质大位移问题的数值方法,目前在二维问题的计算中应用较多,但在工程实际问题的计算中还未能得到广泛应用,因为实际的工程问题如岩体结构都是三维问题。而在计算三维问题时存在一个困难,就是难以快速、准确地判断块体之间的接触类型。对已有的3种接触判断方法尤其是其中已用于实际计算的公共面法、侵入边法进行分析,指出各种方法在进行接触判断时存在的问题。同时在综合已有方法优点的基础上,给出建立正确接触判断方法的原则并提出切割体法。2个算例的计算结果表明,该方法的确有效地解决了已有方法存在的问题,能够正确判断三维块体之间的接触关系,从而模拟块体之间的错动滑移过程。 p {T*k'
14 题名 云驾岭煤矿无烟煤的动态本构模型研究 ]'&LGA`
作者 单仁亮;程瑞强;高文蛟; pFOx>u2`a
中文关键词 采矿工程;;岩石动力学;;无烟煤;;动力特性;;本构模型;;分离式霍普金森压杆 k>;`FFQU>
中文摘要 大直径霍普金生压杆试验表明:云驾岭煤矿无烟煤的动态本构曲线具有显著的塑性屈服特征,初始弹性模量E_b、屈服强度σ_s与极限强度σ_b都随着应变率的增加而提高,但屈服强度最为显著。根据试验曲线的特征,在对既有岩石动态本构模型进行分析和初步的拟合后,引入一个新的损伤型黏弹性本构模型,以1根线性弹簧和2个不同松弛时间的Maxwell体并联的黏弹性模型表达无烟煤显著的塑性流动,2个Maxwell体分别表示无烟煤的低应变率响应和高应变率响应,以动态应力-应变曲线任一点与原点连线的斜率E(ε_i)相对于初始模量E_b的降低来度量损伤D。模型的数值拟合曲线与实测动态本构曲线具有较好的一致性。拟合参数表明,无烟煤对低应变率的响应与混凝土相同,对高应变率的敏感性远远高于混凝土。 HiZ*+T.B
15 题名 碎石土渗透特性对滑坡稳定性的影响 G?O1>?4C
作者 许建聪;尚岳全; 6^]+[q}3
中文关键词 边坡工程;;碎石土滑坡;;稳定性;;渗透;;管网状排泄系统 !|^|,"A)
中文摘要 结合工程实践,通过现场工程地质调查与勘探和室内外物理力学试验,采用数理统计分析方法和不平衡推力法,对碎石土的一般物理力学特性、渗透特性以及碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统对滑坡稳定性和失稳破坏的作用机制进行分析和研究。结果表明,碎块石粒组的含量和以粉粒、黏粒为主的细粒土粒组的含量对碎石土渗透系数影响最大且最为显著,碎石土的渗透系数分别随土中碎块砾石粒组含量和小于0.1mm粒径的细粒土粒组含量的增加而呈自然指数增大和降低;碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统对天然边坡的稳定起关键作用;当碎石土滑坡中地下水管网状排泄系统遭受破坏和堵塞时,地下水位将明显上升,从而使潜在滑面的孔隙水压力及下滑力明显增大,导致边坡稳定性系数极大地下降,甚至使边坡失稳解体破坏。 T&6l$1J
16 题名 特低渗透油藏非达西渗流模型及其应用 8A##\j)
作者 李莉;董平川;张茂林;崔宝文;梅海燕; vS;RJg=
中文关键词 石油工程;;有效驱动;;井距;;特低渗透;;非达西;;油藏;;数值模拟 %)1y AdG
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中文摘要 根据矿场试验和室内试验的研究成果,开发低渗透和特低渗透油藏时会产生非达西渗流现象,尤其是原油渗流会存在较为明显的启动压力梯度。结合低渗透油藏注水开发的特点,考虑油、水两相渗流均存在启动压力梯度,以及岩石存在应力敏感,建立三维油、水两相非达西渗流数学模型。利用差分方法得到该模型的数值差分格式,在此基础上编制模拟软件。以大庆肇源油田源121-3区块为研究对象,首先将建立的非达西渗流的数值模拟结果与现场实测的生产动态数据进行对比验证。然后,在五点注采井网的基础上,设计一个“正方形注采单元”,在保持采油井和注水井井底流压的前提条件下,改变注采井距,通过模拟计算得到油井见水时地层流体压力、流体压力梯度、地层绝对渗透率和启动压力梯度的空间分布,最后得到有效驱动注采井距,从而为该特低渗透油藏的注采井网部署提供依据。 CsGx@\jN
17 题名 基于模糊理论的软岩黏弹性模型识别及参数反分析 bCRV\myd`
作者 许宝田;阎长虹;许宏发;庄乾城; ,E S0NA
中文关键词 岩石力学;;模糊理论;;黏弹性模型;;参数;;反分析 C5o#i*|
中文摘要 对岩石黏弹性模型进行总结,将复杂的黏弹性模型方程转化为统一的线性方程,基于实测数据运用回归分析法和模糊数学方法,通过对线性方程参数的反分析得到统一模型的参数,运用模糊关联度分析法对具体岩石黏弹性模型进行识别,进而根据统一模型参数可反求出黏弹性模型方程的参数。研究表明,对黏弹性本构模型采用线性化处理,用统一的线性方程表示复杂的本构方程简化模型的识别和参数的获取过程。最后利用一矿山软岩流变试验结果对其黏弹性模型进行识别和模型参数进行反分析。计算结果表明,样品Ⅰ-1,Ⅰ-2黏弹性模型服从麦钦特体,样品Ⅱ-1,Ⅱ-2黏弹性模型服从H-K体,通过计算出黏弹性模型参数,得出软岩黏弹性模型的回归方程,所得结果与实际情况比较一致。 Y]'Z7<U}*E
18 题名 复杂泥页岩地层地应力的确定方法研究 Bs^aI I$
作者 金衍;陈勉;郭凯俊;王怀英; *4\:8
中文关键词 岩石力学;;地应力;;地层破裂试验;;差应变分析;;多极子测井 ua3~iQj-
中文摘要 掌握地层原始地应力状态是有效控制钻井过程中泥页岩地层井壁失稳的前提。在分析水压致裂法、Kaiser效应法、差应变法和多极子测井方法测量地应力的技术现状的基础上,发现利用单一方法获取复杂泥页岩地层的地应力比较困难,将多种方法组合在一起才能较好地解决问题。如果地层破裂试验层段有钻井岩芯,可通过差应变方法获得主地应力的比值;如果地层破裂试验层段没有钻井岩芯,可通过多极子测井方法得到两个水平主地应力的差值。将两个水平主地应力的相对值代入地层破裂试验的破裂压力计算模型,可分别确定出两个水平主地应力的大小。利用地层破裂试验与差应变试验组合测地应力方法和地层破裂试验与多极子测井组合测得应力的方法,分别较为成功地测试地应力。 !fE`4<