岩土力学杂志

基于能量守恒的滑坡稳定性计算模型

关键词: 滑坡  能量守恒  径向条分  稳定性计算模型  

基于能量守恒思想,采用径向条分法,假设虚拟位移,建立滑坡的稳定性计算数学模型,为滑坡稳定性分析提供了一种新的方法。基于虚拟位移ds,推导了滑坡重力势能增量(35)U和滑面摩擦耗能(35)W,定义了能量法滑坡稳定性系数Sc,分别给出了在不考虑地下水和考虑地下水两种情况下滑坡稳定系数Sc的数学表达式。通过算例分析,并与极限平衡法中的简布法计算结...

土体龟裂研究方法

关键词: 龟裂  研究方法  室内试验  现场试验  数值模拟  图像处理  

土体龟裂是一种常见的自然现象,会对土体的工程性质产生显著的负面影响,是许多工程地质和环境地质问题的直接诱因,要研究龟裂,首先需要解决研究方法问题。基于国内外近些年围绕龟裂所开展的工作,着重对研究方法进行了系统的归纳和总结,对比分析了各种方法的优缺点,得到如下认识:(1)土体龟裂研究方法总体分为试验研究和数值模拟研究两大类,试验研...

锚杆锚固对节理岩体剪切性能影响试验研究及机制分析

关键词: 锚杆锚固  节理岩体  剪切性能  试验研究  

为研究锚杆锚固对节理岩体剪切性能的影响规律及锚杆抗剪作用机制,开展不同锚杆倾角及不同法向应力作用下加锚节理岩体室内剪切试验研究,探究加锚节理岩体在法向力及剪切力作用下的变形和受力特征,对比分析节理岩体锚固前与锚固后的剪切变形规律,讨论锚杆倾角、节理面法向应力等因素对节理岩体抗剪性能的影响。试验结果表明,锚杆锚固能够有效地...

城市地下综合体建设技术指南

软硬互层岩体采场底板的应力分布及破坏特征研究

关键词: 应力分布  传递矩阵  软硬互层  底板破坏特征  fourier变换  

考虑底板岩体分层特性,将采场底板视为弹性层状半无限平面体,采用传递矩阵法建立层状底板的应力计算模型。用Matlab编制了相应的计算程序,求解得到不同分层深度处的底板应力分布,根据Mohr-Coulomb准则判断底板塑性区分布。新建模型考虑了不同底板岩性及其组合条件,理论计算得到的底板破坏深度比传统方法更符合实际,建立不同的软硬互层采场底板模...

不同围压及应变速率下页岩变形及破损特性试验研究

关键词: 页岩  应变率  围压  力学特性  弹性模量  峰值强度  破坏模式  

为揭示围压及应变速率对页岩力学特性的影响规律,对志留统龙马溪组页岩试样开展了不同围压及不同应变率下的三轴压缩力学试验研究。结果表明,围压和应变率对页岩的弹性模量、峰值强度及破裂形态等均具有显著影响,弹性模量和峰值强度均随围压的升高而增加,峰值强度增加的幅度明显大于弹性模量,峰值强度呈线性增加趋势,低围压时应变率从低到高,弹...

基于应力集中系数的抗剪强度取值方法及其应用研究

关键词: 直剪试验  界面应力  抗剪强度  含石量  剪应力集中系数  

通过对直剪试件剪切面内应力集中系数分布规律的研究,结合剪应力–剪切位移变化曲线的分析,提出一种采用应力集中系数进行土体抗剪强度取值的方法。以武汉地铁六号线某区间段角砾黏土地层为研究对象,进行室内大型直剪试验,得出角砾黏土的抗剪强度参数随含石量的变化规律,与规程方法进行对比分析,探讨文中方法的可行性。结果表明,应力集中系数K0...

顺坡渗流下矩形骨架护坡浅层稳定性

关键词: 土质边坡  浅层稳定性  顺坡渗流  矩形骨架防护  低应力  

基于顺坡渗流条件下土质边坡浅层顺坡平面滑动简化计算模型,以骨架防护单元为研究对象,分析骨架与土体相互作用关系以及低应力水平下土体抗剪强度非线性特点,提出矩形骨架框内土体沿骨架底部直接剪切滑动（模式Ⅰ）、被动土压力破坏（模式Ⅱ）两种模式及以竖向净距为表征参数的模式间转换阈值lsp,建立考虑渗透力影响的矩形骨架防护土质边坡浅层...

单轴压缩试验下粗糙离散节理网络模型建立及力学特性

关键词: 节理岩体  粗糙节理网络模型  数字图像处理  颗粒流离散元  数值模拟  

针对岩体中随机结构面存在粗糙特性的特点,开展了粗糙离散节理网络(roughness discrete fractures network,RDFN)模型研究。采用数字图像处理技术,开发了生成RDFN模型的算法,并基于Matlab方法建立了与颗粒流离散元PFC方法的接口。采用颗粒流PFC方法研究粗糙度对RDFN模型单轴压缩下的弹性、强度和破坏模式的影响规律,并与直线型DFN模型进行对比。...

考虑构造应力作用下浅埋圆形隧洞的解析解

关键词: 浅埋隧洞  弹性半无限体  复变函数方法  保角映射  构造应力  

基于复变函数方法,通过孔边及地表的应力边界条件,获得了自重应力和构造应力作用下浅埋圆形隧洞的应力和位移解析解,并通过ANSYS有限元软件对解析解进行了验证。引入可以反映地表水平应力大小的0q项,使得该解具有一般性,对地表水平应力分量为0或不为0的情形都可进行求解。分析了隧洞开挖后的应力场及位移场。结果表明,当地表存在水平方向应力时,...

边坡稳定分析中的优化方法

基于应力集中强度比的单裂隙岩石破坏过程研究

关键词: 应力集中强度比  裂隙岩石  单轴加载  piv粒子成像测速  

对含单裂隙岩石开展单轴压缩试验,采用PIV粒子成像测速系统实时采集试验过程中岩样照片,借助PIVProcess流场处理系统将照片转为位移矢量。基于有限元原理计算应力,提出以应力集中强度比k的变化规律划分裂隙岩石变形破坏过程的方法,分析裂隙岩石变形破坏各阶段应力场特征。研究结果表明,加载过程中k随着轴向应变的增加呈现增大-稳定-波动-持续增...

用于巷道沉降变形监测的光纤锯齿状布设技术与原理

关键词: 分布式  锯齿状布设  沉降监测  botdr技术  

矿山巷道、交通隧道等工程的顶板沉降变形监测是不可缺少的安全保障手段之一,现有的直线分布式光纤布设技术监测巷道沉降变形存在灵敏度较低的问题。将光纤沿巷道顶板的纵向铅垂平面布设成锯齿形状,构建相应的计算模型,给出具体的布设参数,获得了基于AV6419型号的光纤应变测试仪的监测精度和量测范围。试验结果表明,将光纤由直线式布设改变为锯...

石英砂岩力学特性及各向异性试验研究

关键词: 岩石层理  三轴试验  各向异性  破坏模式  围压  

为研究不同应力条件下层理对高孔隙率岩石材料破坏模式、弹性模量以及强度的影响,针对各向异性的石英砂岩,采用静水预压缩–增大轴向应力的加载方式,进行了多组带有不同层理角度试样的三轴试验。试验结果表明,不同应力条件下各向异性的石英砂岩试样表现出不同的变形破坏特征,以30 MPa围压为界,低围压范围内破坏模式为剪切型破坏,在该范围内随着...

新型装配式可回收基坑土钉的开发和应用

关键词: 装配式  可回收土钉  数值模拟  承载力  

在适宜直径钢管上焊接一定高度的钢片绕丝形成可回收土钉,通过专用连接构造实现可回收土钉的定尺接长,采用旋转施工设备将其旋入土体基坑边坡,形成新型装配式可回收土钉。新型土钉改变了传统土钉凭借注浆锚固体与土体之间的界面黏结力或摩擦力抗拔机制,代之以土体与钢管界面间的摩擦受力及土体与绕丝端部的挤压受力机制。通过现场试验、数值模拟...

疏排桩-土钉墙组合支护技术研究与应用

盾构施工对不同位置地下管线变形的影响模拟试验研究

关键词: 模拟试验  盾构施工  地下管线  变形  相对转角  

基于室内盾构模拟试验,研究管隧垂直、斜交和平行工况下盾构开挖对管线变形的影响。以合肥在建地铁为工程背景,主要对管线的沉降、变形和相对转角等规律进行模拟试验研究。研究结果表明,二次扰动更容易使土体产生沉降,对土体中的地下管线的位移影响更大;隧道在开挖过程中沿隧道轴向的管线变形与沿隧道环向的影响范围不同,隧道开挖对地下管线产生...

不同置换率复合地基力学性状附加荷载影响规律离心试验研究

关键词: 置换率  离心模型试验  复合地基  桩土应力比  地基沉降  

置换率是确定CFG桩复合地基的关键指标之一,根据土层分布明确桩长后针对目标附加荷载选择置换率是竖向结构体系决策的基础,目前缺少不同置换率复合地基力学性状附加荷载影响规律共同认知。通过进行2组相同附加荷载和加固深度、不同置换率的复合地基离心模型试验,研究复合地基桩身轴力、桩侧摩阻力、桩土应力比和地基沉降响应附加荷载的分布及变...

不同围压下破碎花岗岩非线性渗流特性试验研究

关键词: 破碎花岗岩  高渗压  非线性渗流  forchheimer公式  izbash公式  

随着我国高坝枢纽工程和高水头抽水蓄能电站的大规模兴建,高坝岩基和高压引水系统围岩将承受极高的渗透水压和水力坡降,不仅导致岩体渗流产生强烈的非线性,而且导致岩体发生渗漏、突透水和渗透破坏的风险急剧增大。采用Triaxial Cell三轴试验系统,开展不同围压(1~30 MPa)下阳江破碎花岗岩的非线性渗流试验,研究高水力梯度条件下破碎花岗岩的非线...

岩质边坡楔形体破坏概率的方向模拟

关键词: 楔形体边坡  方向模拟  小概率破坏  可靠度  

针对边坡小概率破坏的高效模拟问题,提出采用方向模拟方法进行计算,介绍了方向模拟的基本理论和楔形体破坏功能函数的算法,编制了岩质边坡楔形体破坏概率的方向模拟的Matlab程序,分别将方向模拟结果与重要抽样模拟、子集模拟的计算结果进行了对比分析。结果表明,方向模拟与子集模拟一样适合于小概率破坏的计算,方向模拟方法在抽样次数较少的情况...

锚固加强植被系统约束膨胀土变形模型试验研究

关键词: 膨胀土  变形  膨胀力  

利用锚固加强植被系统(ARVS)约束膨胀土变形是一种新的尝试。为研究ARVS系统对膨胀土变形的约束效果,采用ARVS系统的室内简化装置,对南宁中等膨胀土进行有、无防护措施的浸水模型对比试验,对不同约束情况下膨胀土的变形进行对比分析,并根据模型受力情况采用有限元方法验证膨胀力的传递规律。结果表明,采用ARVS约束后膨胀土的吸湿变形过程仍然为3...

城市轨道交通BIM应用研究与实践

基于扰动状态概念的桩–土相互作用的新荷载渐进性传递模型

关键词: 扰动状态概念  渐进性  荷载传递函数  

结合扰动状态理论(DSC),详细地分析了桩–土相互作用的荷载渐进性传递机制,提出基于DSC的荷载传递函数及其参数辨识方法。基于Matlab编程,重点分析了模型参数对τ-s曲线的影响规律。分析结果表明,参数η对桩土界面的强度特性的影响具有决定性作用,反映了桩土界面单元强度分布的集中程度,合理地选取参数η可以较好地描述桩–土界面的硬化、软化及弹...

循环荷载下支撑剂的变形及渗透特性试验研究

关键词: 循环荷载  导流能力  支撑剂层  应力敏感性  

针对页岩气井多段压裂过程中人工裂缝的应力阴影效应及生产过程中采气–停采引起的变化荷载伤害裂缝导流能力的问题,以陶粒支撑剂为研究对象,采用DL-2000型裂缝导流仪,开展了循环荷载条件下不同铺砂厚度支撑剂的变形及渗透特性实验研究。结果表明,随着循环次数的增加,弹性应变基本稳定,塑性应变持续产生,后者是导致渗透率持续降低的根本原因;塑...

岩土工程进展与实践案例选编

CO2地质封存泄漏研究进展

关键词: 泄漏  封存安全  咸水层  

CO2地质封存（GCS）是一项将CO2注入并且永久封存于地下含水层或废弃油气储层等地质体内的CO2减排技术。由于场地地质条件和人类开发活动导致的不确定性,注入储层的CO2可通过泄漏废弃井、断层或裂缝以及盖层的'薄弱带'等途径发生泄漏。基于对国内外文献的广泛调研,综述了GCS泄漏及封存安全的研究进展。CO2沿钻井泄漏一般是因为化学或力学作用导...

正断层与逆断层错动引起的上覆黏土变形特性离心试验

关键词: 离心机模拟  正断层  逆断层  变形  饱和黏土  

采用土工离心机试验,研究正断层和逆断层错动引起上覆饱和黏土层在20步连续断层错动作用下的变形特性以及裂缝扩展的规律。研究结果显示,正断层错动后地表呈现多条且平行断层面的张拉裂缝,随着错动量的增大,正断层破裂逐渐偏离基岩断层的错动方向,偏向上盘一侧,裂缝逐渐向上盘的方向开裂,裂缝主要发生在断层延长线附近;逆断层错动后地表裂缝均分...

土-桩-隔震结构动力相互作用

海相沉积软土的自钻式旁压试验及原位力学特性

关键词: 软土  自钻式旁压试验  原位水平应力  临塑压力  不排水抗剪强度  剪切模量  

海相沉积软土广泛分布于我国沿海地区,是典型的结构性土,具有灵敏度高、承载能力低等特点。通过自钻式旁压试验调查软土场地的原位力学特性,获得了29.0 m深度范围软土层的原位水平应力、临塑压力、不排水抗剪强度、剪切模量等力学指标。结果表明,软土的旁压试验曲线可分为应力平衡阶段、弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段4个阶段;破坏阶段之前软土的...

冻融后石英砂岩三轴蠕变特性试验研究

关键词: 石英砂岩  冻融循环  蠕变特性  长期强度  微损伤  

为探讨高寒地区高陡岩质边坡的时效劣化机制,对经历不同冻融循环次数后的石英砂岩进行常规三轴和三轴蠕变试验,分析了冻融作用对岩石在短期受荷和长期受荷下的力学特征。试验结果表明,冻融作用对短期受荷下砂岩力学性能影响较小,常规力学参数及声发射现象随着冻融循环次数增加变幅较小;在长期受荷作用下冻融对砂岩时效力学特征影响显著,表现为各...

两期点云直接计算变形方法及其在渠坡变形监测中的应用

关键词: 点云  分割  格网划分  最短距离  中位值  变形监测  

两次扫描间扫描单点具有不能重叠和不可辨识的特点,目前同名变形点的获取一般会针对监测对象的点云特点采用不同的方法,如重心法、靶标拟合法和模型求差法等,具体应用时受到很多限制,或得到的同名变形点数太少或要求监测表面较连续光滑。文中提出一种基于两期点云直接计算变形的新方法,即通过对扫描点云进行特征分割、坐标变换与投影、格网划分...

建筑地基与基础工程

考虑结构面间距的双因素分组方法研究

关键词: 结构面  分组  间距  产状  

同一期地质运动中岩体所产生的结构面间距一般认为服从负指数分布。目前方法多根据产状单一因素进行分组,分组完成后同一组结构面的间距分布可能非常不规则,针对该问题,结合目前结构面采集到的数据质量高且具有空间位置等特点,提出一种新的双因素分组方法 (a new double-factor clustering method,NDCM)。分组时可综合考虑结构面产状与间距信息,...

孔隙砂岩三轴压缩排水试验及地层失水沉降计算

关键词: 孔隙砂岩  压缩排水  孔隙水压  轴向变形  含水层  失水  沉降  

针对在深厚白垩系和侏罗系孔隙砂岩含水层底部开采煤层是否引起上部含水层失水沉降问题,利用轴压恒定、变围压和孔隙水压的三轴压缩排水试验,研究不同粒径孔隙砂岩的轴向应变随孔隙水压降低的变化规律,以推导出一定厚度含水层的底部失水沉降计算公式。研究结果表明,(1)随着砂岩内的孔隙水压u降低,岩样会产生轴向压缩变形,并呈非线性增大,且砂岩...

泥砂互混吹填土自重沉积及颗粒分布规律

关键词: 泥砂互混吹填土  泥面沉降量  沉降速率  含砂比  密度剖面  

开展大尺寸沉降柱试验,获得不同初始含砂比、不同初始含水率的泥砂互混吹填土在自重作用下的泥面沉降量和沉降速率的基本特征,结合分层抽取法获得试样沿高度方向的密度剖面与颗粒分布变化规律。试验结果表明,泥砂互混吹填土沉积和颗粒分布规律与初始含砂比、初始含水率有较大关系,增加初始含砂比能显著增加沉降量,且存在一个合理含砂比,超过合理...

压实膨胀土非饱和抗剪强度的湿度与密度效应

关键词: 非饱和土  压实土  抗剪强度  应力跌落  山峰效应  密度效应  

为获得压实膨胀土在湿度与密度变化范围内的抗剪强度全貌,采用非饱和直剪试验测定38种湿度与密度组合状态下荆门弱膨胀土的抗剪强度,获得了湿度从风干到饱和、密度在孔隙比0.539~1.089范围内的抗剪强度的分布规律。结果表明,(1)剪切过程中试样大多呈应变软化,仅在低密度与高湿度组合下产生应变强化。高密度与低湿度组合下易出现'应力跌落'。相同...

隧道锚–围岩系统承载特性的室内模型试验及畸变纠正

关键词: 隧道锚  承载特性  模型试验  

为研究隧道锚–围岩系统的承载特性,依托云南普立特大桥普立岸隧道锚,开展锚塞体不同大小和埋深的室内模型试验研究。试验结果表明,试验荷载作用下和锚塞体接触部位的围岩首先发挥抗剪作用直至到极限状态,锚塞体发生微小变形,然后荷载产生的应力逐步向围岩中扩散,围岩表面出现变形,最终锚塞体位移发生突变,围岩表面出现放射性裂纹。根据锚塞体和...

基于全局极限响应面的预应力锚索加固边坡抗震可靠度分析

关键词: 预应力锚索边坡  极限分析  全局极限响应面  monte  carol模拟  失稳概率  可靠度指标  

通过反向采用极向条分的极限分析上限法获取临界强度参数对,拟合得到预应力锚索边坡对应的抗震全局极限响应面方程,将其作为内核函数使用Monte Carlo模拟得到特定地震烈度下的预应力锚索加固边坡的失稳概率和可靠度指标,避免直接使用极限分析上限法而造成的抽样和寻优算法的冗余嵌套。将该方法应用于预应力锚索加固边坡算例中,并将抗震全局极限...

充填料浆流动沉降规律与充填体力学特性研究

关键词: 充填料浆  沉降规律  不均匀充填体  单轴抗压强度  三轴力学特性  

采场中充填体的几何结构和力学特性是影响充填体质量的控制性因素。通过开展充填料浆流动沉降相似模拟试验及充填体单轴和常规三轴压缩试验,揭示采场充填体的结构特征与强度分布规律,研究不同围压下不均匀充填体的变形特征与破坏模式。结果表明,(1)采场内充填体存在两个分界面和粗骨料、细骨料及灰砂3个不同区域,沿充填料浆流动方向,充填体的强...

静力触探参数自相关距离确定方法与影响因素分析

关键词: 自相关距离  波动函数法  去趋势化  取样间距  取样范围  

在岩土工程可靠性分析中,土性参数空间变异性的分析至关重要,其中土体的固有变异性可以通过随机场理论获取方差折减函数和自相关距离值进行分析。基于天津临港静力触探试验(CPT)得到的锥尖阻力,对波动函数法确定自相关距离过程中所遇到的问题进行深入研究,并分析了去趋势化方法、取样间距、取样范围等影响自相关距离的因素。结合空间递推平均法...