土木工程

岩体破坏突水模型研究现状及突水预测预报研究发展趋势

杨天鸿，唐春安，谭志宏，等

土木工程

岩体破坏突水模型研究现状及突水预测预报研究发展趋势

杨天鸿，唐春安，谭志宏，等

在收集整理国内外相关资料的基础上，从岩体渗流损伤耦合方程、突水试验监测等方面总结目前岩体破坏突水模型及预测预报研究现状，认为破坏诱发渗透性演化方程和破坏引起有效应力方程的修正是建立描述破坏渗流机制的关键。通过现场实例分析及提出的数值模型的讨论，提出“采动压力和水压力扰动应力场诱发岩体破裂（微震活动性）是矿山突水前兆本质特征”这一学术思路，认为突水预测预报研究发展趋势为依托实例工程，采用渗流耦合力学理论、计算科学技术和高新微震测量技术手段，在深层次上对采动岩层破坏突水通道形成特征、突水岩层微震活动前兆信息和并行渗流耦合数值仿真结果进行综合反演，通过微震活动信息来基准标定突水模型，达到揭示岩层破断突水前兆规律及定位突水通道的目标，为建立矿山突水灾害预测预报奠定理论基础。

岩石力学；突水模型；基准标定；数值模拟；微震监测

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2007, 26(2): 268-277入选年份：2012

距离判别分析法在岩体质量等级分类中的应用

宫凤强，李夕兵

摘要：将距离判别分析法应用于岩体质量等级分类问题中，建立岩体质量等级分类的距离判别分析模型，选用单轴抗压强度、岩体声波纵波速度、体积节理数、节理面粗糙度系数、节理面风化变异系数和透水性系数6项指标作为距离判别分析模型的判别因子，以工程岩体实测数据作为学习样本进行训练，建立相应线性判别函数对待判样本进行分类。研究结果表明，距离判别分析模型分类性能良好，预测精度高，回判估计的误判率很低，是岩体质量等级分类的一种有效方法，可以在实际工程中进行推广。

关键词：岩石力学；岩体工程质量；距离判别分析；分类

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2007, 26(1): 190-194

入选年份：2012

深部复合顶板煤巷变形破坏机制及耦合支护设计

何满潮，齐干，程骋，等

摘要：煤矿开采进入深部以后，地质力学环境远比浅部复杂得多，由此引起的各种非线性力学现象越来越严重，给深部支护与开采带来很大的难度。夹河矿2442工作面上材料道复合顶板松散、破碎，采用原支护形式很难有效控制，进而加剧两帮收缩和底板臌起，严重影响巷道的正常掘进和安全生产。通过对该巷道工程地质条件的综合分析和地质力学评估，采用数值模拟和理论

分析方法研究该类巷道的变形破坏机制，有针对性地提出锚网索耦合支护设计方案，现场试验结果表明该支护设计方案可取得良好的支护效果。

关键词：采矿工程；深部煤巷；复合顶板；耦合支护；数值模拟

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2007, 26(5): 987-993

入选年份：2012

岩爆发生和烈度分级预测的距离判别方法及应用

宫凤强，李夕兵

摘要：岩爆是深部高地应力区岩石地下工程中的主要工程地质灾害之一，对其发生的可能性及其烈度分级的预测是工程建设过程中所必须解决的重大问题。基于距离判别分析理论，建立岩爆发生和烈度分级预测的距离判别分析模型。选取影响岩爆的主要因素如最大切向应力σθ、单轴抗压强度σc、单轴抗拉强度σt和弹性能量指数Wet，并把σθ/σc，σc/σt和Wet作为判别因子建立岩爆预测的距离判别分析模型，利用国内外一些重大深部岩石工程实例作为学习的样本进行训练。经过训练后的模型回判估计的误判率为 0。利用该模型对国内西康铁路秦岭隧道工程和铜陵冬瓜山深埋硬岩矿山的岩爆情况进行预测，结果与实际情况符合较好，说明该模型在研究岩爆发生可能性及烈度分级预测中具有良好的实用性和有效性。该方法可为深部地下工程岩爆发生可能性及其烈度分级预测提供一种新思路。

关键词：岩石力学；岩爆；预测；分级；距离判别分析

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2007, 26(5): 1012-1018

入选年份：2012

关于土体隧洞围岩稳定性分析方法的探索

郑颖人，邱陈瑜，张红，等

摘要：长期以来，地下隧洞围岩稳定性分析没有科学合理的方法，一直停留在以洞周某点位移或塑性区大小的经验值作为判断稳定性的依据。隧洞洞周位移或收敛位移受围岩弹性模量、洞室形状大小等因素影响，洞周不同部位的位移值也不相同，很难找到统一的位移判据标准。以塑性区大小作为围岩稳定性的判据要优于位移标准，但围岩颦性区受泊松比、洞室形状大小等因素影响，不同软件计算出的塑性区大小也有差异，这种方法同样也不可靠。由此可见，传统的经验分析法不够合理。为此，提出将基于有限元强度折减法求出的安全系数作为稳定性分析判据，该判据有严格的力学依据，有统一的标准，而且不受其他因素的影响。以黄土洞室为例，提出洞室的剪切与拉裂安全系数的概念，通过不断折减土体的抗剪强度参数c，φ值或c，φ与抗拉强度，使黄上隧洞围岩塑性区不断扩展，直至塑性应变或位移发生突变时，即表明隧涧发生剪切破坏，此时的折减系数即为剪切安全系数。通过不断折减士体的抗拉强度参数，使黄土隧洞内临空面处（不包括底部临空面）围岩出现第一个单元拉裂破坏时，即表明隧洞发生拉裂破坏，此时的折减系数即为拉裂安全系数。该研究仅是对围岩稳定性分析方法的尝试性探索，供同行分析、讨论。

关键词：地下工程；围岩稳定性；经验法；有限元强度折减法；剪切安全系数；拉裂安全系数

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2008, 27(10): 1968-1980

入选年份：2012

随机分布裂隙煤岩体模型及其应用

张春会，于永江，岳宏亮，等

摘要：煤层中随机裂隙展布模拟技术是瓦斯抽放数值模拟中的关键技术。利用 Monte-Carlo模拟技术模拟实际煤岩裂隙的随机性，建立了随机分布裂隙煤岩体模型，并在Matlab平台下开发了二维随机裂隙煤岩体生成程序RFSS2D。在煤岩实测数据和统计分析的基础上，利用编制的程序不仅能生成与实际煤岩具有相同统计分布裂隙网络的虚拟煤岩体，而且能实现有限元网格自动剖分。以辽宁某瓦斯抽放试井作为数值算例，依据实测和统计数据建立了随机裂隙分布的煤岩体模型，模拟了瓦斯压和应力的演化规律，结果表明，与瓦斯抽放井连通的裂隙对瓦斯运移影响很大，与瓦斯抽放井不连通的裂隙对瓦斯运移也有影响，但影响有限。

关键词：随机分布裂隙；Monte-Carlo模拟；煤岩体模型；瓦斯渗流

来源出版物：岩土力学, 2010, 31(1): 265-270

入选年份：2012

不同应力路径下剪切带的数值模拟

孙德安，甄文战

摘要：采用回映应力更新算法，编写了基于伏斯列夫面

的超固结黏土本构关系模型子程序，嵌入非线性有限元软件ABAQUS。通过对单元试验进行三轴压缩、三轴伸长及平面应变等问题的模型预测，再现了超固结黏土在不同初始超固结比和应力路径时的变形和强度特性，从而验证了子程序的正确性。借助该本构模型，对三轴压缩、三轴伸长及平面应变应力路径下超固结黏土体变形局部化问题，进行了三维数值模拟。分析结果表明：超固结黏土在三轴压缩及伸长状态时，土体变形局部化在应力-应变关系软化时出现，而平面应变状态时，在应力-应变关系硬化阶段出现，其超固结黏土的剪胀特性在剪切带的形成过程中起重要作用。

关键词：超固结黏土；剪胀；软化；回映算法；变形局部化；剪切带

来源出版物：岩土力学, 2010, 31(7): 2253-2258

入选年份：2012

基于未确知测度理论的采空区危险性评价研究

宫凤强，李夕兵，董陇军，等

摘要：基于未确知测度理论，建立矿山采空区的危险性等级评价和排序模型。从地质条件和工程状况出发，考虑影响采空区稳定性的14项因素，根据实测数据建立各影响因素的未确知测度函数。该模型针对采空区危险性评价中的诸多不确定性影响因素，根据实际情况，分别对其进行定性、定量分析，并利用熵计算各影响因素的指标权重，依照置信度识别准则进行等级判定，最后得出采空区危险性的评价结果。评价方法能解决采空区危险性评价中诸多因素不确定性问题，还可以按危险程度进行排序。将该方法应用于广东省大宝山矿15个采空区的危险性评价。研究结果表明，该方法科学合理，意义明确，可以在实际工程中进行推广应用。

关键词：采矿工程；采空区；未确知测度；置信度识别准则；危险性评价

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2008, 27(2): 323-330

入选年份：2013

边坡动力特性与动力响应的大型振动台模型试验研究

徐光兴，姚令侃，高召宁，等

摘要：设计并完成了1∶10比尺的边坡大型振动台模型试验。试验模型尺寸为2.15 m×3.5 m×1.5 m（高×长×厚），坡角约为38°，采用土体材料制备。通过输入不同类型、幅值、频率的地震波和白噪声激励，探讨地震作用下模型边坡的动力特性与动力响应规律，以及地震动参数对动力特性和动力响应的影响。试验结果表明，随着振动次数的增加，模型边坡自振频率逐渐降低，阻尼比逐渐增大。自振频率降低的幅度随振幅的增大而加大。边坡土体对输入地震波具有明显的放大作用，沿坡面向上，加速度峰值放大系数呈现递增趋势，在坡肩附近急剧增大。在不同地震波作用下，坡面加速度响应具有明显的差异。当输入地震动卓越频率与模型边坡自振频率接近时，坡面加速度峰值放大效应显著增强。随着输入地震动幅值的增加，坡面加速度峰值放大系数呈现明显的递减趋势。边坡土体对输入波的低频部分存在放大作用，对高频部分存在滤波作用。随着输入地震动幅值的加大，土体表现出更强的滤波作用。试验结果有助于揭示边坡在地震作用下的失稳机制，为边坡工程的抗震设计提供有益的参考。

关键词：边坡工程；动力特性；动力响应；地震动参数；振动台模型试验

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2008, 27(3): 624-632

入选年份：2013

地震边坡破坏机制及其破裂面的分析探讨

郑颖人，叶海林，黄润秋

摘要：地震作用下边坡破坏机制是边坡动力稳定性分析的前提，目前主要采用拟静力与动力有限元时程分析的方法进行分析，认为地震边坡破坏机制为剪切破坏，并以极限平衡法计算得到的剪切滑移面作为地震动力作用下的破裂面，而不考虑地震荷载作用下的拉破坏，从而使地震边坡稳定性分析失真。汶川地震边坡调研发现，滑坡上部多数发生拉破坏，甚至有些岩土体被抛出，这是一个很好的启示，为此，采用FLAC动力强度折减法，结合具有拉和剪切破坏分析功能的 FLAC3D软件对地震边坡破坏机制进行数值分析。计算表明，地震边坡的破坏由边坡潜在破裂区上部拉破坏与下部剪切破坏共同组成，而不是剪切滑移破坏，通过多种途径给出地震边坡破裂面位置的确定方法，为边坡动力稳定性分析提供更加准确的基础。

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2009, 28(8): 1714-1723

入选年份：2013

含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置的研制及应用

许江，彭守建，尹光志，等

摘要：介绍自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置，该装置主要由伺服加载系统、三轴压力室、水域恒温系统、孔压控制系统、数据测量系统以及辅助系统等6个部分组成，其最大轴压为100 MPa、最大围压为10 MPa、最高加热稳定温度为100℃，试件尺寸为（50 mm×100 mm。该装置具有如下特点：1）所进行的试验能反映地应力、瓦斯压力、温度等对含瓦斯煤渗透率的综合影响；2）实现伺服液压控制加载功能，能进行多种形式的加载；3）实现“面充气”，更加逼真地反映实际煤层瓦斯源的情况；4）设计有导向装置，实现加压活塞杆和支撑轴的对位，避免在加压过程中产生晃动，使得试件受压均匀而稳定；5）数据采集使用更加灵敏、精确度更高的各类传感器；6）设计有大型水域恒温系统，并安装有水域循环水泵，加热过程更加均匀；7）具有研究含瓦斯煤渗透性、变形特性等多种功能。采用该装置进行含瓦斯煤在不同围压、不同温度条件下的渗透试验，结果表明含瓦斯煤变形存在4个阶段，其抗压强度随着围压的增加而增大；含瓦斯煤渗流流量在应力-应变过程中存在阶段性变化且随着温度的升高呈现总体减小的趋势。该装置可用于含瓦斯煤热流固耦合渗流领域的研究，为进一步深层次揭示煤层瓦斯运移规律和研究煤层瓦斯抽采技术提供理论基础。

关键词：采矿工程；含瓦斯煤；热流固耦合；渗流；伺服控制系统

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2010, 29(5): 907-914

入选年份：2013

深部沿空留巷围岩变形特征与支护技术

康红普，牛多龙，张镇，等

摘要：以淮南谢家集第一煤矿深部沿空留巷为工程背景，采用数值模拟分析巷道围岩变形与应力分布特征。详细介绍深部沿空留巷井下试验，包括巷内基本支护、加强支护与巷旁支护设计，从巷道掘进、留巷，一直到留巷复用各阶段的矿压监测数据。通过围岩、充填体位移与锚杆、锚索受力数据分析，评价支护效果。井下实践表明：采用高预应力、强力锚杆与锚索作为巷内基本支护，单体支柱配铰接顶梁为加强支护，及膏体充填巷旁支护，能够有效控制深部沿空留巷围岩的强烈变形，保持留巷稳定。基于数值模拟与井下试验研究成果，分析巷内基本支护、加强支护与巷旁支护的相互关系，指出深部沿空留巷在顶板断裂位置、基本顶回转及围岩长期蠕变等方面与浅部留巷有很大区别，并提出深部沿空留巷支护设计原则。针对井下试验中存在的问题，提出改进意见。

关键词：采矿工程；煤矿巷道；沿空留巷；深部矿井；数值模拟；井下试验；支护原则

我也不管了，天上的云要看就看去，飞过来的燕子要笑话就笑话去，我的眼里只有别呦呦。野蒜被压倒，铺开来了，旁边的小草直着腰，看我们翻滚、起伏，听我们呢喃、喘息……

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2010, 29(10): 1977-1987

入选年份：2013

深埋隧洞TBM掘进微震实时监测与特征分析

陈炳瑞，冯夏庭，曾雄辉，等

摘要：针对深埋硬岩隧洞TBM掘进过程中开展微震实时监测存在的困难与不足，对现有微震监测技术进行优化与改进，并在锦屏Ⅱ级水电站3#引水隧洞TBM施工洞段开展微震实时监测。监测结果表明：1）TBM施工环境噪音复杂，但主要噪音特征明显，可通过建议的滤波方法有效滤除。2）围岩的微震活动和TBM掘进及掘进速率具有明显的关系，TBM掘进速率增加，围岩微震明显活跃；TBM掘进速率降低，围岩的微震活动明显降低；微震平静期发生在TBM检修期间，最活跃期发生在TBM检修后掘进4～6 h。3）一些岩爆发生前，微震事件和能量释放在空间上由随机离散状态变得相对集中，在时间上微震事件的数量和能量有一个迅速增加的趋势；视体积有突增趋势，能量指数有突然下降迹象。4）在深埋隧洞TBM掘进过程中进行微震实时监测，可以获得岩爆发生前的有效微震信息，获得岩爆发生前微震活动的演化特征与规律，为岩爆的发生提供较为准确的预警信息。因此，通过微震监测预测预报深埋隧洞TBM掘进过程中岩爆的发生是可行的。

关键词：岩石力学；微震监测；岩爆预测；深埋隧洞；TBM；能量指数；锦屏II级水电站

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2011, 30(2): 275-283

入选年份：2013

煤矿开采冲击地压启动理论

潘俊锋，宁宇，毛德兵，等

摘要：依据微震监测结果，通过总结分析，指出冲击地压发生过程经历3个阶段，将冲击地压重新分为集中静

载荷型和集中动载荷型，建立2种类型的工程结构模型，分析各自冲击启动的能量判据，引进“不确定性系统分析法”，提出统一的煤矿开采冲击地压启动理论。结果表明，采动围岩近场系统内集中静载荷的积聚是冲击启动的内因；可能的冲击启动区为极限平衡区应力峰值最大区；应用冲击启动理论能够揭示2类典型冲击案例冲击过程，并将冲击地压的时间序列与空间序列对应起来，为冲击地压监测与防治提供指导。

关键词：采矿工程；冲击启动理论；能量判据；底板冲击原理；集中静载荷；内因；时间序列；空间序列

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2012, 31(3): 586-596

入选年份：2013

考虑温度和密度影响的非饱和黄土土-水特征曲线研究

王铁行，卢靖，岳彩坤

摘要：取扰动黄土进行试验研究，测试得到了不同密度和温度黄土土样的土-水特征曲线。试验资料揭示出：密度变化引起基质吸力的变化非常显著。相对而言，温度变化引起基质吸力的变化不显著。对于一定含水率的土样，温度变化引起的吸力变化值在高含水率时较小，可以忽略不计，而在低含水率时较大；温差越大，吸力变化越大。进一步基于试验资料的分析，得到了考虑密度和温度影响的土-水特征曲线的表达式，并通过计算和测试结果的对比分析，验证了表达式的合理性。

关键词：黄土；温度；基质吸力；密度；含水率

来源出版物：岩土力学, 2008, 29(1): 1-5

入选年份：2013

膨胀土和黄土的细观结构及其演化规律研究

陈正汉，方祥位，朱元青，等

摘要：应用 CT-三轴仪，系统地研究了河南南阳靳岗村和陶岔渠坡的膨胀土、宁夏扬黄扶贫工程11号泵站Q3黄土和陕西蒲城电厂Q2黄土在多种应力路径、湿干循环、浸水膨胀、浸水湿陷过程中的细观结构演化特性，取得了大量CT图片和数据资料。研究结果表明：膨胀土和黄土的各种宏观力学反应与它们的细观结构变化及其CT数据是密切相关的；原状膨胀土在加载和侧向卸荷过程中以及重塑膨胀土在无载湿干循环过程中裂隙萌生扩展，结构损伤；而具有初始裂隙的重塑膨胀土在加荷过程和三轴浸水过程中裂隙均趋于闭合，细观结构得到修复；原状黄土在加载过程中细观结构的变化趋向与吸力和围压水平有关；在一定应力状态下浸水，原状黄土中的空洞和裂隙逐渐减小以至消失，并可能形成新的均质结构；较高应力单独作用或低应力下浸水都不能使大孔隙破坏。依据CT数据，定义了描述膨胀土和黄土细观结构的定量指标，提出了这两种土在多种工况下的细观结构演化方程，建议了一种确定土的结构屈服应力的新方法。CT技术使土的细观结构研究达到了定量阶段，建立土的结构演化方程和结构性本构模型有了实在的试验基础。

关键词：膨胀土；黄土；细观结构；演化规律；CT-三轴仪；应力路径；加载；侧向卸载；湿干循环；浸水

来源出版物：岩土力学, 2009, 30(1): 1-11

入选年份：2013

基于熵权的可拓理论在岩体质量评价中的应用

梁桂兰，徐卫亚，谈小龙

摘要：坝基岩体质量综合评价是一个复杂的工程决策问题，常常表现为指标与指标之间的矛盾、定性信息与定量信息的共存，解决这类多属性、不相容问题，应采用定性与定量综合集成的方法加以研究。而可拓学正是采用物元的概念将研究对象、评估指标与其值域结合为一体，研究事物可拓性及其开拓规律，解决矛盾问题的一门新学科。应用可拓理论，基于多指标优化融合的思想，通过物元变换建立了坝基岩体质量评价的物元体系，计算评价指标对评价等级的关联系数，引入熵权法确定物元指标体系的权重系数，建立了基于熵权的可拓学理论，并将此理论应用于某工程坝基岩体质量评价，取得了与工程地质报告相一致的评价结果。

关键词：熵权；可拓学；物元模型；关联度；岩体质量评价

来源出版物：岩土力学, 2010, 31(2): 535-540

入选年份：2013

20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机的研制

赵阳升，万志军，张渊，等

摘要：详细介绍自行研制的20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机，该试验机主要由主机加载系统、高温压力室与温控系统、辅机装料系统以及测试系统4个部分组成。最大轴压和侧压均为 10000 kN，试样尺寸为φ200 mm×400 mm，试样最高加热稳定温度为600℃。介

绍试验机研制的关键技术难点和解决方案，与普通用于地球物理研究的高温高压试验机相比，具有如下显著特点：1）试样大，是普通的高温高压试验机试样体积的64倍，可以更好地反映岩体的特性；2）实现伺服控制加载，可以方便地研究岩体在各种温度下的变形特性；3）具有研究渗透性、矿物热解过程的变形特性等多种功能；4）具有在高温下施工钻孔并研究钻孔岩石蠕变特性的功能；5）主要用于研究岩体的工程特性。采用该试验机进行煤试样在高温高压下的变形特性试验，揭示煤体在高温下的应力-应变特征，特别是高温下塑性强化特性、在塑性阶段无体积膨胀特性，发现其弹性模量随温度的增加呈指数衰减特性。该试验机可用于探索深部采矿、煤炭地下直接液化与气化、地热开采、矿山安全、建筑安全等工程领域深刻的科学规律与自然现象，为能源与资源开发提供原创性的思路与研究方向。

关键词：岩石力学；高温高压；三轴试验机；伺服控制；研制

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2008, 27(1): 1-8

入选年份：2013

深部高应力软岩动压巷道加固技术研究

方新秋，何杰，何加省

摘要：为解决深部软岩高应力动压巷道维护的技术难题，针对孔庄矿-620软岩大巷处高应力区、受上方7335水采工作面、8331综采工作面采动以及断层影响的特征，分析其破坏状况和因素，模拟研究了采动影响前后大巷变形规律，掌握大巷应力状态变化规律及影响区域，提出大巷加固思想，优化加固方案，确定了合理加固参数。研究成果表明，采用锚网索喷+锚注联合支护技术，利用新型专利注浆锚杆，对大巷周围2 m范围注浆，能够有效控制大巷变形。进行井下工业性试验，通过注浆前后围岩力学性质对比、实摄及矿压观测手段检测，结果表明-620大巷变形破坏得到了有效的控制。

关键词：高应力；软岩；动压；锚注

来源出版物：岩土力学, 2009, 30(6): 1693-1698

入选年份：2013

非均匀煤岩渗流-应力弹塑性耦合数学模型及数值模拟

张春会，于永江，赵全胜

摘要：利用 Weibull分布模拟煤岩弹性模量和强度的非均匀性，结合煤岩弹塑性变形理论和瓦斯渗流理论建立了非均匀煤岩渗流-应力弹塑性耦合数学模型，给出了该数学模型的有限元离散方程，开发了相应的数值计算程序Coupling Analysis。利用建立的模型模拟了辽宁某瓦斯抽放试井瓦斯抽放过程，结果表明，在瓦斯抽放过程中，有效应力变化诱发煤岩局部进入塑性状态，塑性区透气系数增加了约4.9倍，而弹性受压区的透气系数最大减小至 22%，计算实例的瓦斯压、煤岩有效应力和煤岩变形都呈现非对称性，但服从理论规律，表明采用 Weibull分布能很好地模拟煤岩力学参数的非均匀性。

关键词：Weibull分布；非均质煤岩；渗流-应力弹塑性耦合数学模型；有限元方法

来源出版物：岩土力学, 2009, 30(9): 2837-2842

入选年份：2013

长江水源热泵开式与闭式实验对比分析

王勇，顾铭，肖益民，等

摘要：长江水资源丰富，可作为水源热泵系统的低位冷热源。针对长江水源特点进行了开式系统与闭式系统的对比实验，获得了两者的机组性能系数、系统整体性能系数、闭式系统中换热器内水温变化规律以及有效换热管段等参数。分析了对比实验数据，得出本实验中开式、闭式系统热泵机组性能系数分别为3.08和3.77，整体性能系数分别为2.38和2.80。最后对开式和闭式长江水源热泵的应用作了对比分析，指出了应用长江水作低位冷热源必须注意的问题。

关键词：长江；水源热泵；开式系统；闭式系统；能效

来源出版物：土木建筑与环境工程, 2009, 31(2): 126-130

入选年份：2013

冻土的力学性质及研究现状

齐吉琳，马巍

摘要：中国具有广大的季节冻土和多年冻土区，在冻土地区进行工程建设，就必须深入研究冻土的力学特性，以确保冻土地基上工程建筑物的稳定性。该文首先，简要介绍了我国冻土的分布状况和冻土区别于融土的基本特性，广义的冻土力学可分为冻融作用和已冻土力学性质两方面，冻胀、融沉和冻融循环引起的土力学性质的变化属于冻融作用的范畴。对于冻胀的研究较为深入，人们先后提出了多个理论来解释冻胀产生的机制，

有的应用于计算分析中。对融沉的研究尽管具有较长的历史，但是多数停留在经验方法上，融化固结理论目前还有较大的局限性，因此提出一方面可以用人工神经网络法提高经验方法的精度和适用范围，另一方面应当发展融化固结大变形理论；冻融循环可以改变土的力学性质，介绍了作者的最近研究进展。针对已冻土的力学特性，从3方面进行了分析。冻土的强度主要沿用融土的强度理论，很难反映高应力下的压融现象；冻土动力学特性主要针对温度对动力学参数的影响，近年来冻土层对场地动力响应的影响越来越受到重视；冻土的本构关系多集中在蠕变研究，以经验公式法为主。最后，分析了多年冻土地区工程变形所涉及的物理力学过程。

关键词：冻土；力学性质；冻融作用；研究现状

来源出版物：岩土力学, 2010, 31(1): 133-143

入选年份：2013

岩溶地区隧道裂隙水突出力学机制研究

李利平，李术才，张庆松

摘要：岩溶地下水是诱发隧道发生突（涌）水地质灾害的主导因素之一，岩溶裂隙水对隧道围岩的危害越来越成为岩溶地区隧道建设中的热点研究问题之一。基于目前岩溶裂隙水突出机制研究现状，运用岩溶地质学、工程水力学和断裂力学相关理论分析岩溶地区隧道水岩相互作用机制，探讨了水岩相互作用对岩溶地区隧道施工发生突（涌）水的影响，揭示岩溶地区隧道裂隙水突出前后过程的力学机制。研究表明：岩溶隧道裂隙水突出是裂隙岩体在岩溶水及水压的持续作用下受施工外力干扰发生劈裂的结果，岩溶水和水压在裂隙岩体突水破坏过程中的力学作用主要体现在4个方面，即突水蓄势期岩溶水对裂隙岩体的软化溶蚀作用、水压对裂隙岩体的劈裂作用，突水失稳期水流的冲刷扩径作用、水压对突水量的动力控制作用。基于上述分析，以断裂力学、弹塑性力学理论为基础，提出岩溶隧道岩溶裂隙水突出的最小岩石防突厚度概念，推导了其半解析解表达式，并为工程实例所验证，其结果可为高风险岩溶地区隧道突水理论与防治措施提供参考。

关键词：岩溶隧道；裂隙水突出；力学机制；最小岩石防突厚度；半解析解

来源出版物：岩土力学, 2010, 31(2): 523-528

入选年份：2013

煤矿巷道锚杆支护应用实例分析

康红普，王金华，林健

摘要：在分析锚杆支护作用机制的基础上，提出高预应力、强力支护理论，强调锚杆预应力及其扩散的决定性作用；指出对于复杂困难巷道，应尽量实现一次支护就能有效控制围岩变形与破坏；介绍煤矿开发出的锚杆支护成套技术，包括巷道围岩地质力学测试技术、动态信息锚杆支护设计方法、高强度锚杆与锚索支护材料、支护工程质量检测与矿压监测技术，以及锚固与注浆联合加固技术；在分析煤矿巷道类型与特点的基础上，介绍高预应力、强力锚杆支护理论与技术的典型应用实例，包括千米深井巷道、软岩巷道、强烈动压影响巷道、大断面开切眼、深部沿空掘巷与留巷、采空区内留巷及松软破碎硐室加固。基于这些复杂困难巷道的特点与地质力学测试结果，进行巷道支护设计，通过矿压监测数据分析与信息反馈，评价支护设计的合理性与围岩稳定性。实践表明，采用高预应力、强力锚杆支护系统，必要时配合注浆加固，能够有效控制巷道围岩的强烈变形，并取得良好的支护效果。

关键词：采矿工程；煤矿巷道；锚杆支护；高预应力；成套技术；实例分析

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2010, 29(4): 649-664

入选年份：2013

深部开挖洞室围岩分层断裂破坏机制模型试验研究

顾金才，顾雷雨，陈安敏，等

摘要：根据对深部岩体的地应力特征分析和对洞室围岩受力变形特点的分析，提出深部开挖洞室围岩分层断裂破坏机制：由于深部开挖工程中岩体地应力数值较大，且最大地应力方向可能与洞室轴线平行，从而使洞室围岩在较大的轴向压应力作用下产生较大的朝洞内的膨胀变形，并在围岩内产生较大的径向拉应变。该拉应变的分布特征是在洞壁处较小，在介质内较大，当洞壁介质内的拉应变值达到其极限值时，那里的围岩便发生断裂，这种断裂可以产生一层或多层，决定于轴向压应力数值的大小。上述认识采用洞室模型试验结果作了验证。研究结果不仅对民用深部开挖工程具有重大指导意义，对国防工程中的某些方面，如导弹发射井等也有重要启示作用。

关键词：岩石力学；深部岩体工程；围岩分层断裂机制；

模型试验

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2008, 27(3): 433-438

入选年份：2013

煤层底板导水裂隙演化规律的电法探测研究

刘树才，刘鑫明，姜志海，等

摘要：通过试验测定不同岩样在充水条件下应力-应变全程电阻率的变化，给出在采动过程中煤层底板岩层产生导水裂隙时的导电性变化规律，并以此为基础建立底板采动导水裂隙带动态演化地电模型。利用三维电法正演软件对此地电模型进行正演数值模拟，得出煤层底板导水裂隙演化过程中的视电阻率响应特征，为矿井电法数据采集系统设计和资料处理解释提供理论依据。依据全空间高精度三维电法测量的思想，提出煤矿底板导水裂隙带动态监测系统的设计原则和技术要求，为现场实际工作条件下煤矿底板破坏裂隙带动态监测系统设计提供依据，并成功用于安徽一矿底板破坏导水裂隙带演化规律的探测。实测结果表明，采用三维电阻率法探测（监测）底板导水裂隙带演化过程效果明显，能显示出底板在回采过程中变化破坏情况，有利于煤矿底板突水预测和突水防治措施的制订。

关键词：采矿工程；底板破坏；矿井电法；动态探测技术

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2009, 28(2): 348-356

入选年份：2014

两种含瓦斯煤样变形特性与抗压强度的实验分析

尹光志，王登科，张东明，等

摘要：介绍型煤煤样和原煤煤样的制作过程，设计含瓦斯煤样的三轴实验方法和步骤。利用自行研制的三轴蠕变瓦斯渗流装置和材料实验机组成含瓦斯煤样三轴压缩实验装置，对型煤煤样和原煤煤样进行含瓦斯三轴实验，获得大量不同围压和不同瓦斯压力条件下的实验数据；根据实验结果系统地研究含瓦斯煤样两种煤样在三轴应力条件下的变形特性和抗压强度。研究结果表明，围压和瓦斯压力对含瓦斯煤样的变形特性和抗压强度都有一定程度的影响；型煤煤样和原煤煤样的变形特性和抗压强度具有规律上的共性，但是其力学参数存在显著差异；弹性模量和泊松比在含瓦斯煤样的变形过程中不是定值，而是动态变化的，且2种煤样的弹性模量差别很大，泊松比也不相等；相同载荷条件下型煤煤样的变形比原煤煤样的要大得多，其形状改变也比原煤煤样的大。研究结果对进一步认识含瓦斯煤样的力学性质具有一定的意义。

关键词：采矿工程；含瓦斯煤样；三轴实验；变形特性；抗压强度；瓦斯压力

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2009, 28(2): 410-417入选年份：2014

浅埋大断面软岩隧道施工影响下建筑物安全性控制的试验研究

张顶立，李鹏飞，侯艳娟，等

摘要：厦门机场路一期工程在大跨、浅埋及复杂地质等工程条件下穿越地表密集的建筑物群，受隧道施工影响的建筑物多达 90余栋。在隧道施工过程中，既要保证新建隧道结构的安全，同时还要保证地表既有结构的安全，而后者显得更加重要。隧道施工面临着全风化花岗岩遇水软化、隧道结构整体沉降、地层大变形、建筑物差异沉降及裂缝控制等诸多难题。在对该工程特点和控制方案系统分析的基础上，为保证控制方案的可靠性，对拟拆迁的104#和105#楼房进行试验研究，通过施工过程的注浆抬升和变形监测结果，论述地层沉降、建筑物沉降及裂缝产生、发展随隧道开挖的变化规律，并提出优化洞内施工与地面注浆抬升建筑物相结合方案，控制围岩大变形和有效保护建筑物的工程措施。试验数据表明，将核心控制指标—建筑物差异沉降量控制在20 mm以内可保证建筑物的安全；地表注浆与洞内注浆相结合可实现对建筑物的抬升，并有效地减小建筑物的差异沉降并控制裂缝的发展。研究结果为机场路隧道后续穿越重点建筑物的施工提供了技术支撑和安全保障，也为今后类似工程的设计、施工和研究提供了有益的借鉴和参考。

关键词：隧道工程；浅埋大跨隧道；变形机制；建筑物沉降；差异沉降；工程控制

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2009, 28(1): 95-102

入选年份：2014

高地震烈度区岩体地下洞室动力响应分析

王如宾，徐卫亚，石崇，等

摘要：考虑地震荷载特征及地下洞室的特点，利用动力时程分析法，对金沙江两家人水电站地下厂房洞室进行地震动力响应分析。研究自然地震波作用下，有无衬砌

工况下的厂房洞室相对位移、点安全系数变化趋势，分析地震波穿越地下洞室时位移变化规律及厂房洞室衬砌抗震效果。结果发现：地震波传播除了受介质、结构面分布的影响外，还受岩体洞室面的影响，洞室自由面附近岩体的振动强度被放大；地下洞室断面质点最大相对位移、点安全系数波动规律与地震波谱相似；地下洞室壁及F4断层未出现较大永久性位移，处于弹性可恢复范围；施加衬砌后洞室的振动强度降低，洞室围岩刚度增大，其所承受的地震荷载亦随之增大，而位移减小，支护后洞室最大相对位移及永久性位移比无支护工况下分别平均下降 10.88%和 29.20%，洞室衬砌抗震效果良好。研究结果可为类似工程问题提供参考。

关键词：岩石力学；地下洞室；高地震烈度区；动力时程分析法；地震荷载；支护效果

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2009, 28(3): 568-575

入选年份：2014

隧道超前地质预报综合分析方法

李天斌，孟陆波，朱劲，等

摘要：通过隧道介质物性差异特点分析和常见物探超前预报方法适宜性对比评价，提出“以地质分析为核心，综合物探与地质分析相结合，洞内外结合，长短预测结合以及物性参数互补”的综合预报原则，并建立较为完善的隧道超前地质综合预报方法体系和组织机构。针对隧道中断层、破碎岩体、富水情况、有无溶洞、软弱岩体5种常见不良地质情况，提出合理的预报工作流程，并提取相关地质参数和物探成果参数，建立综合分级评价体系。最后，采用模糊神经网络方法，实现隧道常见不良地质情况的综合预报，铜锣山岩溶隧道应用情况表明，综合预报结果准确率达80%。

关键词：隧道工程；超前地质预报；模糊神经网络；综合分析

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2009, 28(12): 2429-2436

入选年份：2014

纵横波时差耦合作用的斜坡崩滑效应离散元分析——以北川唐家山滑坡为例

崔芳鹏，胡瑞林，殷跃平，等

摘要：运用离散元数值模拟技术，对北川唐家山斜坡体在具地域性和空间非均质性的地震纵横波时差耦合作用（同时考虑水平和竖向地震力作用）下产生崩滑破坏的动力全过程进行研究，确定该斜坡体在强震动力作用下产生崩滑破坏的形成机制及主控因素。研究表明：1）该斜坡体的初期崩滑破坏是受到地震纵波产生的水平与竖向拉裂耦合作用所致，并以竖向拉裂作用占优，而后期的抛射及运动过程则是受到地震纵横波的耦合作用所致；2）地震纵波产生的水平与竖向拉裂耦合作用是触发斜坡体产生初期崩滑破坏的主控因素，而斜坡所处地形（如高程差、沟谷延伸方向）则是促使破坏后的斜坡体形成后续碰撞解体及碎屑流等运动过程的控制诱发因素；3）该斜坡体动力响应特征值的放大效应表明，其放大系数值从大到小依次是：竖向加速度＞水平加速度＞竖向速度＞水平速度，该结果与斜坡体发生先期崩滑破坏的形成机制及主控因素相符合，即地震纵波产生的竖向加速度起到了优势破坏作用。以上结论对研究动力耦合条件下的斜坡崩滑效应具有较高的理论和现实价值。

关键词：边坡工程；纵横波；时差耦合作用；斜坡崩滑效应；离散元数值模拟；形成机制；主控因素

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2010, 29(2): 319-327

入选年份：2014

汶川地震诱发滑坡与地震动峰值加速度对应关系研究

王秀英，聂高众，王登伟

摘要：利用汶川地震获得的地震动记录及峰值加速度数据和收集整理的近 3000个崩滑点数据，对汶川地震诱发滑坡与地震动峰值加速度之间的对应关系进行研究，得到如下认识：1）地震动峰值加速度与地震诱发崩滑之间存在非常明显的正相关性，随峰值加速度增加，地震滑坡灾害也逐渐严重。2）在龙门山震区存在0.2 g的峰值加速度分界线，大于此值时，地震滑坡灾害比较严重。3）整个区域峰值加速度的下限为0.05～0.07 g，小于此值时，诱发滑坡的可能性很小。4）不同地质区域对应斜坡临界加速度有所不同，一般在0.05～0.15 g之间变化，平均为0.1 g，说明震区斜坡承受地震的水平较差；峰值加速度超过局部场地斜坡临界加速度后，诱发滑坡的可能性增加。得到的峰值加速度研究结果与其他研究结果较为一致，表明利用地震动参数研究地震滑坡具有很好的一致性。依据峰值加速度与地震滑坡的对应关系，可以对震后滑坡灾害作快速评

估，也可以将其应用到地震滑坡灾害预测/区划工作中，与地震动峰值加速度区划形成很好的衔接。

关键词：边坡工程；汶川地震；地震滑坡；峰值加速度；触发下限；临界加速度

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2010, 29(1): 82-89

入选年份：2014

斜倾厚层山体滑坡视向滑动机制研究——以重庆武隆鸡尾山滑坡为例

殷跃平

摘要：以武隆鸡尾山滑坡为例，通过地质条件、采矿扰动等分析，运用FLAC3D模拟，研究在重力、岩溶、底部采矿活动等因素下山体的变形破坏特征，认为斜倾厚层山体滑坡视向滑动应具备 5个条件：1）层状块裂结构，滑坡体被多组不连续面切割，呈积木块体，离散性好；2）山体倾向阻挡，受下部稳定山体阻挡，迫使滑坡体沿真倾角方向顺层滑动偏转为视倾角方向滑动；3）临空视向剪出，滑坡体视倾角方向斜坡被河流、沟谷深切，为滑坡体提供了转向滑动的临空面；4）驱动块体下滑，山体后部的积木块体沿软弱层面长期蠕动，抗剪强度由峰值逐渐趋向残余值，下滑力逐渐增加；5）关键块体阻滑，下滑驱动块体沿视倾角方向滑动前缘存在一相对稳定的块体，随下滑推力增大和内部强度降低，沿损伤带瞬时脆性剪断，形成整体滑动，因此，对这类斜倾层状结构的山体地质灾害的监测和防治必须以前缘阻滑的关键块体为重点。在此类斜倾厚层山体中，矿层大都位于滑带100 m之下，因此，采矿活动主要通过应力环境的调整和层状块裂岩体的差异沉降2种方式对滑坡构成扰动。

关键词：边坡工程；斜倾山体；视向滑动；关键块体；层状滑坡；碎屑流

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2010, 29(2): 217-226

入选年份：2014

不同卸围压速度对含瓦斯煤岩力学和瓦斯渗流特性影响试验研究

尹光志，蒋长宝，王维忠，等

摘要：利用自行研制的“含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置”，进行不同初始围压和不同瓦斯压力组合条件下，不同卸围压速度对含瓦斯煤岩力学和瓦斯渗流特性影响试验研究。研究结果表明：从力学的角度来看，卸围压开始后煤岩会经历一个应力平台阶段，然后发生失稳破坏。卸围压速度越大，煤岩维持在应力平台阶段的时间越短，煤岩越容易发生失稳破坏。卸围压开始后煤岩应力平台阶段的时间与卸围压速度呈幂函数关系。从瓦斯渗流的角度来看，煤岩的渗透率的变化与煤岩的变形损伤密切相关，煤岩体积应变的变化趋势能很好地体现煤岩渗透率的变化趋势。卸围压开始后煤岩渗透率的变化经历4个阶段，且渗透率一直在增大。卸围压速度越大，煤岩的渗透率增大的越快。卸围压开始后煤岩在应力平台阶段的渗透率与卸围压时间呈指数函数关系。

关键词：采矿工程；卸围压速度；渗透率；瓦斯；应变

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2011, 30(1): 68-77

入选年份：2014

煤岩体破裂过程中声发射行为及时空演化机制

左建平，裴建良，刘建锋，等

摘要：利用MTS 815试验机和声发射监测系统对单体岩石、单体煤和煤岩组合体进行单轴试验下的声发射测试，找出三者之间破坏机制的差异，从而为现场微震监测提供指导。试验结果表明，随着荷载的增加，单体岩石、单体煤及煤岩组合体的累积声发射数都增加，并且煤及煤岩组合体单位体积的声发射数要比岩石的声发射数高1个数量级，这主要是煤的强度较低且内部结构松软破碎所致。通过区分不同时段的声发射特征，得出三者破坏存在本质差异：随着荷载的增加，岩石的时段声发射数逐渐增多，煤的时段声发射数逐渐减少，而煤岩组合体的时段声发射先逐渐增加后逐渐减少。岩石的抗拉强度最高，煤的最低，而煤岩组合体的位于单体岩石和煤之间。对于煤岩组合体，岩石内部的声发射数约占声发射总数的10%～30%，煤体占70%～90%：并且声发射的空间分布主要受煤体结构及原生裂隙的影响。

关键词：岩石力学；煤岩组合体；声发射；破坏机制；三维空间定位

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2011, 30(8): 1564-1570

入选年份：2014

水土压力分算与合算的统一算法

王洪新

摘要：以土中孔隙水特征为基础，假定土体中的黏性土颗粒吸附的结合水会抵消一部分土中孔隙，最终把土的

孔隙比、界限含水量、颗粒分析等物理参数引入土水压力计算，提出一个可以采用土层物理指标计算的水压力比率ξ，给出通过土体渗透系数试验测定ξ值的方法，通过该参数可以把有效应力强度指标与总应力强度指标统一在一个强度公式中。同时，给出一个可以统一水土分算和合算的算法，实现水土压力分算和合算结果之间的过渡，为解决水土压力分算和合算结果的跳跃提供一个新思路。根据理论分析，渗透系数-孔隙比实测曲线应该沿e轴正向平移，土体中黏粒成分含量越高，平移量越大，相关文献的试验数据可证实这点；含有黏粒成分的砂性土采用水土分算偏于保守，而孔隙比较大的黏性土采用水土合算偏于不安全；围护结构上的水土压力计算不但与土体分类有关，还与孔隙比直接相关。

关键词：土力学；水土压力；有效应力原理；孔隙水压力；渗透系数；界限孔隙比

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2011, 30(5): 1057-1064

入选年份：2014

隧道爆破近区爆破振动测试研究

傅洪贤，赵勇，谢晋水，等

摘要：隧道掌子面附近围岩的稳定性对施工人员和隧道自身的安全至关重要，实践证明，由隧道爆破远区振动数据得出的围岩振动规律不适用于爆破近区。因此，测试隧道爆破近区围岩的振动、研究隧道掌子面附近围岩的振动规律是隧道钻爆施工安全的重要保证。以贵阳—广州铁路棋盘山隧道为工程背景，在隧道掌子面后方隧道拱项5 m范围的围岩内安装定制的速度传感器，测试隧道拱顶部位围岩的爆破振动速度；利用隧道中导洞的开挖，在中导洞掌子面正上方和侧面2 m范围的围岩内安装定制的速度传感器，测试掌子面正上方和侧面围岩的爆破振动速度；研究隧道掌子面后方隧道拱顶、掌子面正上方和侧面围岩的爆破振动规律。研究成果对隧道钻爆施工具有一定的指导意义。

关键词：隧道工程；爆破测试；振动规律；爆破近区

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2011, 30(2): 335-340

入选年份：2014

水土压力统一计算理论的证明及水土共同作用下的压力计算

王洪新

摘要：为解决水土压力合算和分算的争议，从理论上证明水土合算在某些情况下的合理性，有必要建立能够把水土分算与合算统一在一个理论框架下的统一算法。采用理想模型试验建立一个水土压力统一计算理论，同时，证明了统一计算理论的科学性。以理想模型试验为基础，提出一个新的可以应用于水土压力分算与合算统一算法的强度理论。算例分析表明，新的统一算法计算结果与相关算法略有差异。该算法既可以在砂土时水土分算，也可以在黏土时水土合算；并且，可以实现黏质粉土和粉质黏土等半透水土层的水土压力计算，为地下构筑物所承受的荷载计算提供理论基础。

关键词：土力学；土压力；理想模型试验；水土压力分算；水土压力合算；抗剪强度

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2012, 31(2): 392-398

入选年份：2014

粗晶大理岩单轴压缩力学特性的静态加载速率效应及能量机制试验研究

黄达，黄润秋，张永兴

摘要：加载速率对岩石力学性质具有重要影响，影响的程度与岩石本身的微结构和加、卸载应力路径及状态等密切相关。基于静态加载速率范围内的9个不同等级应变率下粗晶大理岩单轴压缩试验，研究加载应变率对岩石的应力-应变曲线、破坏形态、强度、弹性模量及变形模量与应变能耗散及释放的影响规律，探讨岩石损伤演化的能量机制。根据总体积应变及裂纹体积应变与起裂及扩容应力的相关性，确定各应变率下岩石起裂及临界扩容应力。加载应变率大约以1×10-3s-1为分界点，小于该值时应力-应变曲线峰值点附近仍存在一定的塑性屈服或流动段，超过该值后表现为“折线”型。随着加载应变率的增加，岩样破裂模式由张剪型逐渐过渡到张性劈裂甚至劈裂弹射。一般而言，起裂及临界扩容应力和峰值应力均随加载速率增大而增大，且起裂及临界扩容应力越接近峰值强度，但当应变率为1×10-4～1×10-3s-1时，上述值均出现一个相对低值区间，这与粗晶大理岩的微结构特征相关。起裂应力、临界扩容应力、弹性模量及变形模量均与峰值强度线性相关。单轴压缩下峰前能量耗散量越多，强度越高，峰后可释放弹性应变能和释放速率越大，岩石的张性贯通破裂特性愈强，破裂块数越多。能量耗散使岩石损伤而强度丧失，而能量释放使岩石宏观破裂面贯通而整体破坏。

关键词：岩石力学；单轴压缩；加载应变率；损伤演化；

能量释放与耗散

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2012, 31(2): 245-255

入选年份：2014

强震区软岩隧道大变形破坏特征及其成因机制分析

汪波，李天斌，何川，等

摘要：对在建的穿越5·12强震区发震断裂带上广甘高速公路杜家山软岩隧道中多次出现的大变形及塌方等地质灾害特征、影响因素及其成因机制的分析表明：强震区软岩隧道变形破坏多以坍塌为主，且多数发生于掌子面附近；围岩自稳能力差及地下水对岩体的软化作用是隧道发生变形破坏的主要诱因，但5·12强震及后期余震作用形成的大量深部震裂损伤岩体也是产生上述现象的重要因素之一，复杂的区域环境造成设计、施工中类似经验不足也是引发上述现象不可忽视的重要环节。研究表明，对于强震区软岩隧道应结合现场实际情况适当调整围岩的预留变形量及安全控制基准，加强原有的支护参数，施工中重视各环节的工艺衔接，采用以三台阶+预留核心土的微台阶法可有效控制上述灾害的产生。

关键词：隧道工程；强震区；软岩隧道；大变形；塌方；成因机制

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2012, 31(5): 928-936

入选年份：2014

高温后大理岩的冲击力学特性试验研究

刘石，许金余，支乐鹏，等

摘要：利用分离式霍普金森压杆设备对经历不同高温冷却后大理岩的冲击力学特性进行试验研究，得到不同高温作用后大理岩冲击压缩的应力-应变曲线，分析高温后大理岩纵波波速的变化及在冲击荷载作用下的峰值应力、峰值应变、弹性模量随温度的变化规律。研究结果表明，高温后大理岩的纵波波速随着温度的升高近似线性下降；在 800℃之前，同一冲击加载速率作用下大理岩的峰值应力随着温度的提高变化并不明显，在 800℃之后，峰值应力迅速减小；在 600℃之前，同一冲击加载速率作用下大理岩的峰值应变随着温度的提高无明显变化，但在 600℃之后，峰值应变随着温度的提高近似线性增加；总体上，弹性模量随着温度的升高呈现降低的趋势，且经历的温度越高，弹性模量下降的幅度越大。结合高温后岩石内部微观结构特征的变化，对大理岩冲击力学特性随温度的变化进行分析。

关键词：岩石力学；高温；大理岩；纵波波速；冲击力学特性

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2013, 32(2): 273-280

入选年份：2014

新疆中生代复合型软岩大变形控制技术及其应用

何满潮，袁越，王晓雷，等

摘要：针对新疆沙吉海矿区中生代复合型软岩产生的顶板离层冒落、侧墙鼓出、底板鼓起等非线性大变形破坏现象，综合应用现场工程地质调查、理论分析、数值计算、物化分析、软岩水理作用测试、现场测试等手段和方法，深入分析本区中生代复合型软岩巷道围岩的分子膨胀+岩体结构面错动+开挖扰动的复合破坏机制，提出以恒阻大变形锚网索耦合支护为核心的主动支护技术体系。通过恒阻装置充分释放围岩膨胀能和塑性能，减小支护荷载及高应力集中，同时借助高阻性能抑制过大有害变形，合理控制围岩塑性圈；然后通过锚网索二次耦合支护消除围岩塑性大变形、层间软弱结构面的错动引起的围岩-支护之间的变形不协调，并采用注浆锚管控制底鼓大变形，最终形成围岩-支护结构协同承载体系。基于非线性大变形力学设计方法及数值分析，进行施工过程设计及参数设计。工程实践表明，该技术得到成功应用，保证了巷道的稳定。

关键词：岩石力学；中生代复合型软岩；大变形破坏；恒阻大变形支护；耦合支护；底角锚杆；协同承载

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2013, 32(3): 433-441

入选年份：2013

低温冻融条件下岩体温度-渗流-应力-损伤（THMD）耦合模型研究及其在寒区隧道中的应用

谭贤君，陈卫忠，伍国军，等

摘要：寒区隧道的围岩冻胀问题涉及到岩体温度场、渗流场、应力场以及冻融损伤相互作用的多场耦合问题。在THDM耦合机制分析基础上，基于连续介质力学、热力学、渗流力学、损伤力学以及分凝势理论，建立低温冻融条件下岩体THMD耦合模型。该模型不仅考虑体积应变对岩体温度场和渗流场的影响，温度梯度和渗透压力对岩体应力场的影响，还根据寒区工程实际，考虑冻

胀压力和冻融循环对岩体劣化损伤的影响。数值仿真某寒区管道工程的冻胀过程，与现场的实测结果对比表明：该模型能很好地反映岩土体由于负温所产生的冻胀现象。在此基础上，分析极端气候条件下嘎隆拉隧道围岩冻胀力的变化规律，并对隧道在经历不同冻融循环次数后的变形和受力特征进行探讨。研究结果表明：极端气候条件下嘎隆拉隧道围岩的最大冻胀力达到1.6 MPa，冻融循环对隧道衬砌受力影响较大。

关键词：隧道工程；寒区隧道；冻融循环；温度-渗流-应力-损伤（THMD）耦合模型；冻胀

来源出版物：岩石力学与工程学报, 2013, 32(2): 239-250

入选年份：2013