岩土力学

摘要： 为了模拟不同种类有机质入侵红黏土对土体物理力学特性的影响,在红黏土中添加腐殖酸、富里酸、腐殖酸钾3种外掺有机质配制得到了不同种类和含量的人工有机质土,并进行了液、塑限对比试验;然后,对红黏土和重塑有机质土进行室内侧限压缩对比试验,分析了有机质含量、有机质种类、初始含水率对有机质土体压缩性状的影响。试验结果表明随着有机质含量的增加,土体比重减小,腐殖酸土液、塑限下降,富里酸土和腐殖酸钾土液、塑限均呈现上升趋势;当养护龄期一定时,有机质含量升高,土颗粒团聚性增强,土体的孔隙率增加,压缩性增强;有机质含量一定时,土体压缩性排序为富里酸土>腐殖酸钾土>腐殖酸土,且初始含水率高的有机质土体压缩性始终大于初始含水率较低的土体。土体压缩性与有机质种类及含量密切相关,研究结果可为后续有机质土改良与计算地基沉降和稳定性评价提供参考依据。

摘要： 会议介绍:全国岛礁岩土工程学术研讨会由中科院武汉岩土力学研究所发起,前四届会议于2017—2021年分别在武汉、大连、长春和三亚举办,得到了学术界、工业界同仁的广泛关注和大力支持。为进一步推进岛礁岩土工程的科学研究和工程实践,第五届全国岛礁岩土工程学术研讨会将于2022年4月22—24日在浙江省舟山市浙江大学舟山校区召开。

摘要： 杨春和,男,1962年生,中国工程院院士,中国科学院武汉岩土力学所研究员、博士生导师、岩土力学与工程国家重点实验室副主任、油气地下储备与开发研究中心主任。国家杰出青年基金获得者、长江学者奖励计划特聘教授、第8届中国工程院光华工程技术奖获得者、973首席科学家及专家咨询组副组长、新世纪百千万人才工程国家级人选、全国五一劳动奖章获得者。

摘要： 为量化岩石受高温后的损伤程度,以高温处理后的房山大理岩为研究对象,从基本物理参数、细观结构和微观结构等多角度对岩石热损伤程度及演化过程展开研究。首先,选取25~850°C8个温度水平对试样进行热处理;然后,采用CT扫描和SEM技术分别获得热处理后岩石细微观结构随温度的演化过程;最后,结合大理岩受热后的细观特点,提出物相变异数指标,结合波速、密度、CT值等指标共同描述热损伤,并在此基础上分段建立含损伤指标的高温岩石压缩强度预测公式。结果表明,4种指标在不同温度阶段的单轴抗压强度中表现出不同的敏感性,其中在25~250°C阶段,波速变化最敏感;在250~450°C阶段,CT值最敏感;而在450~700°C阶段,物相变异数最敏感。基于敏感指标可得到单轴压缩强度预测公式,对地下深部工程的岩体开挖、支护结构的设计等具有参考价值。

摘要： 本文介绍基于真实非均质岩土材料的数值方法与研究进展.这些方法运用新发展的数字图像技术,获取真实岩土和混凝土材料的细观非均质分布,再进行定量细观结构研究,采用数值计算程序,定量分析它们的物理力学响应,为解决限制岩土和混凝土力学进一步发展的非均质材料假设问题提供了有效途径.本文介绍该方法的研究背景和三项主要内容.包括真实细观非均质岩土材料力学数值分析方法,非均质岩土材料数值网格计算方法,和非均质岩土材料力学响应重要规律.

摘要： 软岩堆石料受外部降雨引起的填筑体湿化变形显著,对工程变形控制和运行安全带来挑战。本文分析了降雨条件下材料湿化应变基本规律,发现早期降雨湿化应变占比较高,且与时间的关系可用双曲线较好描述;探讨了单次降雨材料湿化应变发展规律,发现前期单次降雨时湿化应变随时间的变化也具有双曲线特点;同时分析了降雨强度对整体湿化应变规律的影响,结果表明随降雨强度增大,材料湿化应变速率增加,但应变量值却有一定程度的下降。此外,也研究了降雨强度对单次降雨湿化应变的影响,建立了基于降雨条件的非饱和入渗双曲线湿化变形计算模型,基本能反映降雨导致的软岩堆石料湿化变形规律。

摘要： 为了探究极端环境条件对边坡稳定性的影响,针对超载与地震组合作用下的致滑因素进行了分析,基于能量法与强度折减法推导了组合作用下的安全系数F_(s)以及临界加速度系数K_(s),采用Matlab内嵌序列二次优化法求解极限值,并与经典解比较,最后选取汶川地震、熊本地震2条代表性地震波对边坡位移进行计算。结果表明,1)验证结果准确,推导方法可用于求解边坡临界系数;2)在2种破坏条件下,矿山边坡的稳定性受到显著影响,其安全系数F_(s)或者临界加速度系数K_(s)降低了近乎一半;3)应用Newmark法计算位移结果显示在地震荷载的作用下,超载边坡产生了数十倍的滑落距离。研究揭示了地震及顶部超载2种极端条件对边坡稳定性的显著影响,研究结果可为边坡稳定性评估提供参考。

摘要： 5月17日,湖北省首个国家应急管理部重点实验室——矿山边坡安全风险预警与灾害防控应急管理部重点实验室,在中国科学院武汉岩土力学研究所研发大楼挂牌成立。该重点实验室由应急管理部批准,是湖北省获批组建的第一个应急管理部重点实验室,由中国工程院院士杨春和担任实验室学术带头人。

摘要： 针对径向围压条件下砂粒流失问题,通过自行研制的三轴砂粒流失试验装置,研究压实系数、水力梯度和破损口直径对砂粒流失机理和渗透性演化规律的影响.试验结果表明:在不同压实系数、水力梯度和破损口直径条件下,砂粒流失均可分为无流失阶段、快速流失阶段及稳定流失阶段;在高压实系数条件下,流水体积均可分为缓慢发展阶段与快速发展阶段,并且存在短暂堵塞阶段,而在低压实系数条件下,流水体积基本不存在缓慢发展阶段和短暂堵塞阶段;砂粒累计流失率基本上随压实系数的增大而减小,随水力梯度的增大而增大,但随着破损口直径增大,压实系数对砂粒流失的影响减小,同时,随着压实系数增大,水力梯度对砂粒累计流失率的影响减小.

摘要： 2022年5月,中国矿业大学迎来捷报:深部岩土力学与地下工程国家重点实验室研究员杨小军因在分形幂律流体和标度律混沌方面的猜想和特殊函数等领域的突出贡献荣获2022年度奥巴达(Ob a d a)奖。而在此前,他还曾荣获2019年度奥巴达青年杰出研究人员奖。奥巴达奖是由非洲科学院和自然科学出版集团组织和设立的一个国际奖项,旨在表彰在跨越传统界限与范式的创新和跨学科研究领域作出突出贡献的科研人员。这一奖项先后两次花落杨小军,是对他多年在相关领域里持续收获原始创新成果的致敬、肯定和鼓励。

摘要： 关于垃圾填埋场,概述国内外形势和工程事故,阐述城市固体废弃物卫生填埋场岩土力学的研究现状,讨论填埋场的材料特性、沉降和稳定性以及现场监测等课题存在的难点和发展趋势.

摘要： 近年来,离散单元模型(DEM)已广泛应用于土力学的研究与应用.在疏浚和水下钻井等工程行业,需要对岩石开挖过程的物理机理有更详细更深入的理解,以此来提高生产率和改进设备设计.岩石是一种具有粘合力,同时也具有被破坏后不可恢复特性的材料.根据这些特征,离散单元模型(DEM)能够运用颗粒接触模型和粘合接触模型来描述和跟踪岩石开挖的物理过程.由Potyondy and Cundall,(2004)发展出来的并行粘合模型被认为是一个不错的选择,因为这一模型不仅可以传递力的信息,而且还可以传递颗粒之间的扭矩和弯矩信息.最初,并行粘合模型应用于商业软件PFC.由于DEM仿真需要较高的计算能力,因此将该模型实现为开源的并行代码将更有效率和更经济实惠.本研究中,作为描述岩石开挖过程的一个重要着力点,将对基于离散单元模型的并行粘合模型(PBM)实行内部代码的自主研发,通过单轴压缩试验的模拟进行讨论.研究结果表明,压缩测试中的宏观破坏行为与岩土力学的剪切破坏理论相符,表明并行粘合模型适用于模拟岩石切割过程.详细的结果和分析将在本文中予以介绍.

摘要： 巫山望霞危岩加剧变形崩塌,严重威胁当地居民及长江航运的安全,引起重庆市人民政府及国土资源部的高度重视.危岩应急抢险勘查的钻探施工是查清危岩裂隙发育程度和延伸方向、获得岩土力学参数的重要手段.通过现场踏勘后进行难点预测并制订对策措施.采用金刚石单动双管钻进取心,成功采取了危岩基座软弱带样品;采用井中成像技术,直观地反映了危岩裂隙发育状态.在施工组织管理、设备选型、钻探工艺、井中成像技术以及安全措施等方面,为地质灾害的应急抢险勘查积累了经验.

摘要： 在对前人研究的基础上，发现很少有资料考虑到松散体特殊的岩土力学性质，运用三维极限平衡方法和有限差分法对大型松散堆积体进行稳定性评价。在震后地质灾害调查实践中发现，松散堆积体具有明显的渗透、受力、变形三维扩散效应，二维平面方法无法考虑计算断面的三维渗透效应和应力传递效应，计算结果与实际剪切破坏特征有着较大的不同。rn 本文在现场调查、地质勘查和室内试验的基础上，从文家沟特殊的工程地质条件、岩土力学性质和变形破坏模式人手，综合考虑以上稳定性影响因素，运用强度折减法和F1ac3D数值模拟技术计算天然工况、连续降雨和暴雨、饱水等多种工况下的边坡稳定性进行分析和校核，以期为震区其他类似大型堆积体灾变泥石流的调查、评估和防治提供参考。针对二维平面方法无法考虑计算断面的侧向约束和地表层渗流的扩散效应,运用有限元强度折减法和FLAC3D数值分析方法,根据实际地质信息建立了多个三维计算模型,通过对天然、自重+降雨、饱水三种不同工况下应力、应变、塑性区和安全系数变化对比分析,定性、定量对其稳定性进行了评价,并利用二维数值分析方法和极限平衡法对"5+2"剖面加截面对加固效果进行校核.结果真实反映了堆积体的稳定性现状及规律,与现场勘查成果相吻合.进行泥石流治理后,堆积体局部和整体稳定性均有显著提高,结合水石分治、固底护坡及拦挡停淤措施,将更有利于保持其稳定性.研究成果可为松散堆积体稳定性研究提供有意义的参考.

摘要： 随着岩土力学与地下工程施工技术的发展,尤其是近年有限元极限分析法引入到地下工程稳定分析中,隧洞的破坏机理日益清晰。该文研究了地下工程的破坏机理,采用模型试验和有限元分析法模拟,提出了深埋隧洞围岩破坏与围岩压力主要来自隧洞两侧的观点,以及随埋深而变的隧洞破坏机理,分析了普氏压力拱存在的问题。该文指出当前隧洞建设中事故高于其它土木工程的原因,主要是由于地下工程客观地质环境复杂,以及人们对破坏机理认知不足,对客观条件的掌控能力有限。同时,该文还对隧洞建设中的各种坍塌事故与风险进行了分析,通过实例阐明了隧洞破坏机理认知时隧洞建设风险的影响。

摘要： 采用细观数值模拟方法研究动力荷载下散粒体的锚杆加固效应,采用随机散粒体不连续变形方法建立加锚散粒体的三维数值试样,对试样施加水平方向的动力荷载,分析散粒体材料在动力荷载条件下的宏观和细观力学特性.分别建立不同锚杆间距、颗粒粒径以及无锚杆的散粒体试样,研究其对动力荷载条件下的散粒体的力学性质影响.数值模拟结果表明:随机散粒体不连续变形方法可以研究动力荷载下散粒体的变形规律及加固效应;锚杆加固可以有效限制散粒体在动力情况下的变形,显著提高散粒体的整体性;与静力加载相同,由于锚杆的挤压使散粒体产生侧向压力,加强了颗粒间的接触作用力;锚杆长度相同的情况下,加锚密度越大,散粒体试样的抗震稳定性越好;当锚杆间距与散粒体平均粒径的比值小于2.35时,锚杆可以很好地提高散粒体结构的自稳能力而保持整体稳定。

摘要： 采用细观数值模拟方法研究动力荷载下散粒体的锚杆加固效应,采用随机散粒体不连续变形方法建立加锚散粒体的三维数值试样,对试样施加水平方向的动力荷载,分析散粒体材料在动力荷载条件下的宏观和细观力学特性.分别建立不同锚杆间距、颗粒粒径以及无锚杆的散粒体试样,研究其对动力荷载条件下的散粒体的力学性质影响.数值模拟结果表明:随机散粒体不连续变形方法可以研究动力荷载下散粒体的变形规律及加固效应;锚杆加固可以有效限制散粒体在动力情况下的变形,显著提高散粒体的整体性;与静力加载相同,由于锚杆的挤压使散粒体产生侧向压力,加强了颗粒间的接触作用力;锚杆长度相同的情况下,加锚密度越大,散粒体试样的抗震稳定性越好;当锚杆间距与散粒体平均粒径的比值小于2.35时,锚杆可以很好地提高散粒体结构的自稳能力而保持整体稳定。

摘要： 采用细观数值模拟方法研究动力荷载下散粒体的锚杆加固效应,采用随机散粒体不连续变形方法建立加锚散粒体的三维数值试样,对试样施加水平方向的动力荷载,分析散粒体材料在动力荷载条件下的宏观和细观力学特性.分别建立不同锚杆间距、颗粒粒径以及无锚杆的散粒体试样,研究其对动力荷载条件下的散粒体的力学性质影响.数值模拟结果表明:随机散粒体不连续变形方法可以研究动力荷载下散粒体的变形规律及加固效应;锚杆加固可以有效限制散粒体在动力情况下的变形,显著提高散粒体的整体性;与静力加载相同,由于锚杆的挤压使散粒体产生侧向压力,加强了颗粒间的接触作用力;锚杆长度相同的情况下,加锚密度越大,散粒体试样的抗震稳定性越好;当锚杆间距与散粒体平均粒径的比值小于2.35时,锚杆可以很好地提高散粒体结构的自稳能力而保持整体稳定。

摘要： 采用细观数值模拟方法研究动力荷载下散粒体的锚杆加固效应,采用随机散粒体不连续变形方法建立加锚散粒体的三维数值试样,对试样施加水平方向的动力荷载,分析散粒体材料在动力荷载条件下的宏观和细观力学特性.分别建立不同锚杆间距、颗粒粒径以及无锚杆的散粒体试样,研究其对动力荷载条件下的散粒体的力学性质影响.数值模拟结果表明:随机散粒体不连续变形方法可以研究动力荷载下散粒体的变形规律及加固效应;锚杆加固可以有效限制散粒体在动力情况下的变形,显著提高散粒体的整体性;与静力加载相同,由于锚杆的挤压使散粒体产生侧向压力,加强了颗粒间的接触作用力;锚杆长度相同的情况下,加锚密度越大,散粒体试样的抗震稳定性越好;当锚杆间距与散粒体平均粒径的比值小于2.35时,锚杆可以很好地提高散粒体结构的自稳能力而保持整体稳定。

摘要： "应变密度能"强度理论,在继承、总结、经典、现代强度理论其础上,建立起来的.通过岩土物质体、应力应变分析,定义了压应力、剪切力.认为:岩土物质体在应力作用下的变形、破坏,是压应力、剪切力共同作用形成的.其间伴随着剪切面的发展,当剪切面、达到与应力面积相当的时刻,即"压剪破坏标志点"就可以确定,以应力面为基本单元的岩土物质体、已经破坏.岩土物质体强度理论、是应力应变理论,强度是应力与应变的比值进行体现.岩土物质体受应力作用时的变形、破坏,是"应力压剪效应"引起的.在应力应变过程中,伴随着能量消耗与应力作功的过程;是压应力、剪切力,达到极限峰值时、或剪切面达到或超过受力面的过程.这种峰值力与应变体积的比值、或峰值应力与变形位移量的比值,就是"应变密度能".用这种理论、本构模型,表达应力应变、强度理论,具有表述更简单、实践性更强、应用更广泛.极大的简化了现代强度理论的繁锁、复杂、应用单一的局限.不仅能够精确解析、静力学的应力应变问题,对动力学的应力应变,及其相关领域也具有良好的应用前景.

摘要： 本发明公开了一种用于岩土实验中测试岩土力学特性的压力盒竖向放置设备，属于岩土工程测试技术领域，包括拉杆，拉杆为中空设置，拉杆的底端螺纹连接有用于对压力土盒进行固定的固定机构，固定机构的底端与远离待测岩土的一侧上均设有用于对压力土盒进行支撑保护作用的支撑机构，拉杆的顶端可拆卸连接有用于方便压力土盒放置的钻土机构；本发明通过设有固定机构上连接柱与第一安装筒以及第二安装筒的配合，可调节支撑板与底板之间的距离，从而可对不同大小的压力盒进行固定，避免其发生移动，同时通过设有的伸缩板与保护机构对侧板内的组件进行保护，防止其发生锈蚀。

摘要： 本发明公开了基于宏细观力学的岩土力学模型试验系统以及精细化试验方法，其中试验系统通过计算机中的两大分析系统对拍摄到模型试验箱中数字图像进行实时分析处理。而试验方法是通过室内模型试验、地基土的场观测分析、局部的细观观测分析、细观力学的数值模拟、连续-离散的偶合数值模拟的有机融合。本发明适用于建筑工程、道路工程、桥梁工程、港口工程、河海岸工程和近海工程的岩土工程试验研究，可以解决一般工程问题，同时也可以提升对重大工程建设项目的极端环境条件和工程灾变的影响等重大关键问题的认识水平和研究水平。

摘要： 本发明公开了一种用于岩土力学试验设备的专用动静组合液压缸，包括静态加载液压缸缸筒、静载加载液压缸柱塞、静态加载液压缸端盖、动态加载液压缸前端盖、动态加载液压缸后端盖、动载加载液压缸活塞杆、均布载荷补偿液压缸端盖、均布载荷补偿液压缸活塞杆、静态载荷传递垫、动态载荷传递垫、保持架以及加载头。动态加载液压缸集成在静态加载液压缸内，通过动态加载液压缸进出油口的充油和出油实现动态载荷的高频加载，通过静态加载液压缸控制油口的充油实现柱塞伸出以实现静态载荷的加载。本发明采用单个液压缸单元同时实现了静态载荷和动态载荷的加载过程，在保证加载头始终保持与试件加载面贴合的同时保证了静态载荷在试件被加载面均匀分布。

摘要： 本发明公开了一种用于岩土实验中测试岩土力学特性的压力盒竖向放置设备，属于岩土工程测试技术领域，包括拉杆，拉杆为中空设置，拉杆的底端螺纹连接有用于对压力土盒进行固定的固定机构，固定机构的底端与远离待测岩土的一侧上均设有用于对压力土盒进行支撑保护作用的支撑机构，拉杆的顶端可拆卸连接有用于方便压力土盒放置的钻土机构；本发明通过设有固定机构上连接柱与第一安装筒以及第二安装筒的配合，可调节支撑板与底板之间的距离，从而可对不同大小的压力盒进行固定，避免其发生移动，同时通过设有的伸缩板与保护机构对侧板内的组件进行保护，防止其发生锈蚀。

摘要： 本发明公开了基于宏细观力学的岩土力学模型试验系统以及精细化试验方法，其中试验系统通过计算机中的两大分析系统对拍摄到模型试验箱中数字图像进行实时分析处理。而试验方法是通过室内模型试验、地基土的场观测分析、局部的细观观测分析、细观力学的数值模拟、连续-离散的偶合数值模拟的有机融合。本发明适用于建筑工程、道路工程、桥梁工程、港口工程、河海岸工程和近海工程的岩土工程试验研究，可以解决一般工程问题，同时也可以提升对重大工程建设项目的极端环境条件和工程灾变的影响等重大关键问题的认识水平和研究水平。

摘要： 本发明提供了一种待检测工程场地边坡的岩土力学参数的实时检测方法。该方法包括：在待检测工程场地进行现场踏勘，获取待检测工程场地边坡的实际岩土力学参数；检测设备获取待检测工程场地边坡的监测数据，将监测数据传输给处理器，处理器利用数值分析模型不断的试算反演岩土力学参数，直到反演岩土力学参数与实际岩土力学参数之间的偏差满足精度要求；以反演岩土力学参数为训练样本，输入到BP—GA模型中进行训练，直至达到精度要求，得到训练好的BP‑GA模型；处理器将实时接收到的待检测工程场地边坡的监测数据输入到训练好的BP‑GA模型，所述BP‑GA模型输出待检测工程场地边坡的实时岩土力学参数。本发明实施例基于实时监测数据可以获取动态的岩土参数。

摘要： 本发明公开了一种岩土力学土工试验装置，涉及土工试验领域，包括安装座以及固定安装座底部的支撑腿；所述安装座固定连接试验箱机构和安装架；安装架固定连接垂向压实机构和侧向压实机构；侧向压实机构和垂向压实机构之间设有联动调节组件，所述联动调节组件包括第一传动机构、第二传动机构、滑动传动机构和伸缩套板机构，本发明通过设置垂向压实机构和侧向压实机构能够对物料进行压实，通过设置试验箱机构能够对物料进行快速卸出，通过设置第一传动机构、第二传动机构和滑动传动机构能够带动伸缩套板机构工作，完成垂向压实机构与侧向压实机构的联动，增加了岩土力学土工试验的效率，同时丰富了装置的功能。

摘要： 本发明公开一种模拟降雨条件下生态岩土力学护坡试验装置，属于岩土力学护坡试验技术领域。一种模拟降雨条件下生态岩土力学护坡试验装置，包括：底座、螺杆泵体、多个承接板、减速箱、喷头、电动机和试验平台。所述试验平台包括平板和多个固定柱，所述固定柱的上端与所述平板的下端固定连接，所述固定轴的下端与所述底座的上表面固定连接，所述平板的上端固定连接有多个第一转动支架，多个第一转动支架沿所述平板上表面的一侧边均匀分布，每两个所述支架之间转动连接一个第一转轴。本发明在满足其他条件不变的分情况下按照或护坡角度变化提过了多组对照，且角度调整范围广，准确度高，为试验结果的准确性提供了更好的保障。

摘要： 本实用新型公开了一种高效率检测岩土力学特性装置，包括承载台，还包括检测机构，所述承载台的顶部安装有检测机构，所述检测机构由支架、电动液压杆、压盘、检测板、压力传感器和放置槽组合构成，所述支架的顶部安装有电动液压杆，所述电动液压杆的输出端安装有压盘，所述承载台的顶部安装有检测板，所述检测板的顶部开设有放置槽，所述放置槽的内侧壁安装有压力传感器。通过检测机构能够快速的对岩土进行检测，方便人员使用；再通过防护机构能够对人员进行防护，避免岩土飞溅伤及人员。

摘要： 降雨条件下生态岩土力学护坡实验模拟装置。本产品其组成包括:竖斜托杆、横斜托杆，所述的竖斜托杆与所述的横斜托杆十字交叉设置、交叉点焊接连接，所述的横斜托杆连接横向滑动套，所述的横向滑动套连接斜向插入杆，所述的斜向插入杆的端部连接倒钩，所述的斜线插入杆和所述的倒钩均埋入斜坡内，所述的竖斜托杆焊接外插杆，所述的外插杆穿过护坡板的通孔，所述的通孔连接扩孔，所述的外插杆的端部具有螺纹段，所述的螺纹段连接螺母，所述的螺母埋入所述的扩孔内。本实用新型用于护坡实验。