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专家审稿
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主编审稿2022年 30卷 第1期
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2022, 30(1): 1-20.
摘要
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摘要:
本文是中国地质学会工程地质专业委员会和中国科学院页岩气与地质工程重点实验室第五届谷德振讲座主讲报告。本文简要回顾了谷德振先生岩体工程地质力学的核心价值和历史贡献，系统介绍了30年来统计岩体力学理论和应用技术探索对岩体工程地质力学的传承和发展。统计岩体力学借鉴经典统计物理学的思想方法，提出了岩体结构几何概率模型、断续介质连续等效的断裂力学能量原理、岩体结构-应力协同控制原理、岩体强度的弱环控制原理、断续裂隙网络渗流力学原理；建立了裂隙岩体本构模型、岩体全过程变形分析方法、高储能岩体特性与岩爆机理模型、圆形硐室围岩弹性变形解析解；发展了岩体数据现场采集技术与装备、全空间方向岩体结构参数、力学参数、渗透系数计算方法，以及各向异性岩体质量分级、工程岩体主动加固方法；开发了岩体工程参数计算系统和数值分析工具JointModel。统计岩体力学的建立对岩体工程地质力学和岩体力学理论与技术进步起到了重要的推进作用。 本文是中国地质学会工程地质专业委员会和中国科学院页岩气与地质工程重点实验室第五届谷德振讲座主讲报告。本文简要回顾了谷德振先生岩体工程地质力学的核心价值和历史贡献，系统介绍了30年来统计岩体力学理论和应用技术探索对岩体工程地质力学的传承和发展。统计岩体力学借鉴经典统计物理学的思想方法，提出了岩体结构几何概率模型、断续介质连续等效的断裂力学能量原理、岩体结构-应力协同控制原理、岩体强度的弱环控制原理、断续裂隙网络渗流力学原理；建立了裂隙岩体本构模型、岩体全过程变形分析方法、高储能岩体特性与岩爆机理模型、圆形硐室围岩弹性变形解析解；发展了岩体数据现场采集技术与装备、全空间方向岩体结构参数、力学参数、渗透系数计算方法，以及各向异性岩体质量分级、工程岩体主动加固方法；开发了岩体工程参数计算系统和数值分析工具JointModel。统计岩体力学的建立对岩体工程地质力学和岩体力学理论与技术进步起到了重要的推进作用。
本文是中国地质学会工程地质专业委员会和中国科学院页岩气与地质工程重点实验室第五届谷德振讲座主讲报告。本文简要回顾了谷德振先生岩体工程地质力学的核心价值和历史贡献，系统介绍了30年来统计岩体力学理论和应用技术探索对岩体工程地质力学的传承和发展。统计岩体力学借鉴经典统计物理学的思想方法，提出了岩体结构几何概率模型、断续介质连续等效的断裂力学能量原理、岩体结构-应力协同控制原理、岩体强度的弱环控制原理、断续裂隙网络渗流力学原理；建立了裂隙岩体本构模型、岩体全过程变形分析方法、高储能岩体特性与岩爆机理模型、圆形硐室围岩弹性变形解析解；发展了岩体数据现场采集技术与装备、全空间方向岩体结构参数、力学参数、渗透系数计算方法，以及各向异性岩体质量分级、工程岩体主动加固方法；开发了岩体工程参数计算系统和数值分析工具JointModel。统计岩体力学的建立对岩体工程地质力学和岩体力学理论与技术进步起到了重要的推进作用。 本文是中国地质学会工程地质专业委员会和中国科学院页岩气与地质工程重点实验室第五届谷德振讲座主讲报告。本文简要回顾了谷德振先生岩体工程地质力学的核心价值和历史贡献，系统介绍了30年来统计岩体力学理论和应用技术探索对岩体工程地质力学的传承和发展。统计岩体力学借鉴经典统计物理学的思想方法，提出了岩体结构几何概率模型、断续介质连续等效的断裂力学能量原理、岩体结构-应力协同控制原理、岩体强度的弱环控制原理、断续裂隙网络渗流力学原理；建立了裂隙岩体本构模型、岩体全过程变形分析方法、高储能岩体特性与岩爆机理模型、圆形硐室围岩弹性变形解析解；发展了岩体数据现场采集技术与装备、全空间方向岩体结构参数、力学参数、渗透系数计算方法，以及各向异性岩体质量分级、工程岩体主动加固方法；开发了岩体工程参数计算系统和数值分析工具JointModel。统计岩体力学的建立对岩体工程地质力学和岩体力学理论与技术进步起到了重要的推进作用。
2022, 30(1): 21-36.
摘要:
三维网络结构岩体力学是岩体力学的一个分支。根据笔者20余年对裂隙岩体研究的心得，阐述了三维网络结构岩体力学的主要特点、研究对象，基本架构、主要研究内容与未来的展望。将岩体结构控制论归结为材料强度控制、结构类型控制、渗流通道控制和几何边界控制4个方面。技术层面的主要内容包括三维RQD估算、岩体表征单元估算技术、结构块体搜索技术、定向投影岩体结构面三维连通率估算技术以及岩体三维渗径搜索技术等。理论层面主要由球面投影理论、概率统计理论、随机动力学、几何拓扑理论、块体理论、非线性系统理论和裂隙岩体多尺度等效结构模型等构成。强调足量的随机不连续面地质信息的原位统计取样是三维网络结构岩体力学的基础，岩体随机不连续面三维网络数值模拟技术是三维网络结构岩体力学的核心技术。 三维网络结构岩体力学是岩体力学的一个分支。根据笔者20余年对裂隙岩体研究的心得，阐述了三维网络结构岩体力学的主要特点、研究对象，基本架构、主要研究内容与未来的展望。将岩体结构控制论归结为材料强度控制、结构类型控制、渗流通道控制和几何边界控制4个方面。技术层面的主要内容包括三维RQD估算、岩体表征单元估算技术、结构块体搜索技术、定向投影岩体结构面三维连通率估算技术以及岩体三维渗径搜索技术等。理论层面主要由球面投影理论、概率统计理论、随机动力学、几何拓扑理论、块体理论、非线性系统理论和裂隙岩体多尺度等效结构模型等构成。强调足量的随机不连续面地质信息的原位统计取样是三维网络结构岩体力学的基础，岩体随机不连续面三维网络数值模拟技术是三维网络结构岩体力学的核心技术。
三维网络结构岩体力学是岩体力学的一个分支。根据笔者20余年对裂隙岩体研究的心得，阐述了三维网络结构岩体力学的主要特点、研究对象，基本架构、主要研究内容与未来的展望。将岩体结构控制论归结为材料强度控制、结构类型控制、渗流通道控制和几何边界控制4个方面。技术层面的主要内容包括三维RQD估算、岩体表征单元估算技术、结构块体搜索技术、定向投影岩体结构面三维连通率估算技术以及岩体三维渗径搜索技术等。理论层面主要由球面投影理论、概率统计理论、随机动力学、几何拓扑理论、块体理论、非线性系统理论和裂隙岩体多尺度等效结构模型等构成。强调足量的随机不连续面地质信息的原位统计取样是三维网络结构岩体力学的基础，岩体随机不连续面三维网络数值模拟技术是三维网络结构岩体力学的核心技术。 三维网络结构岩体力学是岩体力学的一个分支。根据笔者20余年对裂隙岩体研究的心得，阐述了三维网络结构岩体力学的主要特点、研究对象，基本架构、主要研究内容与未来的展望。将岩体结构控制论归结为材料强度控制、结构类型控制、渗流通道控制和几何边界控制4个方面。技术层面的主要内容包括三维RQD估算、岩体表征单元估算技术、结构块体搜索技术、定向投影岩体结构面三维连通率估算技术以及岩体三维渗径搜索技术等。理论层面主要由球面投影理论、概率统计理论、随机动力学、几何拓扑理论、块体理论、非线性系统理论和裂隙岩体多尺度等效结构模型等构成。强调足量的随机不连续面地质信息的原位统计取样是三维网络结构岩体力学的基础，岩体随机不连续面三维网络数值模拟技术是三维网络结构岩体力学的核心技术。
2022, 30(1): 37-52.
摘要:
异质性是岩体的重要属性之一，从岩体的物质组成到结构特征，再到微宏观力学行为表现，异质性现象普遍存在。本文在梳理已有研究成果的基础上，从岩体的细微观异质性、结构面异质性和宏观异质性3个不同的尺度，对异质性的产生原因、表现特征、力学效应和时空演化规律等进行阐述，并介绍了相关研究方法以及异质性在不同尺度上的差异表现。岩体异质性的研究，是岩体工程地质力学理论体系的延伸，而多尺度的研究方法也成为全面揭示岩体变形破坏机制的一种有效手段。 异质性是岩体的重要属性之一，从岩体的物质组成到结构特征，再到微宏观力学行为表现，异质性现象普遍存在。本文在梳理已有研究成果的基础上，从岩体的细微观异质性、结构面异质性和宏观异质性3个不同的尺度，对异质性的产生原因、表现特征、力学效应和时空演化规律等进行阐述，并介绍了相关研究方法以及异质性在不同尺度上的差异表现。岩体异质性的研究，是岩体工程地质力学理论体系的延伸，而多尺度的研究方法也成为全面揭示岩体变形破坏机制的一种有效手段。
异质性是岩体的重要属性之一，从岩体的物质组成到结构特征，再到微宏观力学行为表现，异质性现象普遍存在。本文在梳理已有研究成果的基础上，从岩体的细微观异质性、结构面异质性和宏观异质性3个不同的尺度，对异质性的产生原因、表现特征、力学效应和时空演化规律等进行阐述，并介绍了相关研究方法以及异质性在不同尺度上的差异表现。岩体异质性的研究，是岩体工程地质力学理论体系的延伸，而多尺度的研究方法也成为全面揭示岩体变形破坏机制的一种有效手段。 异质性是岩体的重要属性之一，从岩体的物质组成到结构特征，再到微宏观力学行为表现，异质性现象普遍存在。本文在梳理已有研究成果的基础上，从岩体的细微观异质性、结构面异质性和宏观异质性3个不同的尺度，对异质性的产生原因、表现特征、力学效应和时空演化规律等进行阐述，并介绍了相关研究方法以及异质性在不同尺度上的差异表现。岩体异质性的研究，是岩体工程地质力学理论体系的延伸，而多尺度的研究方法也成为全面揭示岩体变形破坏机制的一种有效手段。
2022, 30(1): 53-58.
摘要:
本文简述了20世纪70年代谷德振先生提出的岩体结构控制论、90年代王思敬先生提出的地质环境理论和21世纪初李广诚提出的工程地质耦合理论的主要内容，阐述了上述理论的传承发展关系，并在提出时间、研究对象、研究内容、控制因素、基本思想、涉及学科和思想范畴等几个方面将3个理论进行了对比。最后依据上述理论对十三陵抽水蓄能电站地下厂房位置的选择和紫坪铺大坝位置与轴线方向的选择及所采取的工程措施进行了分析。 本文简述了20世纪70年代谷德振先生提出的岩体结构控制论、90年代王思敬先生提出的地质环境理论和21世纪初李广诚提出的工程地质耦合理论的主要内容，阐述了上述理论的传承发展关系，并在提出时间、研究对象、研究内容、控制因素、基本思想、涉及学科和思想范畴等几个方面将3个理论进行了对比。最后依据上述理论对十三陵抽水蓄能电站地下厂房位置的选择和紫坪铺大坝位置与轴线方向的选择及所采取的工程措施进行了分析。
本文简述了20世纪70年代谷德振先生提出的岩体结构控制论、90年代王思敬先生提出的地质环境理论和21世纪初李广诚提出的工程地质耦合理论的主要内容，阐述了上述理论的传承发展关系，并在提出时间、研究对象、研究内容、控制因素、基本思想、涉及学科和思想范畴等几个方面将3个理论进行了对比。最后依据上述理论对十三陵抽水蓄能电站地下厂房位置的选择和紫坪铺大坝位置与轴线方向的选择及所采取的工程措施进行了分析。 本文简述了20世纪70年代谷德振先生提出的岩体结构控制论、90年代王思敬先生提出的地质环境理论和21世纪初李广诚提出的工程地质耦合理论的主要内容，阐述了上述理论的传承发展关系，并在提出时间、研究对象、研究内容、控制因素、基本思想、涉及学科和思想范畴等几个方面将3个理论进行了对比。最后依据上述理论对十三陵抽水蓄能电站地下厂房位置的选择和紫坪铺大坝位置与轴线方向的选择及所采取的工程措施进行了分析。
2022, 30(1): 59-70.
摘要:
脆性是岩石材料最重要的力学性质之一，准确评价岩石脆性在水利水电、交通、能源勘探开发的地下工程与边坡稳定性、岩石可钻性及可切割性分析等方面起着非常重要的作用。国内外研究人员从物理参数、力学参数、弹性参数等方面建立了大量的脆性评估指标，但目前仍缺乏统一的脆性认知和描述。本文系统综述了国内外岩石脆性评价方法，对常用的数十种脆性评价指标进行了分类，总结了现有脆性指标的基本原理和应用状况，探讨了各类脆性指标的适应性、优势及存在的问题，最后探讨了岩石脆性评价方法未来的研究方向。 脆性是岩石材料最重要的力学性质之一，准确评价岩石脆性在水利水电、交通、能源勘探开发的地下工程与边坡稳定性、岩石可钻性及可切割性分析等方面起着非常重要的作用。国内外研究人员从物理参数、力学参数、弹性参数等方面建立了大量的脆性评估指标，但目前仍缺乏统一的脆性认知和描述。本文系统综述了国内外岩石脆性评价方法，对常用的数十种脆性评价指标进行了分类，总结了现有脆性指标的基本原理和应用状况，探讨了各类脆性指标的适应性、优势及存在的问题，最后探讨了岩石脆性评价方法未来的研究方向。
脆性是岩石材料最重要的力学性质之一，准确评价岩石脆性在水利水电、交通、能源勘探开发的地下工程与边坡稳定性、岩石可钻性及可切割性分析等方面起着非常重要的作用。国内外研究人员从物理参数、力学参数、弹性参数等方面建立了大量的脆性评估指标，但目前仍缺乏统一的脆性认知和描述。本文系统综述了国内外岩石脆性评价方法，对常用的数十种脆性评价指标进行了分类，总结了现有脆性指标的基本原理和应用状况，探讨了各类脆性指标的适应性、优势及存在的问题，最后探讨了岩石脆性评价方法未来的研究方向。 脆性是岩石材料最重要的力学性质之一，准确评价岩石脆性在水利水电、交通、能源勘探开发的地下工程与边坡稳定性、岩石可钻性及可切割性分析等方面起着非常重要的作用。国内外研究人员从物理参数、力学参数、弹性参数等方面建立了大量的脆性评估指标，但目前仍缺乏统一的脆性认知和描述。本文系统综述了国内外岩石脆性评价方法，对常用的数十种脆性评价指标进行了分类，总结了现有脆性指标的基本原理和应用状况，探讨了各类脆性指标的适应性、优势及存在的问题，最后探讨了岩石脆性评价方法未来的研究方向。
2022, 30(1): 71-82.
摘要:
深地质处置库运营过程中，受地下水化学成分、可能泄露的核素等近场化学条件影响，膨润土工程屏障性能可能发生衰减。围绕化学作用下膨润土屏障性能的演化行为，以我国北山处置库预选场地为工程背景，以内蒙古高庙子膨润土为研究对象，首先介绍了高庙子膨润土的基本物理性质及北山预选场地近场化学条件；在此基础上，详细总结了化学作用下高庙子膨润土水力、力学及阻滞等屏障性能演化行为相关研究成果。结果表明：化学作用对膨润土持水、渗透特性的影响可分别依据渗透吸力及双电层理论解释；化学作用下膨润土膨胀力的衰减与其水化膨胀机制有关，化-力耦合及化-水-力耦合作用下膨润土变形特性因渗透固结、化学软化效应而发生改变；膨润土的吸附与扩散特性受核素浓度、离子环境、pH值等因素影响。最后，提出化学作用下膨润土屏障性能演化研究应重点关注的方向。 深地质处置库运营过程中，受地下水化学成分、可能泄露的核素等近场化学条件影响，膨润土工程屏障性能可能发生衰减。围绕化学作用下膨润土屏障性能的演化行为，以我国北山处置库预选场地为工程背景，以内蒙古高庙子膨润土为研究对象，首先介绍了高庙子膨润土的基本物理性质及北山预选场地近场化学条件；在此基础上，详细总结了化学作用下高庙子膨润土水力、力学及阻滞等屏障性能演化行为相关研究成果。结果表明：化学作用对膨润土持水、渗透特性的影响可分别依据渗透吸力及双电层理论解释；化学作用下膨润土膨胀力的衰减与其水化膨胀机制有关，化-力耦合及化-水-力耦合作用下膨润土变形特性因渗透固结、化学软化效应而发生改变；膨润土的吸附与扩散特性受核素浓度、离子环境、pH值等因素影响。最后，提出化学作用下膨润土屏障性能演化研究应重点关注的方向。
深地质处置库运营过程中，受地下水化学成分、可能泄露的核素等近场化学条件影响，膨润土工程屏障性能可能发生衰减。围绕化学作用下膨润土屏障性能的演化行为，以我国北山处置库预选场地为工程背景，以内蒙古高庙子膨润土为研究对象，首先介绍了高庙子膨润土的基本物理性质及北山预选场地近场化学条件；在此基础上，详细总结了化学作用下高庙子膨润土水力、力学及阻滞等屏障性能演化行为相关研究成果。结果表明：化学作用对膨润土持水、渗透特性的影响可分别依据渗透吸力及双电层理论解释；化学作用下膨润土膨胀力的衰减与其水化膨胀机制有关，化-力耦合及化-水-力耦合作用下膨润土变形特性因渗透固结、化学软化效应而发生改变；膨润土的吸附与扩散特性受核素浓度、离子环境、pH值等因素影响。最后，提出化学作用下膨润土屏障性能演化研究应重点关注的方向。 深地质处置库运营过程中，受地下水化学成分、可能泄露的核素等近场化学条件影响，膨润土工程屏障性能可能发生衰减。围绕化学作用下膨润土屏障性能的演化行为，以我国北山处置库预选场地为工程背景，以内蒙古高庙子膨润土为研究对象，首先介绍了高庙子膨润土的基本物理性质及北山预选场地近场化学条件；在此基础上，详细总结了化学作用下高庙子膨润土水力、力学及阻滞等屏障性能演化行为相关研究成果。结果表明：化学作用对膨润土持水、渗透特性的影响可分别依据渗透吸力及双电层理论解释；化学作用下膨润土膨胀力的衰减与其水化膨胀机制有关，化-力耦合及化-水-力耦合作用下膨润土变形特性因渗透固结、化学软化效应而发生改变；膨润土的吸附与扩散特性受核素浓度、离子环境、pH值等因素影响。最后，提出化学作用下膨润土屏障性能演化研究应重点关注的方向。
2022, 30(1): 83-100.
摘要:
本文通过数据作图法揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律，并论证了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数及其原因。本文在土质斜坡中划分了大量的潜在滑移面，并定义了每一个潜在滑移面所拥有的4类安全系数FOSc×φ、FOSc、FOSφ和FOSc+φ。基于极限平衡的条分法计算了滑移面的4类安全系数，并使用数据作图法揭示和确定了这4类安全系数值随潜在滑移面深度d变化的4条特征和规律。由土体黏聚力和内摩擦角共同作用的安全系数FOSc×φ包络线随d的增加先单调下降，到达一段最小值区间后，再单调上升。因此，它必然存在一个总体最小值。仅由土体黏聚力贡献的FOSc包络线随d的增加先快速、再缓慢单调下降。仅由土体内摩擦角贡献的安全系数FOSφ包络线随d的增加线性上升。FOSc与FOSφ之和FOSc+φ数值几乎等同于FOSc×φ数值。这4条规律揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律，并论证了一般斜坡存在最小安全系数及其原因。本文进一步论证和揭示了这4条特征和规律适用于5种经典有限条分法的计算结果，适用于考虑地下孔隙水压强作用的计算结果，和考虑斜坡土体分层不均质影响的计算结果。特别地，地下孔隙水会加深拥有最小安全系数的潜在滑移面深度。土体黏聚力对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而减小，土体内摩擦角对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而增大。这两种强度随深度的相反贡献规律导致了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数。 本文通过数据作图法揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律，并论证了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数及其原因。本文在土质斜坡中划分了大量的潜在滑移面，并定义了每一个潜在滑移面所拥有的4类安全系数FOSc×φ、FOSc、FOSφ和FOSc+φ。基于极限平衡的条分法计算了滑移面的4类安全系数，并使用数据作图法揭示和确定了这4类安全系数值随潜在滑移面深度d变化的4条特征和规律。由土体黏聚力和内摩擦角共同作用的安全系数FOSc×φ包络线随d的增加先单调下降，到达一段最小值区间后，再单调上升。因此，它必然存在一个总体最小值。仅由土体黏聚力贡献的FOSc包络线随d的增加先快速、再缓慢单调下降。仅由土体内摩擦角贡献的安全系数FOSφ包络线随d的增加线性上升。FOSc与FOSφ之和FOSc+φ数值几乎等同于FOSc×φ数值。这4条规律揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律，并论证了一般斜坡存在最小安全系数及其原因。本文进一步论证和揭示了这4条特征和规律适用于5种经典有限条分法的计算结果，适用于考虑地下孔隙水压强作用的计算结果，和考虑斜坡土体分层不均质影响的计算结果。特别地，地下孔隙水会加深拥有最小安全系数的潜在滑移面深度。土体黏聚力对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而减小，土体内摩擦角对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而增大。这两种强度随深度的相反贡献规律导致了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数。
本文通过数据作图法揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律，并论证了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数及其原因。本文在土质斜坡中划分了大量的潜在滑移面，并定义了每一个潜在滑移面所拥有的4类安全系数FOSc×φ、FOSc、FOSφ和FOSc+φ。基于极限平衡的条分法计算了滑移面的4类安全系数，并使用数据作图法揭示和确定了这4类安全系数值随潜在滑移面深度d变化的4条特征和规律。由土体黏聚力和内摩擦角共同作用的安全系数FOSc×φ包络线随d的增加先单调下降，到达一段最小值区间后，再单调上升。因此，它必然存在一个总体最小值。仅由土体黏聚力贡献的FOSc包络线随d的增加先快速、再缓慢单调下降。仅由土体内摩擦角贡献的安全系数FOSφ包络线随d的增加线性上升。FOSc与FOSφ之和FOSc+φ数值几乎等同于FOSc×φ数值。这4条规律揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律，并论证了一般斜坡存在最小安全系数及其原因。本文进一步论证和揭示了这4条特征和规律适用于5种经典有限条分法的计算结果，适用于考虑地下孔隙水压强作用的计算结果，和考虑斜坡土体分层不均质影响的计算结果。特别地，地下孔隙水会加深拥有最小安全系数的潜在滑移面深度。土体黏聚力对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而减小，土体内摩擦角对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而增大。这两种强度随深度的相反贡献规律导致了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数。 本文通过数据作图法揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律，并论证了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数及其原因。本文在土质斜坡中划分了大量的潜在滑移面，并定义了每一个潜在滑移面所拥有的4类安全系数FOSc×φ、FOSc、FOSφ和FOSc+φ。基于极限平衡的条分法计算了滑移面的4类安全系数，并使用数据作图法揭示和确定了这4类安全系数值随潜在滑移面深度d变化的4条特征和规律。由土体黏聚力和内摩擦角共同作用的安全系数FOSc×φ包络线随d的增加先单调下降，到达一段最小值区间后，再单调上升。因此，它必然存在一个总体最小值。仅由土体黏聚力贡献的FOSc包络线随d的增加先快速、再缓慢单调下降。仅由土体内摩擦角贡献的安全系数FOSφ包络线随d的增加线性上升。FOSc与FOSφ之和FOSc+φ数值几乎等同于FOSc×φ数值。这4条规律揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律，并论证了一般斜坡存在最小安全系数及其原因。本文进一步论证和揭示了这4条特征和规律适用于5种经典有限条分法的计算结果，适用于考虑地下孔隙水压强作用的计算结果，和考虑斜坡土体分层不均质影响的计算结果。特别地，地下孔隙水会加深拥有最小安全系数的潜在滑移面深度。土体黏聚力对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而减小，土体内摩擦角对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而增大。这两种强度随深度的相反贡献规律导致了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数。
2022, 30(1): 101-109.
摘要:
在谷德振先生“水文地质结构”学术思想指引下，本文提出建立结构水文地质学的设想，论述了其基础理论框架。从方法论角度将矿山水害防控分为被动防控和主动防控两种方法。以结构水文地质学指导煤矿高势能突水溃砂防控，分析了被动防控可能产生突水溃砂灾害的机理; 提出了主动地质工程防控的原理，包括地质材料性质改造、结构隔水性能重构、赋存水动力环境改造、减轻采掘诱发覆岩破坏等具体方法。抛砖引玉，以期催生符合中国矿山防治水实践需要的创新理论和方法。 在谷德振先生“水文地质结构”学术思想指引下，本文提出建立结构水文地质学的设想，论述了其基础理论框架。从方法论角度将矿山水害防控分为被动防控和主动防控两种方法。以结构水文地质学指导煤矿高势能突水溃砂防控，分析了被动防控可能产生突水溃砂灾害的机理; 提出了主动地质工程防控的原理，包括地质材料性质改造、结构隔水性能重构、赋存水动力环境改造、减轻采掘诱发覆岩破坏等具体方法。抛砖引玉，以期催生符合中国矿山防治水实践需要的创新理论和方法。
在谷德振先生“水文地质结构”学术思想指引下，本文提出建立结构水文地质学的设想，论述了其基础理论框架。从方法论角度将矿山水害防控分为被动防控和主动防控两种方法。以结构水文地质学指导煤矿高势能突水溃砂防控，分析了被动防控可能产生突水溃砂灾害的机理; 提出了主动地质工程防控的原理，包括地质材料性质改造、结构隔水性能重构、赋存水动力环境改造、减轻采掘诱发覆岩破坏等具体方法。抛砖引玉，以期催生符合中国矿山防治水实践需要的创新理论和方法。 在谷德振先生“水文地质结构”学术思想指引下，本文提出建立结构水文地质学的设想，论述了其基础理论框架。从方法论角度将矿山水害防控分为被动防控和主动防控两种方法。以结构水文地质学指导煤矿高势能突水溃砂防控，分析了被动防控可能产生突水溃砂灾害的机理; 提出了主动地质工程防控的原理，包括地质材料性质改造、结构隔水性能重构、赋存水动力环境改造、减轻采掘诱发覆岩破坏等具体方法。抛砖引玉，以期催生符合中国矿山防治水实践需要的创新理论和方法。
2022, 30(1): 110-116.
摘要:
为了分析边坡的稳定性，提出了一种基于极限平衡理论的分析方法。假定坡体为只受重力作用的弹性体，通过弹性力学解析解求得应力分布，将滑动面用分段二次多项式函数表示，当分段间隔足够小时，这种表示方式可以描述任意曲面形状，根据坡体滑面所满足的Mohr-Coulomb准则，定义边坡稳定安全系数，其为多项式系数的函数。通过混和罚函数优化方法可以求出最危险滑动面对应的多项式系数，获得边坡的稳定安全系数，从而判定边坡的稳定性。所提出的方法与以往方法不同，不用将滑体划分成垂直条块，不用假定滑面上的法向应力分布形式，而直接利用已有的坡体弹性应力解。算例表明:本文方法所得到的结果与简化Bishop法和有限元强度折减法获得的结果非常接近，且基本介于有限元法和简化Bishop法之间。 为了分析边坡的稳定性，提出了一种基于极限平衡理论的分析方法。假定坡体为只受重力作用的弹性体，通过弹性力学解析解求得应力分布，将滑动面用分段二次多项式函数表示，当分段间隔足够小时，这种表示方式可以描述任意曲面形状，根据坡体滑面所满足的Mohr-Coulomb准则，定义边坡稳定安全系数，其为多项式系数的函数。通过混和罚函数优化方法可以求出最危险滑动面对应的多项式系数，获得边坡的稳定安全系数，从而判定边坡的稳定性。所提出的方法与以往方法不同，不用将滑体划分成垂直条块，不用假定滑面上的法向应力分布形式，而直接利用已有的坡体弹性应力解。算例表明:本文方法所得到的结果与简化Bishop法和有限元强度折减法获得的结果非常接近，且基本介于有限元法和简化Bishop法之间。
为了分析边坡的稳定性，提出了一种基于极限平衡理论的分析方法。假定坡体为只受重力作用的弹性体，通过弹性力学解析解求得应力分布，将滑动面用分段二次多项式函数表示，当分段间隔足够小时，这种表示方式可以描述任意曲面形状，根据坡体滑面所满足的Mohr-Coulomb准则，定义边坡稳定安全系数，其为多项式系数的函数。通过混和罚函数优化方法可以求出最危险滑动面对应的多项式系数，获得边坡的稳定安全系数，从而判定边坡的稳定性。所提出的方法与以往方法不同，不用将滑体划分成垂直条块，不用假定滑面上的法向应力分布形式，而直接利用已有的坡体弹性应力解。算例表明:本文方法所得到的结果与简化Bishop法和有限元强度折减法获得的结果非常接近，且基本介于有限元法和简化Bishop法之间。 为了分析边坡的稳定性，提出了一种基于极限平衡理论的分析方法。假定坡体为只受重力作用的弹性体，通过弹性力学解析解求得应力分布，将滑动面用分段二次多项式函数表示，当分段间隔足够小时，这种表示方式可以描述任意曲面形状，根据坡体滑面所满足的Mohr-Coulomb准则，定义边坡稳定安全系数，其为多项式系数的函数。通过混和罚函数优化方法可以求出最危险滑动面对应的多项式系数，获得边坡的稳定安全系数，从而判定边坡的稳定性。所提出的方法与以往方法不同，不用将滑体划分成垂直条块，不用假定滑面上的法向应力分布形式，而直接利用已有的坡体弹性应力解。算例表明:本文方法所得到的结果与简化Bishop法和有限元强度折减法获得的结果非常接近，且基本介于有限元法和简化Bishop法之间。
2022, 30(1): 117-126.
摘要:
城市污泥固化土用作路基填料，对于节约工程成本、保护环境等具有重要意义。本文以城市污泥固化土为研究对象，利用DDS动三轴仪，从干湿循环次数、初始静偏应力、动应力3个方面研究其对累积塑性应变及动强度特性的影响。试验结果表明:在干湿循环单独作用下，土体累积塑性应变随干湿循环次数的增加先增大后趋于稳定，但与初始静偏应力耦合作用下对土体累积塑性应变的影响不太显著。动应力对其影响较大，且存在临界值:当动应力小于临界值时，累积塑性应变呈现出先增大后逐渐稳定的趋势; 当动应力大于临界值时，累积塑性应变在达到某一振次后快速增大，土体迅速产生变形破坏。干湿循环与初始静偏应力都会降低土体的动强度，但干湿循环在达到10次后，动强度将趋于平稳，不再受其影响。通过回归分析，建立了考虑干湿循环次数、初始静偏应力及动应力等因素影响的城市污泥固化土稳定型累积塑性应变模型，并验证了其可行性。 城市污泥固化土用作路基填料，对于节约工程成本、保护环境等具有重要意义。本文以城市污泥固化土为研究对象，利用DDS动三轴仪，从干湿循环次数、初始静偏应力、动应力3个方面研究其对累积塑性应变及动强度特性的影响。试验结果表明:在干湿循环单独作用下，土体累积塑性应变随干湿循环次数的增加先增大后趋于稳定，但与初始静偏应力耦合作用下对土体累积塑性应变的影响不太显著。动应力对其影响较大，且存在临界值:当动应力小于临界值时，累积塑性应变呈现出先增大后逐渐稳定的趋势; 当动应力大于临界值时，累积塑性应变在达到某一振次后快速增大，土体迅速产生变形破坏。干湿循环与初始静偏应力都会降低土体的动强度，但干湿循环在达到10次后，动强度将趋于平稳，不再受其影响。通过回归分析，建立了考虑干湿循环次数、初始静偏应力及动应力等因素影响的城市污泥固化土稳定型累积塑性应变模型，并验证了其可行性。
城市污泥固化土用作路基填料，对于节约工程成本、保护环境等具有重要意义。本文以城市污泥固化土为研究对象，利用DDS动三轴仪，从干湿循环次数、初始静偏应力、动应力3个方面研究其对累积塑性应变及动强度特性的影响。试验结果表明:在干湿循环单独作用下，土体累积塑性应变随干湿循环次数的增加先增大后趋于稳定，但与初始静偏应力耦合作用下对土体累积塑性应变的影响不太显著。动应力对其影响较大，且存在临界值:当动应力小于临界值时，累积塑性应变呈现出先增大后逐渐稳定的趋势; 当动应力大于临界值时，累积塑性应变在达到某一振次后快速增大，土体迅速产生变形破坏。干湿循环与初始静偏应力都会降低土体的动强度，但干湿循环在达到10次后，动强度将趋于平稳，不再受其影响。通过回归分析，建立了考虑干湿循环次数、初始静偏应力及动应力等因素影响的城市污泥固化土稳定型累积塑性应变模型，并验证了其可行性。 城市污泥固化土用作路基填料，对于节约工程成本、保护环境等具有重要意义。本文以城市污泥固化土为研究对象，利用DDS动三轴仪，从干湿循环次数、初始静偏应力、动应力3个方面研究其对累积塑性应变及动强度特性的影响。试验结果表明:在干湿循环单独作用下，土体累积塑性应变随干湿循环次数的增加先增大后趋于稳定，但与初始静偏应力耦合作用下对土体累积塑性应变的影响不太显著。动应力对其影响较大，且存在临界值:当动应力小于临界值时，累积塑性应变呈现出先增大后逐渐稳定的趋势; 当动应力大于临界值时，累积塑性应变在达到某一振次后快速增大，土体迅速产生变形破坏。干湿循环与初始静偏应力都会降低土体的动强度，但干湿循环在达到10次后，动强度将趋于平稳，不再受其影响。通过回归分析，建立了考虑干湿循环次数、初始静偏应力及动应力等因素影响的城市污泥固化土稳定型累积塑性应变模型，并验证了其可行性。
2022, 30(1): 127-143.
摘要:
页岩油资源量潜力巨大，作为一种重要的接替能源，寻求页岩油的有效开发与经济利用的途径，对缓解能源供需矛盾具有重大的现实意义。在分析页岩油原位转化/改质各种方法优缺点的基础上，总结了页岩油裂解生烃转化的温度时间条件与结构演化特征，根据物质与能量平衡原理，提出了页岩油化学生热原位转化开采理论与方法，论证了该方法温度水平、热量供给和固相体积变化等技术可行性，提出了关键技术可能突破的工艺路径。得出了如下结论:当前中低成熟度页岩油和油页岩地下原位转化/改质方法主要面临热效率低、污染风险高和储层沉降失稳等瓶颈难题; 提出了页岩油化学生热原位开采理论，采用氧化钙与水反应为有机质原位转化提供热量，通过热量平衡与固相物质平衡分析、高压氧化钙水解试验，证明了该理论方法的技术可行性和经济性; 建立了页岩油化学生热原位转化开采方法，提出了氧化钙粉末表面包覆改性、氧化钙微球、氧化钙羟基注入液、高压空气氧化钙粉末注入等核心技术工艺路径。 页岩油资源量潜力巨大，作为一种重要的接替能源，寻求页岩油的有效开发与经济利用的途径，对缓解能源供需矛盾具有重大的现实意义。在分析页岩油原位转化/改质各种方法优缺点的基础上，总结了页岩油裂解生烃转化的温度时间条件与结构演化特征，根据物质与能量平衡原理，提出了页岩油化学生热原位转化开采理论与方法，论证了该方法温度水平、热量供给和固相体积变化等技术可行性，提出了关键技术可能突破的工艺路径。得出了如下结论:当前中低成熟度页岩油和油页岩地下原位转化/改质方法主要面临热效率低、污染风险高和储层沉降失稳等瓶颈难题; 提出了页岩油化学生热原位开采理论，采用氧化钙与水反应为有机质原位转化提供热量，通过热量平衡与固相物质平衡分析、高压氧化钙水解试验，证明了该理论方法的技术可行性和经济性; 建立了页岩油化学生热原位转化开采方法，提出了氧化钙粉末表面包覆改性、氧化钙微球、氧化钙羟基注入液、高压空气氧化钙粉末注入等核心技术工艺路径。
页岩油资源量潜力巨大，作为一种重要的接替能源，寻求页岩油的有效开发与经济利用的途径，对缓解能源供需矛盾具有重大的现实意义。在分析页岩油原位转化/改质各种方法优缺点的基础上，总结了页岩油裂解生烃转化的温度时间条件与结构演化特征，根据物质与能量平衡原理，提出了页岩油化学生热原位转化开采理论与方法，论证了该方法温度水平、热量供给和固相体积变化等技术可行性，提出了关键技术可能突破的工艺路径。得出了如下结论:当前中低成熟度页岩油和油页岩地下原位转化/改质方法主要面临热效率低、污染风险高和储层沉降失稳等瓶颈难题; 提出了页岩油化学生热原位开采理论，采用氧化钙与水反应为有机质原位转化提供热量，通过热量平衡与固相物质平衡分析、高压氧化钙水解试验，证明了该理论方法的技术可行性和经济性; 建立了页岩油化学生热原位转化开采方法，提出了氧化钙粉末表面包覆改性、氧化钙微球、氧化钙羟基注入液、高压空气氧化钙粉末注入等核心技术工艺路径。 页岩油资源量潜力巨大，作为一种重要的接替能源，寻求页岩油的有效开发与经济利用的途径，对缓解能源供需矛盾具有重大的现实意义。在分析页岩油原位转化/改质各种方法优缺点的基础上，总结了页岩油裂解生烃转化的温度时间条件与结构演化特征，根据物质与能量平衡原理，提出了页岩油化学生热原位转化开采理论与方法，论证了该方法温度水平、热量供给和固相体积变化等技术可行性，提出了关键技术可能突破的工艺路径。得出了如下结论:当前中低成熟度页岩油和油页岩地下原位转化/改质方法主要面临热效率低、污染风险高和储层沉降失稳等瓶颈难题; 提出了页岩油化学生热原位开采理论，采用氧化钙与水反应为有机质原位转化提供热量，通过热量平衡与固相物质平衡分析、高压氧化钙水解试验，证明了该理论方法的技术可行性和经济性; 建立了页岩油化学生热原位转化开采方法，提出了氧化钙粉末表面包覆改性、氧化钙微球、氧化钙羟基注入液、高压空气氧化钙粉末注入等核心技术工艺路径。
2022, 30(1): 144-153.
摘要:
为明确不同含水率古土壤在冻融循环作用下其微观结构特性及古土壤损伤机制，采用核磁共振扫描仪对不同含水率冻融循环后的古土壤试样进行测试，研究冻融循环和含水率共同作用对古土壤微观结构的影响及土体内部损伤变化。结果表明:冻融循环下不同含水率使土体内部产生不同程度的损伤，损伤程度为含水率大的土体大于含水率小的土体。随着冻融循环次数增加，T2谱曲线信号幅度增加，孔隙结构改变，大孔隙、最大孔隙含量增加，中孔隙含量减小; 同时含水率较大的土体孔隙体积增大幅度大于含水率较小的土体，说明在季节冻土区建设工程中含水率越大土体越易发生破坏，因此在工程中应注意防排水问题。依据损伤力学原理，得出土体颗粒连续性与孔隙率关系，进而得出有效应力与孔隙率关系; 根据核磁扫描结果，建立孔隙率与冻融循环次数关系，最终推导出古土壤有效应力与冻融循环次数关系表达式。研究成果为季节冻土区古土壤地层建设工程提供理论指导。 为明确不同含水率古土壤在冻融循环作用下其微观结构特性及古土壤损伤机制，采用核磁共振扫描仪对不同含水率冻融循环后的古土壤试样进行测试，研究冻融循环和含水率共同作用对古土壤微观结构的影响及土体内部损伤变化。结果表明:冻融循环下不同含水率使土体内部产生不同程度的损伤，损伤程度为含水率大的土体大于含水率小的土体。随着冻融循环次数增加，T2谱曲线信号幅度增加，孔隙结构改变，大孔隙、最大孔隙含量增加，中孔隙含量减小; 同时含水率较大的土体孔隙体积增大幅度大于含水率较小的土体，说明在季节冻土区建设工程中含水率越大土体越易发生破坏，因此在工程中应注意防排水问题。依据损伤力学原理，得出土体颗粒连续性与孔隙率关系，进而得出有效应力与孔隙率关系; 根据核磁扫描结果，建立孔隙率与冻融循环次数关系，最终推导出古土壤有效应力与冻融循环次数关系表达式。研究成果为季节冻土区古土壤地层建设工程提供理论指导。
为明确不同含水率古土壤在冻融循环作用下其微观结构特性及古土壤损伤机制，采用核磁共振扫描仪对不同含水率冻融循环后的古土壤试样进行测试，研究冻融循环和含水率共同作用对古土壤微观结构的影响及土体内部损伤变化。结果表明:冻融循环下不同含水率使土体内部产生不同程度的损伤，损伤程度为含水率大的土体大于含水率小的土体。随着冻融循环次数增加，T2谱曲线信号幅度增加，孔隙结构改变，大孔隙、最大孔隙含量增加，中孔隙含量减小; 同时含水率较大的土体孔隙体积增大幅度大于含水率较小的土体，说明在季节冻土区建设工程中含水率越大土体越易发生破坏，因此在工程中应注意防排水问题。依据损伤力学原理，得出土体颗粒连续性与孔隙率关系，进而得出有效应力与孔隙率关系; 根据核磁扫描结果，建立孔隙率与冻融循环次数关系，最终推导出古土壤有效应力与冻融循环次数关系表达式。研究成果为季节冻土区古土壤地层建设工程提供理论指导。 为明确不同含水率古土壤在冻融循环作用下其微观结构特性及古土壤损伤机制，采用核磁共振扫描仪对不同含水率冻融循环后的古土壤试样进行测试，研究冻融循环和含水率共同作用对古土壤微观结构的影响及土体内部损伤变化。结果表明:冻融循环下不同含水率使土体内部产生不同程度的损伤，损伤程度为含水率大的土体大于含水率小的土体。随着冻融循环次数增加，T2谱曲线信号幅度增加，孔隙结构改变，大孔隙、最大孔隙含量增加，中孔隙含量减小; 同时含水率较大的土体孔隙体积增大幅度大于含水率较小的土体，说明在季节冻土区建设工程中含水率越大土体越易发生破坏，因此在工程中应注意防排水问题。依据损伤力学原理，得出土体颗粒连续性与孔隙率关系，进而得出有效应力与孔隙率关系; 根据核磁扫描结果，建立孔隙率与冻融循环次数关系，最终推导出古土壤有效应力与冻融循环次数关系表达式。研究成果为季节冻土区古土壤地层建设工程提供理论指导。
2022, 30(1): 154-163.
摘要:
天津滨海吹填场区典型的“上软下硬”的双层软黏土地基具有复杂的物理性质和工程特性，其在不同荷载作用模式下的变形特性有所不同，在工程实践中往往会产生较大的工后沉降和不均匀沉降，从而导致修建于其上的建筑物出现诸多工程问题。现阶段对于不同荷载作用下吹填场区形成的“上软下硬”双层软黏土地基的变形特性及机理研究甚少，导致理论研究远远落后于工程实践，制约了吹填场区经济建设的快速发展，因此对此类地基的变形特性展开研究显得尤为重要。基于此，本文针对吹填场区“上软下硬”的双层软黏土地基，开展了反复荷载和恒定荷载作用下的一维固结试验和扫描电镜试验(SEM)，得到了不同荷载模式作用下的压缩特性及其微观机理，为吹填场区双层软黏土地基变形模型建立及长期工后沉降预测提供理论依据。研究表明:双层软黏土地基的压缩系数和固结系数在反复荷载作用初期明显减小，而后缓慢减小直至趋于稳定; 与反复荷载相比，恒定荷载作用下试样的压缩系数初期值增加，固结系数初期值减小，其变化量均在40% ~50%的范围内; 当荷载等级一定时，反复荷载作用引起双层软黏土地基产生的沉降量相比于恒定荷载作用多30% ~45%; 随着荷载等级的增加，土样内部大孔隙受到挤压而减少，孔隙的圆度和定向性加强，土体结构更密实，均一化程度提高; 相比于恒定荷载模式，反复荷载作用下土样内部孔隙形状更接近于圆形，孔隙定向性更好，土体内部结构强化程度大，但有序性相对较差。 天津滨海吹填场区典型的“上软下硬”的双层软黏土地基具有复杂的物理性质和工程特性，其在不同荷载作用模式下的变形特性有所不同，在工程实践中往往会产生较大的工后沉降和不均匀沉降，从而导致修建于其上的建筑物出现诸多工程问题。现阶段对于不同荷载作用下吹填场区形成的“上软下硬”双层软黏土地基的变形特性及机理研究甚少，导致理论研究远远落后于工程实践，制约了吹填场区经济建设的快速发展，因此对此类地基的变形特性展开研究显得尤为重要。基于此，本文针对吹填场区“上软下硬”的双层软黏土地基，开展了反复荷载和恒定荷载作用下的一维固结试验和扫描电镜试验(SEM)，得到了不同荷载模式作用下的压缩特性及其微观机理，为吹填场区双层软黏土地基变形模型建立及长期工后沉降预测提供理论依据。研究表明:双层软黏土地基的压缩系数和固结系数在反复荷载作用初期明显减小，而后缓慢减小直至趋于稳定; 与反复荷载相比，恒定荷载作用下试样的压缩系数初期值增加，固结系数初期值减小，其变化量均在40% ~50%的范围内; 当荷载等级一定时，反复荷载作用引起双层软黏土地基产生的沉降量相比于恒定荷载作用多30% ~45%; 随着荷载等级的增加，土样内部大孔隙受到挤压而减少，孔隙的圆度和定向性加强，土体结构更密实，均一化程度提高; 相比于恒定荷载模式，反复荷载作用下土样内部孔隙形状更接近于圆形，孔隙定向性更好，土体内部结构强化程度大，但有序性相对较差。
天津滨海吹填场区典型的“上软下硬”的双层软黏土地基具有复杂的物理性质和工程特性，其在不同荷载作用模式下的变形特性有所不同，在工程实践中往往会产生较大的工后沉降和不均匀沉降，从而导致修建于其上的建筑物出现诸多工程问题。现阶段对于不同荷载作用下吹填场区形成的“上软下硬”双层软黏土地基的变形特性及机理研究甚少，导致理论研究远远落后于工程实践，制约了吹填场区经济建设的快速发展，因此对此类地基的变形特性展开研究显得尤为重要。基于此，本文针对吹填场区“上软下硬”的双层软黏土地基，开展了反复荷载和恒定荷载作用下的一维固结试验和扫描电镜试验(SEM)，得到了不同荷载模式作用下的压缩特性及其微观机理，为吹填场区双层软黏土地基变形模型建立及长期工后沉降预测提供理论依据。研究表明:双层软黏土地基的压缩系数和固结系数在反复荷载作用初期明显减小，而后缓慢减小直至趋于稳定; 与反复荷载相比，恒定荷载作用下试样的压缩系数初期值增加，固结系数初期值减小，其变化量均在40% ~50%的范围内; 当荷载等级一定时，反复荷载作用引起双层软黏土地基产生的沉降量相比于恒定荷载作用多30% ~45%; 随着荷载等级的增加，土样内部大孔隙受到挤压而减少，孔隙的圆度和定向性加强，土体结构更密实，均一化程度提高; 相比于恒定荷载模式，反复荷载作用下土样内部孔隙形状更接近于圆形，孔隙定向性更好，土体内部结构强化程度大，但有序性相对较差。 天津滨海吹填场区典型的“上软下硬”的双层软黏土地基具有复杂的物理性质和工程特性，其在不同荷载作用模式下的变形特性有所不同，在工程实践中往往会产生较大的工后沉降和不均匀沉降，从而导致修建于其上的建筑物出现诸多工程问题。现阶段对于不同荷载作用下吹填场区形成的“上软下硬”双层软黏土地基的变形特性及机理研究甚少，导致理论研究远远落后于工程实践，制约了吹填场区经济建设的快速发展，因此对此类地基的变形特性展开研究显得尤为重要。基于此，本文针对吹填场区“上软下硬”的双层软黏土地基，开展了反复荷载和恒定荷载作用下的一维固结试验和扫描电镜试验(SEM)，得到了不同荷载模式作用下的压缩特性及其微观机理，为吹填场区双层软黏土地基变形模型建立及长期工后沉降预测提供理论依据。研究表明:双层软黏土地基的压缩系数和固结系数在反复荷载作用初期明显减小，而后缓慢减小直至趋于稳定; 与反复荷载相比，恒定荷载作用下试样的压缩系数初期值增加，固结系数初期值减小，其变化量均在40% ~50%的范围内; 当荷载等级一定时，反复荷载作用引起双层软黏土地基产生的沉降量相比于恒定荷载作用多30% ~45%; 随着荷载等级的增加，土样内部大孔隙受到挤压而减少，孔隙的圆度和定向性加强，土体结构更密实，均一化程度提高; 相比于恒定荷载模式，反复荷载作用下土样内部孔隙形状更接近于圆形，孔隙定向性更好，土体内部结构强化程度大，但有序性相对较差。
2022, 30(1): 164-176.
摘要:
位于白龙江断裂带的甘肃舟曲江顶崖古滑坡规模巨大，受断裂活动、降雨入渗与河流侵蚀和人类工程活动等因素影响，多次发生复活-堵塞白龙江灾害事件，造成极大危害。为研究江顶崖古滑坡的复活机理，本文在野外地质调查的基础上，重点开展了滑体在含水率为10%、15%和20%条件下的离心机模型试验。研究表明:在滑体含水率为10%情况下，试验结束后仅在坡体中后部产生少量裂缝，但滑坡体整体还处于稳定状态; 而在滑体含水率为15%和20%情况下，滑坡均发生了破坏，在滑体含水率分别为15%、20%情况下坡体失稳所需离心加速度分别为100g和50g。试验测试分析表明，江顶崖古滑坡为推移式滑坡，其变形先从坡体中后部开始，坡体中后部产生裂缝，随后裂缝逐渐向前缘扩展，最终裂缝贯通造成滑坡滑动破坏。滑坡体的变形过程主要分为3个阶段: ①变形启动阶段(裂缝开始形成阶段); ②变形加速阶段(裂缝加速发展阶段); ③失稳阶段。通过离心模拟试验，结合野外调查分析，认为江顶崖古滑坡复活的因素主要受降雨和孔隙水压力的影响，是受前缘河流侵蚀牵引、降雨入渗造成滑坡中后部推移的耦合滑动。 位于白龙江断裂带的甘肃舟曲江顶崖古滑坡规模巨大，受断裂活动、降雨入渗与河流侵蚀和人类工程活动等因素影响，多次发生复活-堵塞白龙江灾害事件，造成极大危害。为研究江顶崖古滑坡的复活机理，本文在野外地质调查的基础上，重点开展了滑体在含水率为10%、15%和20%条件下的离心机模型试验。研究表明:在滑体含水率为10%情况下，试验结束后仅在坡体中后部产生少量裂缝，但滑坡体整体还处于稳定状态; 而在滑体含水率为15%和20%情况下，滑坡均发生了破坏，在滑体含水率分别为15%、20%情况下坡体失稳所需离心加速度分别为100g和50g。试验测试分析表明，江顶崖古滑坡为推移式滑坡，其变形先从坡体中后部开始，坡体中后部产生裂缝，随后裂缝逐渐向前缘扩展，最终裂缝贯通造成滑坡滑动破坏。滑坡体的变形过程主要分为3个阶段: ①变形启动阶段(裂缝开始形成阶段); ②变形加速阶段(裂缝加速发展阶段); ③失稳阶段。通过离心模拟试验，结合野外调查分析，认为江顶崖古滑坡复活的因素主要受降雨和孔隙水压力的影响，是受前缘河流侵蚀牵引、降雨入渗造成滑坡中后部推移的耦合滑动。
位于白龙江断裂带的甘肃舟曲江顶崖古滑坡规模巨大，受断裂活动、降雨入渗与河流侵蚀和人类工程活动等因素影响，多次发生复活-堵塞白龙江灾害事件，造成极大危害。为研究江顶崖古滑坡的复活机理，本文在野外地质调查的基础上，重点开展了滑体在含水率为10%、15%和20%条件下的离心机模型试验。研究表明:在滑体含水率为10%情况下，试验结束后仅在坡体中后部产生少量裂缝，但滑坡体整体还处于稳定状态; 而在滑体含水率为15%和20%情况下，滑坡均发生了破坏，在滑体含水率分别为15%、20%情况下坡体失稳所需离心加速度分别为100g和50g。试验测试分析表明，江顶崖古滑坡为推移式滑坡，其变形先从坡体中后部开始，坡体中后部产生裂缝，随后裂缝逐渐向前缘扩展，最终裂缝贯通造成滑坡滑动破坏。滑坡体的变形过程主要分为3个阶段: ①变形启动阶段(裂缝开始形成阶段); ②变形加速阶段(裂缝加速发展阶段); ③失稳阶段。通过离心模拟试验，结合野外调查分析，认为江顶崖古滑坡复活的因素主要受降雨和孔隙水压力的影响，是受前缘河流侵蚀牵引、降雨入渗造成滑坡中后部推移的耦合滑动。 位于白龙江断裂带的甘肃舟曲江顶崖古滑坡规模巨大，受断裂活动、降雨入渗与河流侵蚀和人类工程活动等因素影响，多次发生复活-堵塞白龙江灾害事件，造成极大危害。为研究江顶崖古滑坡的复活机理，本文在野外地质调查的基础上，重点开展了滑体在含水率为10%、15%和20%条件下的离心机模型试验。研究表明:在滑体含水率为10%情况下，试验结束后仅在坡体中后部产生少量裂缝，但滑坡体整体还处于稳定状态; 而在滑体含水率为15%和20%情况下，滑坡均发生了破坏，在滑体含水率分别为15%、20%情况下坡体失稳所需离心加速度分别为100g和50g。试验测试分析表明，江顶崖古滑坡为推移式滑坡，其变形先从坡体中后部开始，坡体中后部产生裂缝，随后裂缝逐渐向前缘扩展，最终裂缝贯通造成滑坡滑动破坏。滑坡体的变形过程主要分为3个阶段: ①变形启动阶段(裂缝开始形成阶段); ②变形加速阶段(裂缝加速发展阶段); ③失稳阶段。通过离心模拟试验，结合野外调查分析，认为江顶崖古滑坡复活的因素主要受降雨和孔隙水压力的影响，是受前缘河流侵蚀牵引、降雨入渗造成滑坡中后部推移的耦合滑动。
2022, 30(1): 177-186.
摘要:
边坡临滑预警一直是地灾研究的难点与热点问题。本文采用一种力学监测方法(牛顿力监测)对雅安宝兴县某傍山公路边坡进行监测，该边坡位于唐包滑坡老滑坡体下缘边界处。经过4个月的连续监测，获取了大量监测数据，并成功预报了两次局部滑坡。本文首先整合牛顿力监测数据和降雨量监测数据，再将监测曲线与滑坡演化过程进行对比分析，揭示滑坡过程中的力学演化规律，对降雨条件下诱发滑坡的原因进行了分析。然后对牛顿力监测预警成功的案例其临滑预警时长与滑坡体量间的关系进行拟合，发现存在明显的正相关关系。最后讨论了牛顿力监测方法与斋藤模型之间的关联性以及优劣势，并根据各自的特点提出了由面到点的监测预警思路。通过分析，牛顿力监测曲线与滑坡演化过程能较好对应，并可将土质滑坡分为3阶段:(1)牛顿力上升阶段; (2)牛顿力突降阶段; (3)滑坡阶段。本文为牛顿力监测系统的推广提供了实践经验，并为力学监测与位移监测结合的研究提供一个新的思路。 边坡临滑预警一直是地灾研究的难点与热点问题。本文采用一种力学监测方法(牛顿力监测)对雅安宝兴县某傍山公路边坡进行监测，该边坡位于唐包滑坡老滑坡体下缘边界处。经过4个月的连续监测，获取了大量监测数据，并成功预报了两次局部滑坡。本文首先整合牛顿力监测数据和降雨量监测数据，再将监测曲线与滑坡演化过程进行对比分析，揭示滑坡过程中的力学演化规律，对降雨条件下诱发滑坡的原因进行了分析。然后对牛顿力监测预警成功的案例其临滑预警时长与滑坡体量间的关系进行拟合，发现存在明显的正相关关系。最后讨论了牛顿力监测方法与斋藤模型之间的关联性以及优劣势，并根据各自的特点提出了由面到点的监测预警思路。通过分析，牛顿力监测曲线与滑坡演化过程能较好对应，并可将土质滑坡分为3阶段:(1)牛顿力上升阶段; (2)牛顿力突降阶段; (3)滑坡阶段。本文为牛顿力监测系统的推广提供了实践经验，并为力学监测与位移监测结合的研究提供一个新的思路。
边坡临滑预警一直是地灾研究的难点与热点问题。本文采用一种力学监测方法(牛顿力监测)对雅安宝兴县某傍山公路边坡进行监测，该边坡位于唐包滑坡老滑坡体下缘边界处。经过4个月的连续监测，获取了大量监测数据，并成功预报了两次局部滑坡。本文首先整合牛顿力监测数据和降雨量监测数据，再将监测曲线与滑坡演化过程进行对比分析，揭示滑坡过程中的力学演化规律，对降雨条件下诱发滑坡的原因进行了分析。然后对牛顿力监测预警成功的案例其临滑预警时长与滑坡体量间的关系进行拟合，发现存在明显的正相关关系。最后讨论了牛顿力监测方法与斋藤模型之间的关联性以及优劣势，并根据各自的特点提出了由面到点的监测预警思路。通过分析，牛顿力监测曲线与滑坡演化过程能较好对应，并可将土质滑坡分为3阶段:(1)牛顿力上升阶段; (2)牛顿力突降阶段; (3)滑坡阶段。本文为牛顿力监测系统的推广提供了实践经验，并为力学监测与位移监测结合的研究提供一个新的思路。 边坡临滑预警一直是地灾研究的难点与热点问题。本文采用一种力学监测方法(牛顿力监测)对雅安宝兴县某傍山公路边坡进行监测，该边坡位于唐包滑坡老滑坡体下缘边界处。经过4个月的连续监测，获取了大量监测数据，并成功预报了两次局部滑坡。本文首先整合牛顿力监测数据和降雨量监测数据，再将监测曲线与滑坡演化过程进行对比分析，揭示滑坡过程中的力学演化规律，对降雨条件下诱发滑坡的原因进行了分析。然后对牛顿力监测预警成功的案例其临滑预警时长与滑坡体量间的关系进行拟合，发现存在明显的正相关关系。最后讨论了牛顿力监测方法与斋藤模型之间的关联性以及优劣势，并根据各自的特点提出了由面到点的监测预警思路。通过分析，牛顿力监测曲线与滑坡演化过程能较好对应，并可将土质滑坡分为3阶段:(1)牛顿力上升阶段; (2)牛顿力突降阶段; (3)滑坡阶段。本文为牛顿力监测系统的推广提供了实践经验，并为力学监测与位移监测结合的研究提供一个新的思路。
2022, 30(1): 187-196.
摘要:
白垩系砂岩沉积时间短，胶结程度差，在水化作用下极易发生崩解。选用湖北宜昌地区白垩系五龙组砂岩开展室内静态与动态崩解试验，分析了静动态崩解方式下白垩系砂岩的耐崩解指数的变化规律。通过测定崩解循环后不同粒径范围内崩解物颗粒质量百分含量的变化分析白垩系砂岩的崩解过程，采用电镜扫描试验观察崩解前后白垩系砂岩的镜下微观特征，根据崩解后崩解残留物的形态特征分析白垩系砂岩的崩解破坏模式，研究白垩系砂岩的崩解机理；从能量耗散的角度入手，引用表面能增量定量描述白垩系砂岩崩解过程中的破碎程度。结果表明：静态崩解下白垩系砂岩的耐崩解指数整体上低于动态崩解，随着崩解次数变大，小粒径颗粒(0.25~0.075 mm)的质量百分含量逐渐增加，最终趋于稳定；白垩系砂岩的崩解破坏主要是沿着节理裂隙面、颗粒胶结面以及微裂隙逐渐展开，随着崩解物粒径由大变小，与水的接触机会增多，且相应的裂隙扩展路径变短，崩解物破碎程度加大。采用表面能累计增量可以较好地反映白垩系砂岩在崩解过程中的破碎程度，表面能累计增量越大，崩解残留物越破碎，崩解程度越高。研究成果可为易崩解软岩地区岩土体工程性质评价提供理论参考。 白垩系砂岩沉积时间短，胶结程度差，在水化作用下极易发生崩解。选用湖北宜昌地区白垩系五龙组砂岩开展室内静态与动态崩解试验，分析了静动态崩解方式下白垩系砂岩的耐崩解指数的变化规律。通过测定崩解循环后不同粒径范围内崩解物颗粒质量百分含量的变化分析白垩系砂岩的崩解过程，采用电镜扫描试验观察崩解前后白垩系砂岩的镜下微观特征，根据崩解后崩解残留物的形态特征分析白垩系砂岩的崩解破坏模式，研究白垩系砂岩的崩解机理；从能量耗散的角度入手，引用表面能增量定量描述白垩系砂岩崩解过程中的破碎程度。结果表明：静态崩解下白垩系砂岩的耐崩解指数整体上低于动态崩解，随着崩解次数变大，小粒径颗粒(0.25~0.075 mm)的质量百分含量逐渐增加，最终趋于稳定；白垩系砂岩的崩解破坏主要是沿着节理裂隙面、颗粒胶结面以及微裂隙逐渐展开，随着崩解物粒径由大变小，与水的接触机会增多，且相应的裂隙扩展路径变短，崩解物破碎程度加大。采用表面能累计增量可以较好地反映白垩系砂岩在崩解过程中的破碎程度，表面能累计增量越大，崩解残留物越破碎，崩解程度越高。研究成果可为易崩解软岩地区岩土体工程性质评价提供理论参考。
白垩系砂岩沉积时间短，胶结程度差，在水化作用下极易发生崩解。选用湖北宜昌地区白垩系五龙组砂岩开展室内静态与动态崩解试验，分析了静动态崩解方式下白垩系砂岩的耐崩解指数的变化规律。通过测定崩解循环后不同粒径范围内崩解物颗粒质量百分含量的变化分析白垩系砂岩的崩解过程，采用电镜扫描试验观察崩解前后白垩系砂岩的镜下微观特征，根据崩解后崩解残留物的形态特征分析白垩系砂岩的崩解破坏模式，研究白垩系砂岩的崩解机理；从能量耗散的角度入手，引用表面能增量定量描述白垩系砂岩崩解过程中的破碎程度。结果表明：静态崩解下白垩系砂岩的耐崩解指数整体上低于动态崩解，随着崩解次数变大，小粒径颗粒(0.25~0.075 mm)的质量百分含量逐渐增加，最终趋于稳定；白垩系砂岩的崩解破坏主要是沿着节理裂隙面、颗粒胶结面以及微裂隙逐渐展开，随着崩解物粒径由大变小，与水的接触机会增多，且相应的裂隙扩展路径变短，崩解物破碎程度加大。采用表面能累计增量可以较好地反映白垩系砂岩在崩解过程中的破碎程度，表面能累计增量越大，崩解残留物越破碎，崩解程度越高。研究成果可为易崩解软岩地区岩土体工程性质评价提供理论参考。 白垩系砂岩沉积时间短，胶结程度差，在水化作用下极易发生崩解。选用湖北宜昌地区白垩系五龙组砂岩开展室内静态与动态崩解试验，分析了静动态崩解方式下白垩系砂岩的耐崩解指数的变化规律。通过测定崩解循环后不同粒径范围内崩解物颗粒质量百分含量的变化分析白垩系砂岩的崩解过程，采用电镜扫描试验观察崩解前后白垩系砂岩的镜下微观特征，根据崩解后崩解残留物的形态特征分析白垩系砂岩的崩解破坏模式，研究白垩系砂岩的崩解机理；从能量耗散的角度入手，引用表面能增量定量描述白垩系砂岩崩解过程中的破碎程度。结果表明：静态崩解下白垩系砂岩的耐崩解指数整体上低于动态崩解，随着崩解次数变大，小粒径颗粒(0.25~0.075 mm)的质量百分含量逐渐增加，最终趋于稳定；白垩系砂岩的崩解破坏主要是沿着节理裂隙面、颗粒胶结面以及微裂隙逐渐展开，随着崩解物粒径由大变小，与水的接触机会增多，且相应的裂隙扩展路径变短，崩解物破碎程度加大。采用表面能累计增量可以较好地反映白垩系砂岩在崩解过程中的破碎程度，表面能累计增量越大，崩解残留物越破碎，崩解程度越高。研究成果可为易崩解软岩地区岩土体工程性质评价提供理论参考。
2022, 30(1): 197-204.
摘要:
目前复杂地质条件滑坡抗滑桩工作状态下的受力变形研究仍不够充分。为了研究江顶崖堆积体滑坡抗滑桩的桩身响应，在抗滑桩内布置弦式钢筋应力计和埋入式应变计，对抗滑桩进行长期桩身应力-应变监测，基于监测数据建立计算模型计算抗滑桩全桩弯矩，用有限元软件PLAXIS 3D建立模型对抗滑桩进行研究。结果表明：监测到的单根钢筋最大应力为112.5 MPa，远小于设计值，弦式应变计最大应变为34 με；建立的单筋矩形截面受弯构件计算模型较为可靠，可用于类似工程中；有限元软件计算所得弯矩小于设计弯矩，两者变化趋势相同；抗滑桩目前处于安全状态，滑坡治理效果显著。 目前复杂地质条件滑坡抗滑桩工作状态下的受力变形研究仍不够充分。为了研究江顶崖堆积体滑坡抗滑桩的桩身响应，在抗滑桩内布置弦式钢筋应力计和埋入式应变计，对抗滑桩进行长期桩身应力-应变监测，基于监测数据建立计算模型计算抗滑桩全桩弯矩，用有限元软件PLAXIS 3D建立模型对抗滑桩进行研究。结果表明：监测到的单根钢筋最大应力为112.5 MPa，远小于设计值，弦式应变计最大应变为34 με；建立的单筋矩形截面受弯构件计算模型较为可靠，可用于类似工程中；有限元软件计算所得弯矩小于设计弯矩，两者变化趋势相同；抗滑桩目前处于安全状态，滑坡治理效果显著。
目前复杂地质条件滑坡抗滑桩工作状态下的受力变形研究仍不够充分。为了研究江顶崖堆积体滑坡抗滑桩的桩身响应，在抗滑桩内布置弦式钢筋应力计和埋入式应变计，对抗滑桩进行长期桩身应力-应变监测，基于监测数据建立计算模型计算抗滑桩全桩弯矩，用有限元软件PLAXIS 3D建立模型对抗滑桩进行研究。结果表明：监测到的单根钢筋最大应力为112.5 MPa，远小于设计值，弦式应变计最大应变为34 με；建立的单筋矩形截面受弯构件计算模型较为可靠，可用于类似工程中；有限元软件计算所得弯矩小于设计弯矩，两者变化趋势相同；抗滑桩目前处于安全状态，滑坡治理效果显著。 目前复杂地质条件滑坡抗滑桩工作状态下的受力变形研究仍不够充分。为了研究江顶崖堆积体滑坡抗滑桩的桩身响应，在抗滑桩内布置弦式钢筋应力计和埋入式应变计，对抗滑桩进行长期桩身应力-应变监测，基于监测数据建立计算模型计算抗滑桩全桩弯矩，用有限元软件PLAXIS 3D建立模型对抗滑桩进行研究。结果表明：监测到的单根钢筋最大应力为112.5 MPa，远小于设计值，弦式应变计最大应变为34 με；建立的单筋矩形截面受弯构件计算模型较为可靠，可用于类似工程中；有限元软件计算所得弯矩小于设计弯矩，两者变化趋势相同；抗滑桩目前处于安全状态，滑坡治理效果显著。
2022, 30(1): 205-215.
摘要:
页岩气作为一种高效、清洁能源对我国的能源结构改革具有重要意义。由于页岩具有埋深大、地应力较高、孔隙率低等特点导致页岩气开采效率极低。为了探究氧化作用对牛蹄塘页岩的反应机理及在氧化作用下孔隙结构的变化，及探究合理的试验方案进而提高页岩的渗透率和页岩气的开采效率。本文以湖南牛蹄塘组页岩为研究对象，采用30%的过氧化氢溶液对牛蹄塘组页岩试样进行分级浸泡后采用超景深显微镜观察试样表面孔隙结构变化和裂隙演化规律；采用扫描电镜观测氧化前后页岩自然断面和由于氧化作用导致断裂层理面微观结构的变化；采用压汞实验测定氧化前后试样的孔隙结构和氧化作用对页岩孔隙率的改变。结果表明：1牛蹄塘组页岩在浸泡8 h后开始逐渐反应产生大量气泡并在试样表面产生附着物，试样层理间力学性质随反应进行不断弱化，最终试样沿层理断裂。2通过扫描电镜观察到在原始页岩试样中铁元素以硫铁矿形式大面积附着在黏土表面，氧化后硫铁矿中的硫元素基本被氧元素替换。3通过压汞实验得到氧化360 h后的试样较原始试样的孔隙体积由0.041 mL·g-1提升到0.137 mL·g-1、孔隙率由9.35%提升至25.35%。由此可得，氧化对富有机质页岩的孔隙结构产生显著变化、增强了页岩气在页岩中的运移能力。 页岩气作为一种高效、清洁能源对我国的能源结构改革具有重要意义。由于页岩具有埋深大、地应力较高、孔隙率低等特点导致页岩气开采效率极低。为了探究氧化作用对牛蹄塘页岩的反应机理及在氧化作用下孔隙结构的变化，及探究合理的试验方案进而提高页岩的渗透率和页岩气的开采效率。本文以湖南牛蹄塘组页岩为研究对象，采用30%的过氧化氢溶液对牛蹄塘组页岩试样进行分级浸泡后采用超景深显微镜观察试样表面孔隙结构变化和裂隙演化规律；采用扫描电镜观测氧化前后页岩自然断面和由于氧化作用导致断裂层理面微观结构的变化；采用压汞实验测定氧化前后试样的孔隙结构和氧化作用对页岩孔隙率的改变。结果表明：1牛蹄塘组页岩在浸泡8 h后开始逐渐反应产生大量气泡并在试样表面产生附着物，试样层理间力学性质随反应进行不断弱化，最终试样沿层理断裂。2通过扫描电镜观察到在原始页岩试样中铁元素以硫铁矿形式大面积附着在黏土表面，氧化后硫铁矿中的硫元素基本被氧元素替换。3通过压汞实验得到氧化360 h后的试样较原始试样的孔隙体积由0.041 mL·g-1提升到0.137 mL·g-1、孔隙率由9.35%提升至25.35%。由此可得，氧化对富有机质页岩的孔隙结构产生显著变化、增强了页岩气在页岩中的运移能力。
页岩气作为一种高效、清洁能源对我国的能源结构改革具有重要意义。由于页岩具有埋深大、地应力较高、孔隙率低等特点导致页岩气开采效率极低。为了探究氧化作用对牛蹄塘页岩的反应机理及在氧化作用下孔隙结构的变化，及探究合理的试验方案进而提高页岩的渗透率和页岩气的开采效率。本文以湖南牛蹄塘组页岩为研究对象，采用30%的过氧化氢溶液对牛蹄塘组页岩试样进行分级浸泡后采用超景深显微镜观察试样表面孔隙结构变化和裂隙演化规律；采用扫描电镜观测氧化前后页岩自然断面和由于氧化作用导致断裂层理面微观结构的变化；采用压汞实验测定氧化前后试样的孔隙结构和氧化作用对页岩孔隙率的改变。结果表明：1牛蹄塘组页岩在浸泡8 h后开始逐渐反应产生大量气泡并在试样表面产生附着物，试样层理间力学性质随反应进行不断弱化，最终试样沿层理断裂。2通过扫描电镜观察到在原始页岩试样中铁元素以硫铁矿形式大面积附着在黏土表面，氧化后硫铁矿中的硫元素基本被氧元素替换。3通过压汞实验得到氧化360 h后的试样较原始试样的孔隙体积由0.041 mL·g-1提升到0.137 mL·g-1、孔隙率由9.35%提升至25.35%。由此可得，氧化对富有机质页岩的孔隙结构产生显著变化、增强了页岩气在页岩中的运移能力。 页岩气作为一种高效、清洁能源对我国的能源结构改革具有重要意义。由于页岩具有埋深大、地应力较高、孔隙率低等特点导致页岩气开采效率极低。为了探究氧化作用对牛蹄塘页岩的反应机理及在氧化作用下孔隙结构的变化，及探究合理的试验方案进而提高页岩的渗透率和页岩气的开采效率。本文以湖南牛蹄塘组页岩为研究对象，采用30%的过氧化氢溶液对牛蹄塘组页岩试样进行分级浸泡后采用超景深显微镜观察试样表面孔隙结构变化和裂隙演化规律；采用扫描电镜观测氧化前后页岩自然断面和由于氧化作用导致断裂层理面微观结构的变化；采用压汞实验测定氧化前后试样的孔隙结构和氧化作用对页岩孔隙率的改变。结果表明：1牛蹄塘组页岩在浸泡8 h后开始逐渐反应产生大量气泡并在试样表面产生附着物，试样层理间力学性质随反应进行不断弱化，最终试样沿层理断裂。2通过扫描电镜观察到在原始页岩试样中铁元素以硫铁矿形式大面积附着在黏土表面，氧化后硫铁矿中的硫元素基本被氧元素替换。3通过压汞实验得到氧化360 h后的试样较原始试样的孔隙体积由0.041 mL·g-1提升到0.137 mL·g-1、孔隙率由9.35%提升至25.35%。由此可得，氧化对富有机质页岩的孔隙结构产生显著变化、增强了页岩气在页岩中的运移能力。
2022, 30(1): 216-222.
摘要:
获取准确的岩石矿物组分与细观结构特征，对从细观层面认识岩石宏观力学性质具有重要意义。CT扫描技术是研究岩石矿物细观结构的有力工具。本文采用高分辨率三维CT扫描系统，获得了花岗岩CT扫描图像；采用阈值分割的方法，综合X射线衍射试验结果确定合理的分割阈值，实现了对花岗岩CT灰度图像的三值化分析；最终获得了花岗岩的主要矿物含量与细观结构特征。研究结果表明：选择合理的分割阈值，可实现花岗岩主要矿物石英、长石、云母的自动识别和定量分析；基于三维重构模型，可获得不同矿物的形状、粒径和空间分布特征。本文方法对定量测试岩石矿物组分和认识其细观结构具有一定的参考意义和价值。 获取准确的岩石矿物组分与细观结构特征，对从细观层面认识岩石宏观力学性质具有重要意义。CT扫描技术是研究岩石矿物细观结构的有力工具。本文采用高分辨率三维CT扫描系统，获得了花岗岩CT扫描图像；采用阈值分割的方法，综合X射线衍射试验结果确定合理的分割阈值，实现了对花岗岩CT灰度图像的三值化分析；最终获得了花岗岩的主要矿物含量与细观结构特征。研究结果表明：选择合理的分割阈值，可实现花岗岩主要矿物石英、长石、云母的自动识别和定量分析；基于三维重构模型，可获得不同矿物的形状、粒径和空间分布特征。本文方法对定量测试岩石矿物组分和认识其细观结构具有一定的参考意义和价值。
获取准确的岩石矿物组分与细观结构特征，对从细观层面认识岩石宏观力学性质具有重要意义。CT扫描技术是研究岩石矿物细观结构的有力工具。本文采用高分辨率三维CT扫描系统，获得了花岗岩CT扫描图像；采用阈值分割的方法，综合X射线衍射试验结果确定合理的分割阈值，实现了对花岗岩CT灰度图像的三值化分析；最终获得了花岗岩的主要矿物含量与细观结构特征。研究结果表明：选择合理的分割阈值，可实现花岗岩主要矿物石英、长石、云母的自动识别和定量分析；基于三维重构模型，可获得不同矿物的形状、粒径和空间分布特征。本文方法对定量测试岩石矿物组分和认识其细观结构具有一定的参考意义和价值。 获取准确的岩石矿物组分与细观结构特征，对从细观层面认识岩石宏观力学性质具有重要意义。CT扫描技术是研究岩石矿物细观结构的有力工具。本文采用高分辨率三维CT扫描系统，获得了花岗岩CT扫描图像；采用阈值分割的方法，综合X射线衍射试验结果确定合理的分割阈值，实现了对花岗岩CT灰度图像的三值化分析；最终获得了花岗岩的主要矿物含量与细观结构特征。研究结果表明：选择合理的分割阈值，可实现花岗岩主要矿物石英、长石、云母的自动识别和定量分析；基于三维重构模型，可获得不同矿物的形状、粒径和空间分布特征。本文方法对定量测试岩石矿物组分和认识其细观结构具有一定的参考意义和价值。
2022, 30(1): 223-233.
摘要:
岩石内应力的储存和释放对深地资源和能源开发具有重要约束。矿物晶格间距的动态变化是揭示岩石内应力演化的重要指示。X射线衍射法是当前获取矿物晶体结构的主要手段，可以准确测定矿物的特征衍射峰。但是，对于具有复杂结构和矿物组成的岩石，X射线在穿透过程中携带的统计信息，难以反映矿物晶格间距的细节特征。中子射线的能量高、穿透深度大，且与原子核反应，因而能更准确地刻画矿物元素位置和结构细节，但中子的波长较长、校准困难，结果具有不确定性，导致中子射线在岩石内应力研究中未能发挥应有作用。在分析X射线、中子技术优势和固有局限的基础上，提出了岩石内应力的X射线-中子衍射测量方法，重点剖析了该方法的基本原理，提出了该方法的关键技术与研究前景。得出了如下结论：利用X射线在确定岩石矿物晶格参数的优势，结合加热处理等技术，可实现岩石矿物无应力条件下晶格间距的标定; 采用中子衍射技术可精确测量岩石矿物的衍射偏移峰，实现岩石内应力深度轮廓的精准刻画; 结合X射线与中子的优势，可实现岩石内应力绝对值的精确测量。提出的技术手段有利于揭示岩石内应力的微观储存和释放过程，以及长期存留的物质条件和物理力学机制，并有望为岩石矿物组成和微观结构研究提供一种新的技术方案。 岩石内应力的储存和释放对深地资源和能源开发具有重要约束。矿物晶格间距的动态变化是揭示岩石内应力演化的重要指示。X射线衍射法是当前获取矿物晶体结构的主要手段，可以准确测定矿物的特征衍射峰。但是，对于具有复杂结构和矿物组成的岩石，X射线在穿透过程中携带的统计信息，难以反映矿物晶格间距的细节特征。中子射线的能量高、穿透深度大，且与原子核反应，因而能更准确地刻画矿物元素位置和结构细节，但中子的波长较长、校准困难，结果具有不确定性，导致中子射线在岩石内应力研究中未能发挥应有作用。在分析X射线、中子技术优势和固有局限的基础上，提出了岩石内应力的X射线-中子衍射测量方法，重点剖析了该方法的基本原理，提出了该方法的关键技术与研究前景。得出了如下结论：利用X射线在确定岩石矿物晶格参数的优势，结合加热处理等技术，可实现岩石矿物无应力条件下晶格间距的标定; 采用中子衍射技术可精确测量岩石矿物的衍射偏移峰，实现岩石内应力深度轮廓的精准刻画; 结合X射线与中子的优势，可实现岩石内应力绝对值的精确测量。提出的技术手段有利于揭示岩石内应力的微观储存和释放过程，以及长期存留的物质条件和物理力学机制，并有望为岩石矿物组成和微观结构研究提供一种新的技术方案。
岩石内应力的储存和释放对深地资源和能源开发具有重要约束。矿物晶格间距的动态变化是揭示岩石内应力演化的重要指示。X射线衍射法是当前获取矿物晶体结构的主要手段，可以准确测定矿物的特征衍射峰。但是，对于具有复杂结构和矿物组成的岩石，X射线在穿透过程中携带的统计信息，难以反映矿物晶格间距的细节特征。中子射线的能量高、穿透深度大，且与原子核反应，因而能更准确地刻画矿物元素位置和结构细节，但中子的波长较长、校准困难，结果具有不确定性，导致中子射线在岩石内应力研究中未能发挥应有作用。在分析X射线、中子技术优势和固有局限的基础上，提出了岩石内应力的X射线-中子衍射测量方法，重点剖析了该方法的基本原理，提出了该方法的关键技术与研究前景。得出了如下结论：利用X射线在确定岩石矿物晶格参数的优势，结合加热处理等技术，可实现岩石矿物无应力条件下晶格间距的标定; 采用中子衍射技术可精确测量岩石矿物的衍射偏移峰，实现岩石内应力深度轮廓的精准刻画; 结合X射线与中子的优势，可实现岩石内应力绝对值的精确测量。提出的技术手段有利于揭示岩石内应力的微观储存和释放过程，以及长期存留的物质条件和物理力学机制，并有望为岩石矿物组成和微观结构研究提供一种新的技术方案。 岩石内应力的储存和释放对深地资源和能源开发具有重要约束。矿物晶格间距的动态变化是揭示岩石内应力演化的重要指示。X射线衍射法是当前获取矿物晶体结构的主要手段，可以准确测定矿物的特征衍射峰。但是，对于具有复杂结构和矿物组成的岩石，X射线在穿透过程中携带的统计信息，难以反映矿物晶格间距的细节特征。中子射线的能量高、穿透深度大，且与原子核反应，因而能更准确地刻画矿物元素位置和结构细节，但中子的波长较长、校准困难，结果具有不确定性，导致中子射线在岩石内应力研究中未能发挥应有作用。在分析X射线、中子技术优势和固有局限的基础上，提出了岩石内应力的X射线-中子衍射测量方法，重点剖析了该方法的基本原理，提出了该方法的关键技术与研究前景。得出了如下结论：利用X射线在确定岩石矿物晶格参数的优势，结合加热处理等技术，可实现岩石矿物无应力条件下晶格间距的标定; 采用中子衍射技术可精确测量岩石矿物的衍射偏移峰，实现岩石内应力深度轮廓的精准刻画; 结合X射线与中子的优势，可实现岩石内应力绝对值的精确测量。提出的技术手段有利于揭示岩石内应力的微观储存和释放过程，以及长期存留的物质条件和物理力学机制，并有望为岩石矿物组成和微观结构研究提供一种新的技术方案。
2022, 30(1): 234-241.
摘要:
针对岩石力学试验中传统的声发射定位算法存在局限性，将灰狼算法(GWO)引入声发射定位研究中，该算法模仿了狼群的领导阶层与狩猎机制，用α、β、δ和ω 4种灰狼来模拟头狼领导，通过搜寻猎物、包围猎物和攻击猎物3个步骤实现目标的发现到捕获的全过程。在原始灰狼算法的基础上，针对其局部搜索能力欠佳的缺陷，修改收敛因子递减方式和淘汰最劣个体，提出基于种群记忆淘汰制的改进灰狼算法(BGWO)。基于预制裂隙岩石试件单轴压缩声发射试验结果，对比分析BGWO、GWO、引力搜索法(GSA)、Geiger算法、最小二乘法(LS)算法等5种定位算法的性能，发现改进后的BGWO算法在声发射定位搜索效率、搜索精度、稳定性和试验结果模拟方面效果优于其他算法。 针对岩石力学试验中传统的声发射定位算法存在局限性，将灰狼算法(GWO)引入声发射定位研究中，该算法模仿了狼群的领导阶层与狩猎机制，用α、β、δ和ω 4种灰狼来模拟头狼领导，通过搜寻猎物、包围猎物和攻击猎物3个步骤实现目标的发现到捕获的全过程。在原始灰狼算法的基础上，针对其局部搜索能力欠佳的缺陷，修改收敛因子递减方式和淘汰最劣个体，提出基于种群记忆淘汰制的改进灰狼算法(BGWO)。基于预制裂隙岩石试件单轴压缩声发射试验结果，对比分析BGWO、GWO、引力搜索法(GSA)、Geiger算法、最小二乘法(LS)算法等5种定位算法的性能，发现改进后的BGWO算法在声发射定位搜索效率、搜索精度、稳定性和试验结果模拟方面效果优于其他算法。
针对岩石力学试验中传统的声发射定位算法存在局限性，将灰狼算法(GWO)引入声发射定位研究中，该算法模仿了狼群的领导阶层与狩猎机制，用α、β、δ和ω 4种灰狼来模拟头狼领导，通过搜寻猎物、包围猎物和攻击猎物3个步骤实现目标的发现到捕获的全过程。在原始灰狼算法的基础上，针对其局部搜索能力欠佳的缺陷，修改收敛因子递减方式和淘汰最劣个体，提出基于种群记忆淘汰制的改进灰狼算法(BGWO)。基于预制裂隙岩石试件单轴压缩声发射试验结果，对比分析BGWO、GWO、引力搜索法(GSA)、Geiger算法、最小二乘法(LS)算法等5种定位算法的性能，发现改进后的BGWO算法在声发射定位搜索效率、搜索精度、稳定性和试验结果模拟方面效果优于其他算法。 针对岩石力学试验中传统的声发射定位算法存在局限性，将灰狼算法(GWO)引入声发射定位研究中，该算法模仿了狼群的领导阶层与狩猎机制，用α、β、δ和ω 4种灰狼来模拟头狼领导，通过搜寻猎物、包围猎物和攻击猎物3个步骤实现目标的发现到捕获的全过程。在原始灰狼算法的基础上，针对其局部搜索能力欠佳的缺陷，修改收敛因子递减方式和淘汰最劣个体，提出基于种群记忆淘汰制的改进灰狼算法(BGWO)。基于预制裂隙岩石试件单轴压缩声发射试验结果，对比分析BGWO、GWO、引力搜索法(GSA)、Geiger算法、最小二乘法(LS)算法等5种定位算法的性能，发现改进后的BGWO算法在声发射定位搜索效率、搜索精度、稳定性和试验结果模拟方面效果优于其他算法。
2022, 30(1): 242-253.
摘要:
2016年野外地质调查发现渭河盆地东北侧安仁镇发育48条地裂缝，造成沿线房屋墙体开裂、道路错断和农田变形龟裂等，并严重威胁大西高铁安全运营。通过详细的地质调查和地质测绘发现其均位于地貌分界线两侧并发育在双泉-临猗断裂上盘，地裂缝走向为NE60°~80°，按发育位置可将其划分为5组地裂缝。选取典型地裂缝为研究对象，利用槽探和工程地质钻探揭示了地裂缝的剖面结构特征，发现地裂缝导致浅部土体破裂严重，地裂缝错断两侧地层且位错量随深度增加而增加，表现出同沉积断层的性质。在此基础上，对比西安地裂缝并详细分析了安仁镇地裂缝的成因机理，发现构造断裂、地震活动和表水潜蚀是地裂缝形成的主要因素。安仁镇地裂缝成因机理可概化为：构造控缝、地震启缝和表水扩缝。 2016年野外地质调查发现渭河盆地东北侧安仁镇发育48条地裂缝，造成沿线房屋墙体开裂、道路错断和农田变形龟裂等，并严重威胁大西高铁安全运营。通过详细的地质调查和地质测绘发现其均位于地貌分界线两侧并发育在双泉-临猗断裂上盘，地裂缝走向为NE60°~80°，按发育位置可将其划分为5组地裂缝。选取典型地裂缝为研究对象，利用槽探和工程地质钻探揭示了地裂缝的剖面结构特征，发现地裂缝导致浅部土体破裂严重，地裂缝错断两侧地层且位错量随深度增加而增加，表现出同沉积断层的性质。在此基础上，对比西安地裂缝并详细分析了安仁镇地裂缝的成因机理，发现构造断裂、地震活动和表水潜蚀是地裂缝形成的主要因素。安仁镇地裂缝成因机理可概化为：构造控缝、地震启缝和表水扩缝。
2016年野外地质调查发现渭河盆地东北侧安仁镇发育48条地裂缝，造成沿线房屋墙体开裂、道路错断和农田变形龟裂等，并严重威胁大西高铁安全运营。通过详细的地质调查和地质测绘发现其均位于地貌分界线两侧并发育在双泉-临猗断裂上盘，地裂缝走向为NE60°~80°，按发育位置可将其划分为5组地裂缝。选取典型地裂缝为研究对象，利用槽探和工程地质钻探揭示了地裂缝的剖面结构特征，发现地裂缝导致浅部土体破裂严重，地裂缝错断两侧地层且位错量随深度增加而增加，表现出同沉积断层的性质。在此基础上，对比西安地裂缝并详细分析了安仁镇地裂缝的成因机理，发现构造断裂、地震活动和表水潜蚀是地裂缝形成的主要因素。安仁镇地裂缝成因机理可概化为：构造控缝、地震启缝和表水扩缝。 2016年野外地质调查发现渭河盆地东北侧安仁镇发育48条地裂缝，造成沿线房屋墙体开裂、道路错断和农田变形龟裂等，并严重威胁大西高铁安全运营。通过详细的地质调查和地质测绘发现其均位于地貌分界线两侧并发育在双泉-临猗断裂上盘，地裂缝走向为NE60°~80°，按发育位置可将其划分为5组地裂缝。选取典型地裂缝为研究对象，利用槽探和工程地质钻探揭示了地裂缝的剖面结构特征，发现地裂缝导致浅部土体破裂严重，地裂缝错断两侧地层且位错量随深度增加而增加，表现出同沉积断层的性质。在此基础上，对比西安地裂缝并详细分析了安仁镇地裂缝的成因机理，发现构造断裂、地震活动和表水潜蚀是地裂缝形成的主要因素。安仁镇地裂缝成因机理可概化为：构造控缝、地震启缝和表水扩缝。
2022, 30(1): 254-264.
摘要:
滇藏铁路香格里拉—邦达段沿线断层发育，构造运动强烈，为提高沿线工程的稳定性，基于构造形迹、震源机制解和实测数据的多元综合分析法，对研究区主应力方向进行了分析；基于Hoek-Brown强度准则和修正的Sheorey理论，结合实测数据，对研究区岩体强度参数和主应力量值进行了估算和预测，最后对研究区的地应力场特征及其工程效应进行了分析。结果表明：香格里拉-德钦应力区的水平最大主应力方向N0°W~N40°W；芒康-邦达应力区的水平最大主应力方向为N60°E~N80°E；铁路沿线埋深1000 m处，水平最大主应力范围为24.23~37.30 MPa；埋深2000 m处，水平最大主应力范围为47.29~66.69 MPa；香格里拉-德钦应力区隧道轴线设置为N80°W~N40°E有利于围岩稳定，芒康-邦达应力区隧道轴线走向设置为N10°E~N130°E有利于围岩稳定；铁路沿线高地应力显著，埋深超过400 m就可能处于高地应力状态，硬质岩埋深超过700 m会有岩爆风险，软质岩埋深超过1400 m会有大变形风险。 滇藏铁路香格里拉—邦达段沿线断层发育，构造运动强烈，为提高沿线工程的稳定性，基于构造形迹、震源机制解和实测数据的多元综合分析法，对研究区主应力方向进行了分析；基于Hoek-Brown强度准则和修正的Sheorey理论，结合实测数据，对研究区岩体强度参数和主应力量值进行了估算和预测，最后对研究区的地应力场特征及其工程效应进行了分析。结果表明：香格里拉-德钦应力区的水平最大主应力方向N0°W~N40°W；芒康-邦达应力区的水平最大主应力方向为N60°E~N80°E；铁路沿线埋深1000 m处，水平最大主应力范围为24.23~37.30 MPa；埋深2000 m处，水平最大主应力范围为47.29~66.69 MPa；香格里拉-德钦应力区隧道轴线设置为N80°W~N40°E有利于围岩稳定，芒康-邦达应力区隧道轴线走向设置为N10°E~N130°E有利于围岩稳定；铁路沿线高地应力显著，埋深超过400 m就可能处于高地应力状态，硬质岩埋深超过700 m会有岩爆风险，软质岩埋深超过1400 m会有大变形风险。
滇藏铁路香格里拉—邦达段沿线断层发育，构造运动强烈，为提高沿线工程的稳定性，基于构造形迹、震源机制解和实测数据的多元综合分析法，对研究区主应力方向进行了分析；基于Hoek-Brown强度准则和修正的Sheorey理论，结合实测数据，对研究区岩体强度参数和主应力量值进行了估算和预测，最后对研究区的地应力场特征及其工程效应进行了分析。结果表明：香格里拉-德钦应力区的水平最大主应力方向N0°W~N40°W；芒康-邦达应力区的水平最大主应力方向为N60°E~N80°E；铁路沿线埋深1000 m处，水平最大主应力范围为24.23~37.30 MPa；埋深2000 m处，水平最大主应力范围为47.29~66.69 MPa；香格里拉-德钦应力区隧道轴线设置为N80°W~N40°E有利于围岩稳定，芒康-邦达应力区隧道轴线走向设置为N10°E~N130°E有利于围岩稳定；铁路沿线高地应力显著，埋深超过400 m就可能处于高地应力状态，硬质岩埋深超过700 m会有岩爆风险，软质岩埋深超过1400 m会有大变形风险。 滇藏铁路香格里拉—邦达段沿线断层发育，构造运动强烈，为提高沿线工程的稳定性，基于构造形迹、震源机制解和实测数据的多元综合分析法，对研究区主应力方向进行了分析；基于Hoek-Brown强度准则和修正的Sheorey理论，结合实测数据，对研究区岩体强度参数和主应力量值进行了估算和预测，最后对研究区的地应力场特征及其工程效应进行了分析。结果表明：香格里拉-德钦应力区的水平最大主应力方向N0°W~N40°W；芒康-邦达应力区的水平最大主应力方向为N60°E~N80°E；铁路沿线埋深1000 m处，水平最大主应力范围为24.23~37.30 MPa；埋深2000 m处，水平最大主应力范围为47.29~66.69 MPa；香格里拉-德钦应力区隧道轴线设置为N80°W~N40°E有利于围岩稳定，芒康-邦达应力区隧道轴线走向设置为N10°E~N130°E有利于围岩稳定；铁路沿线高地应力显著，埋深超过400 m就可能处于高地应力状态，硬质岩埋深超过700 m会有岩爆风险，软质岩埋深超过1400 m会有大变形风险。
2022, 30(1): 265-269.
摘要:
永临结构一体化就是在设计施工过程中，将临时降止水结构和临时支护结构同永久结构结合起来一体化设计和一体化施工，以最大程度地发挥临时结构的作用，或者最大程度地减少临时结构的浪费。作者首次提出了地下工程永临结构一体化的建造理念，并结合作者近年来所做的科研工作，系统梳理了国内在永临结构一体化方面所做的科学尝试和技术实践，提出在双碳背景下应该大力倡导地下工程永临结构一体化，以减少材料浪费，降低对周边环境的影响，加快施工速度。 永临结构一体化就是在设计施工过程中，将临时降止水结构和临时支护结构同永久结构结合起来一体化设计和一体化施工，以最大程度地发挥临时结构的作用，或者最大程度地减少临时结构的浪费。作者首次提出了地下工程永临结构一体化的建造理念，并结合作者近年来所做的科研工作，系统梳理了国内在永临结构一体化方面所做的科学尝试和技术实践，提出在双碳背景下应该大力倡导地下工程永临结构一体化，以减少材料浪费，降低对周边环境的影响，加快施工速度。
永临结构一体化就是在设计施工过程中，将临时降止水结构和临时支护结构同永久结构结合起来一体化设计和一体化施工，以最大程度地发挥临时结构的作用，或者最大程度地减少临时结构的浪费。作者首次提出了地下工程永临结构一体化的建造理念，并结合作者近年来所做的科研工作，系统梳理了国内在永临结构一体化方面所做的科学尝试和技术实践，提出在双碳背景下应该大力倡导地下工程永临结构一体化，以减少材料浪费，降低对周边环境的影响，加快施工速度。 永临结构一体化就是在设计施工过程中，将临时降止水结构和临时支护结构同永久结构结合起来一体化设计和一体化施工，以最大程度地发挥临时结构的作用，或者最大程度地减少临时结构的浪费。作者首次提出了地下工程永临结构一体化的建造理念，并结合作者近年来所做的科研工作，系统梳理了国内在永临结构一体化方面所做的科学尝试和技术实践，提出在双碳背景下应该大力倡导地下工程永临结构一体化，以减少材料浪费，降低对周边环境的影响，加快施工速度。
2022, 30(1): 270-280.
摘要:
孔压静力触探试验(CPTU)是目前使用最为广泛的原位测试方法之一，但CPTU不能原位测量土体最基本的指标——密度。密度孔压静力触探试验(DCPTU)是把核子密度仪结合到孔压静力触探系统中，贯入过程中可以同时测量锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力和密度的一种新型原位测试方法。本文首先介绍了DCPTU的试验装置和密度测试理论；然后通过与室内试验结果对比评价了利用DCPTU测量砂土、黏土、填土地层以及海底淤泥的密度的可靠性，分析了非均质地层中DCPTU测量密度与真实密度的区别、并提出了真实密度剖面的推求方法；然后综述了DCPTU在判别软弱夹层、评价砂土的液化势、检验地基处理效果、检测块状填土中的空隙、调查浮泥层的厚度和密度分布等方面的工程应用；最后展望了DCPTU在工程勘察中的发展趋势和应用前景。 孔压静力触探试验(CPTU)是目前使用最为广泛的原位测试方法之一，但CPTU不能原位测量土体最基本的指标——密度。密度孔压静力触探试验(DCPTU)是把核子密度仪结合到孔压静力触探系统中，贯入过程中可以同时测量锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力和密度的一种新型原位测试方法。本文首先介绍了DCPTU的试验装置和密度测试理论；然后通过与室内试验结果对比评价了利用DCPTU测量砂土、黏土、填土地层以及海底淤泥的密度的可靠性，分析了非均质地层中DCPTU测量密度与真实密度的区别、并提出了真实密度剖面的推求方法；然后综述了DCPTU在判别软弱夹层、评价砂土的液化势、检验地基处理效果、检测块状填土中的空隙、调查浮泥层的厚度和密度分布等方面的工程应用；最后展望了DCPTU在工程勘察中的发展趋势和应用前景。
孔压静力触探试验(CPTU)是目前使用最为广泛的原位测试方法之一，但CPTU不能原位测量土体最基本的指标——密度。密度孔压静力触探试验(DCPTU)是把核子密度仪结合到孔压静力触探系统中，贯入过程中可以同时测量锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力和密度的一种新型原位测试方法。本文首先介绍了DCPTU的试验装置和密度测试理论；然后通过与室内试验结果对比评价了利用DCPTU测量砂土、黏土、填土地层以及海底淤泥的密度的可靠性，分析了非均质地层中DCPTU测量密度与真实密度的区别、并提出了真实密度剖面的推求方法；然后综述了DCPTU在判别软弱夹层、评价砂土的液化势、检验地基处理效果、检测块状填土中的空隙、调查浮泥层的厚度和密度分布等方面的工程应用；最后展望了DCPTU在工程勘察中的发展趋势和应用前景。 孔压静力触探试验(CPTU)是目前使用最为广泛的原位测试方法之一，但CPTU不能原位测量土体最基本的指标——密度。密度孔压静力触探试验(DCPTU)是把核子密度仪结合到孔压静力触探系统中，贯入过程中可以同时测量锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力和密度的一种新型原位测试方法。本文首先介绍了DCPTU的试验装置和密度测试理论；然后通过与室内试验结果对比评价了利用DCPTU测量砂土、黏土、填土地层以及海底淤泥的密度的可靠性，分析了非均质地层中DCPTU测量密度与真实密度的区别、并提出了真实密度剖面的推求方法；然后综述了DCPTU在判别软弱夹层、评价砂土的液化势、检验地基处理效果、检测块状填土中的空隙、调查浮泥层的厚度和密度分布等方面的工程应用；最后展望了DCPTU在工程勘察中的发展趋势和应用前景。
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