摘要：【目的】为了揭示山西煤系软岩滑坡黏性滑带土的独特力学特性。【方法】以黄河流域山西省境内4例典型煤系软岩滑坡黏性滑带土为研究对象,研究手段包括X射线衍射分析、慢剪试验和自由膨胀率试验。【结果】研究结果表明:1)黏性滑带土黏土矿物主要以蒙脱石、高岭石、伊利石和绿泥石为主,蒙脱石矿物质量分数分别为40.95%(东山某滑坡)、38.30%(临县某滑坡)、34.52%(乡宁某滑坡)、17.65%(泽州某滑坡);2)黏性滑带土的黏聚力和内摩擦角随含水率变化表现出两种模式(负指数和负相关),影响变化规律的蒙脱石矿物含量范围介于17.65%~34.52%;3)黏性滑带土的抗剪强度衰减程度随蒙脱石矿物含量变化呈现出两种相关性(正相关和负相关),影响衰减程度相关性变化的蒙脱石含量临界值为34.52%【.结论】研究成果从矿物成分角度阐述了黏性滑带土抗剪强度衰减规律,揭示了此类滑带土独特的强度属性规律特点。对于进一步揭示黄河流域地区的煤系软岩滑坡致灾机理具有理论意义。

摘要：吸力贯入平板锚是一种系泊深海浮式结构的新型基础,设计中通常假定平板锚的抗拉承载力等于不排水条件下的短期抗拉力。但在季节性海流等长期荷载作用下,由于海床中超静孔压扩散导致吸力消减,平板锚的长期承载力可能远小于短期抗拉力。提出一种基于网格重分的大变形耦合有限元方法模拟海流引起的平板上拔过程,采用修正剑桥模型描述正常固结黏土海床的力学性质。大变形耦合计算得到的短期承载力系数与不排水精确解吻合,验证了所提数值模型的的可靠性。针对不同的海流荷载幅值,计算平板锚达到失稳所需时间,建立海流容许持续时间与荷载幅值及海床渗透系数之间的关系。当海流持续时间一定时,长期承载力随渗透系数的增加而显著降低。对于渗透系数10-8m/s的海床,如果海流持续3个月,保证平板不失稳的海流荷载不能超过短期抗拉力的60%。

摘要：针对工作面覆岩破坏高度观测的需要,改进单孔测试方法,利用顶板岩层钻孔和巷道形成探测区域,采用孔巷电阻率法进行电性参数采集与处理,在工作面回采推进过程中进行动态测试,根据顶板岩层视电阻率值的变化分析其内部结构变化特征,获得覆岩变形与破坏的发育规律,以及"垮落带、导水断裂带"发育高度值。在淮北某煤矿工作面顶板孔巷电性参数测试结果表明,该工作面开采条件下其垮落带高度为8.1～8.5 m,导水断裂带高度为29.0～32.5 m。根据岩层不同时间电阻率值分布的有效对比,可清晰分辨煤层顶板岩层变形与破坏的过程和规律,且多断面测试结果表明其实测结果的可靠性。

摘要：通过对矿业、水电与公路等领域的坡间岩土边坡结构特征研究,在揭露山区坡间挖填路基这种新型边坡结构刚性滑动和变形差异复合失效机理的基础上,甄荐了相应分析模式和表征指标。针对影响失效因素之间的高度非线性交互作用效应,利用基于数论偏差理论的稳健性试验设计原理,构造了超立方多维空间抽样准则。针对因素存在的未确知性和非确定性,将模糊灰色关联规则嵌入区间模型,导出了模糊灰色区间关联度算法。抽样准则为计算模式提供输入参数,关联度算法辩识出各基本参数对表征指标的敏感与重要程度,从而揭示出坡间挖填路基失效的内在机制,为处治方案设计指明方向。实例分析显示了上述研究成果的实用性和有效性。

摘要：针对传统的确定扩展基础基底面积的逐次渐进试算法在计算效率等方面的不足,根据极限状态设计原则和中国国家标准《建筑地基基础设计规范》要求,分别提出中心荷载和偏心荷载条件下扩展基础基底面积计算的一种简洁的解析求解新方法。该法将承载力验算公式转换为一元三次不等式和一元四次不等式,从而理论上可分别采用Cardan公式法或Ferrari法进行求解。简便起见,也可借助MAPLE等数学软件,快速和精确地得到满足验算要求的基底面积下限解答。通过算例对比分析,验证了该法的优越性,为基础工程优化设计提供新的参考。

摘要：利用DRS-1型超高压直残剪试验系统以及颗粒流软件PFC2D,对砂与地下结构的接触面分别进行了直接剪切物理试验与数值模拟,获得了砂与地下结构接触面力学特性的宏观表象及内在机理.结果表明:砂与地下结构接触面的剪切应力-剪切位移曲线随法向应力的增加,其应变软化特性逐渐减弱而硬化特性逐渐增强.在一定法向应力条件下,随着结构面粗糙程度的增加,应变软化特性增强,且达到峰值剪应力所需要的剪切位移逐渐减小;随着法向应力的增加,结构面粗糙度对接触面力学特性的影响程度降低.在一定的法向应力条件下,对同一结构面,接触面的剪切强度符合摩尔-库伦强度准则;不考虑颗粒破碎时,颗粒的"剪胀"是引起砂-结构接触面剪切强度变化的主要原因之一;当相对粗糙度R较小时,结构面的存在所引起的剪胀量较小,接触面的峰值剪应力较小;随着R增大,颗粒受结构面的约束,引起的剪胀量变大,峰值剪应力增加;当R增大到一定程度时,结构面对颗粒运动的约束作用所引起的试样剪胀量变小,峰值剪应力亦随之降低.

摘要：为解决国家兰海高速(G75)定西段岷县隧道在建设过程中原支护设计方案出现的软岩大变形问题,通过软岩类型分析、围岩变形力学机制分析,提出针对不同力学机制的力学转化对策,引入在矿山及边坡等岩石领域广泛应用的高预紧力恒阻大变形锚索,提出了“超前支护+长短NPR锚索优化布置主动支护+钢拱架+混凝土喷浆永久支护”的高预应力主被动联合支护技术。通过数值模拟和现场监测效果对比研究,结果表明,现场试验段围岩最大变形量仅为73 mm,恒阻大变形锚索的预紧力均在280~300 kN范围内,可见优化后不同支护技术均对围岩变形起到了控制作用,有效发挥了恒阻让压支护的作用,控制效果明显。

摘要：神东矿区煤层地质赋存特点是浅埋深、薄基岩及厚煤层,工作面长度大和推进距离远。开采实践中,均发生过采场顶板大面积垮落的空气冲击灾害。依据采场顶板初次来压的O-X型垮落模式,采用顶板关键块体的回转下沉理论,建立了采场顶板O-X型垮落的空气冲击灾害的耦合模型,用数值差分解法研究了顶板O-X型垮落过程中巷道空气冲击灾害的变化规律。结果表明:1)与顶板自由落体模型和整体切落耦合模型相比,空气冲击灾害时间延长。2)巷道口附近最大的空气冲击灾害发生在顶板垮落结束前,距顶板垮落结束尚有0.21 s的时差。3)距离出口越远,冲击风流速度越低,空气冲击灾害威胁愈小。4)在巷道的不同位置和不同时刻,冲击风速大小不同,在选定密闭墙位置的情形下,可按最大临界流速设计给定材料结构的抗冲击墙厚度参数。

摘要：采用立体直流电法,通过在井下巷道中煤层顶底板位置施工若干钻孔,在孔中埋置一定数量电极,形成孔间探测剖面,并根据采动进度测取不同时期岩层电场变化特征,进一步反演其三维立体电阻率值,可对上覆岩层受采动超前影响至后期变化规律进行全面的分析研究,为煤矿安全生产提供直观有效的技术参数。淮南某矿采面覆岩破坏顶底板跨孔立体电法测试应用中,共获得28组连续观测数据,对采动应力超前及顶板岩层变形与破坏裂隙发育特征给出动态分析,所获得的冒落带和裂隙带高度值与"三下"开采规程计算值相吻合。应用结果表明,与传统地面钻孔法及井下其他物探方法相比,该项自主创新技术具有测试成本低廉、结果判定准确、动态效应强等特点,其推广应用价值显著。

摘要：为了研究季节冻土层对冻土墙温度场的影响,基于相似理论开展了季节冻土层影响下冻土墙温度场模型试验.通过水平冻结管形成季节冻土层,竖向冻结管冻结基坑侧壁土体,进行了6种度条件下季节冻土层温的温度场试验.使用无量纲非线性回归公式对试验结果进行了分析,并推导了季节冻土层作用下冻土墙的厚度扩展速度公式和交圈时间公式.结果表明,季节冻土层温度为-12℃,-3℃和无季节冻土层时冻土墙交圈时间分别为10.2,17.5和21 h,而从交圈到达到设计冻土墙厚度的时间分别为12.8,14.3和24.1 h.说明季节冻土层对减少冻土墙的交圈时间和增加交圈后冻土墙的厚度扩展速度都起到了有利作用.回归系数与季节冻土层温度之间具有明显的规律性,能够合理反应和解释试验现象.