真三轴单面卸载试验揭示切向加载速率对隧道岩爆特征的影响
研究采用真三轴单面卸载的应力路径模拟隧道开挖真实应力调整过程,考察切向加载速率对岩爆的影响。切向加载速率 0.05 MPa/s 时试样发生片帮式静态脆性破坏,属破裂-剥落型岩爆;1.0、3.0、5.0 MPa/s 时出现不同程度弹射破坏,属弹射型岩爆,破坏机制以拉、剪及拉剪复合为主。
推荐理由:真三轴单面卸载应力路径下,切向加载速率从 0.05 到 5.0 MPa/s 使岩爆由片帮型转为弹射型,可供岩爆倾向性判别参考。
研究采用真三轴单面卸载的应力路径模拟隧道开挖真实应力调整过程,考察切向加载速率对岩爆的影响。切向加载速率 0.05 MPa/s 时试样发生片帮式静态脆性破坏,属破裂-剥落型岩爆;1.0、3.0、5.0 MPa/s 时出现不同程度弹射破坏,属弹射型岩爆,破坏机制以拉、剪及拉剪复合为主。
推荐理由:真三轴单面卸载应力路径下,切向加载速率从 0.05 到 5.0 MPa/s 使岩爆由片帮型转为弹射型,可供岩爆倾向性判别参考。
针对岩石结构面粗糙表面跨尺度重构问题,提出了一种基于波形的外推框架,用于由有限尺度测量数据重建更大尺度的结构面粗糙形貌。该方法以波形表征结构面起伏特征并实施外推,为结构面粗糙度的跨尺度刻画提供了新途径。
深部隧道施工可诱发土体–结构群发生灾变破坏,相关成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,作者为 Xing-Tao Lin、Qi-Jia Wu、Dong Su、Ze-Yu Zhao、Xiangsheng Chen。
研究通过地球物理与微观结构特征追踪地下采矿地质系统中裂纹从萌生到破坏的演化过程。作者Majid Khan、Xueqiu He、Dazhao Song与Ahmed E. Radwan的成果已在线发表于Engineering Geology。
针对非饱和膨胀土在单向冻结条件下的水热过程与冻胀特性开展研究,揭示了冻结过程中水分迁移与温度场的变化规律。研究阐明了冻胀发展与水热耦合作用的关系,为膨胀土地区工程冻害防治提供依据。
将逐次随机叠加法(SRAM)与侵入渗流(IP)模型结合,模拟了水平粗糙裂隙中的两相渗吸过程,并提出地质熵指标熵尺度(H_s)量化裂隙开度的空间无序性。开度标准差增大、局部分布相关性减弱时H_s降低,侵入相连续流道更难形成,截止开度b_min上升、残余饱和度S_r增大,饱和度-相对渗透率曲线斜率变陡(m减小)。据此给出m随H_s的二次多项式关系与S_r随H_s的线性关系两个经验公式。
研究提出物理约束迁移学习(physics-constrained transfer learning)方法,用于在缺乏力学实测数据时间接估算页岩盖层泊松比υ,从而评估CO₂封存中盖层完整性。该方法针对页岩遇CO₂发生化学反应、盖层岩心稀缺且易失水等导致直接测量不可靠的问题,弥补了现有相关模型在页岩中R²不超过0.46的不足。
研究采用数据驱动机器学习模型预测储能盐穴的长期地表沉降,作者为Kai Zhao、Sihao Yu与Louis Ngai Yuen Wong,成果发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。
针对含完全非贯通结构面的3D打印隧道开展力学行为与损伤演化研究。
针对 EICP 处理的岩土材料,研究考察了生物聚合物对颗粒间胶结稳定性的调控作用。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,作者为 Guixiao Jin、Yidan Zhang、Ming Huang、Kai Xu、Xinhang Hu。
针对红黏土裂隙淤堵对污染物运移的影响,开展了试验研究并建立模型。研究考察了裂隙淤堵条件下红黏土中污染物的运移规律,并通过模型对试验结果进行模拟分析。
研究采用Holmquist–Johnson–Cook本构模型分析干燥与饱和砂岩的力学行为。原文仅提供期刊来源与作者信息,未披露具体试验参数、强度数值或模拟结果。
水力-力学相场模拟揭示了多孔岩石在循环孔隙压力下的疲劳机制,可显式追踪任意裂纹轨迹而无需重网格或额外断裂判据。循环孔隙压力扰动通过改变有效应力、驱动流体扩散和局部孔隙尺度弱化,逐步引发不可逆变形、微损伤累积与应变局部化。该方法将微观结构演化与宏观力学响应联系起来,适用于地热、碳封存和地下储氢等地下储层工程的长期稳定性预测。
研究针对盐穴压缩空气储能(CAES)调峰运行下的长期稳定性,开展不同加载速率盐岩疲劳蠕变试验并同步声发射监测。宏观上加载速率越高弹性模量越大、能量耗散与损伤累积受抑制、疲劳蠕变寿命延长,稳态蠕变速率随加载速率呈慢快慢的非线性衰减并呈 Sigmoidal 边界效应;细观上高加载速率削弱整体声发射活动、减小微裂纹尺度并促进剪切裂纹萌生,但拉伸裂纹始终占主导。
推荐理由:针对盐穴压缩空气储能调峰工况,试验揭示加载速率对盐岩疲劳蠕变寿命与声发射活动的调控规律,并给出可复现的损伤本构。
敦煌石窟半胶结砾岩在0.6%、1.2%、1.8%、2.4% Na₂SO₄循环结晶试验中呈现明显浓度依赖劣化:1.8~2.4%为敏感浓度区间,孔隙网络加速演化、砾石-基质界面脱粘、裂纹汇聚,P波速度与三点弯曲峰值荷载显著下降。CT孔隙网络分析表明孔喉比与力学劣化密切相关,可作为劣化判据。劣化以结晶物理损伤为主,次生石膏仅造成局部矿物蚀变与界面弱化。
挪威科技大学岩石力学实验室用GCTS RTR-4000三轴试验系统,对取自瑞典哥德堡Bratterås两个钻孔的45 mm花岗闪长岩芯单节理试样开展静水与差动三轴试验,测定了节理的抗剪强度、剪切刚度和法向刚度。
推荐理由:研究用三轴试验同时测定天然节理的抗剪强度、剪切刚度与法向刚度,并给出与Patton准则的参数换算关系。
研究采用四级量化节理粗糙度、轴向预应力1–4 kN的一维大理岩块体链模型,结合自研水平冲击装置进行静动组合加载,从时域、频域和动能演化分析轴向响应。结果表明节理越粗糙,衰减与高频阻尼越强,主频和质心频率向低频移动;增大轴向预应力使块体链由摆动式运动转向连续介质式P波传播,显著降低加速度与频谱幅值,但对峰值频率影响很小。
推荐理由:一维大理岩块体链冲击试验量化了节理粗糙度与法向预应力的耦合作用,可对照理解节理岩体中的扰动波衰减。
针对多孔介质 NMR T2 分布中非流体信号干扰孔隙结构表征的问题,研究提出对非流体贡献进行校正的方法,以提升 T2 分布反演的准确性。该工作由 Junjie Wang 等完成,发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2026 年 10 月 13 日在线出版。
研究考察了固体废弃物骨料的大体积疏水性,用于毛细屏障覆盖层。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2026年10月13日在线可获取,作者为 Wenjing Sun、Dingwen Cui、Dean Sun、Xiaowei Gu、Xia-Ting Feng、Xunchang Fei。
将水力加载装置与 SHPB 系统集成,对白砂岩试样在渗流压力与围压同步作用下开展动态压缩试验,发现动态抗压强度具有显著率依赖性,且渗流压力越高动态抗压强度越低。应力-应变分析显示弹性模量随渗流压力升高而降低、但基本不随加载速率变化,破坏应变在耦合加载下无明显规律;渗流压力增大促进能量耗散,尤其在屈服后变形阶段。
采用位移不连续法描述裂缝张开、剪切位移与诱发弹性应力场,结合最大周向应力准则判定裂缝尖端扩展与偏转,并引入RKL超时间步进格式提升刚硬水力-力学耦合方程的显式积分效率。模型经已发表基准算例验证,各向同性与各向异性地应力条件下预测裂缝轨迹平均水平偏差分别为0.23 m和0.60 m。参数研究量化了裂缝数量、簇间距、水平应力差、流体黏度及每簇射孔数对裂缝几何、流量分配与扩展均匀性的影响。
作者提出 Biot-Cosserat PFEM,在 Biot 多孔介质固流耦合框架下引入 Cosserat 连续体正则化以保持渐进破坏与应变局部化问题的适定性,并用 PFEM 处理大变形。
推荐理由:该方法把 Biot 固流耦合与 Cosserat 正则化并入 PFEM,为海洋板锚等大变形应变局部化问题提供可复现的建模路径。
该研究通过八组分形岩石基材与四种不同收缩性能混凝土基体的拉拔试验及 CT 细观表征,阐明粗糙度与收缩特性的协同机制。低收缩体系粘结强度随表面粗糙度显著提高,而高收缩体系在几何约束下于粗糙度峰值处产生严重微裂纹,导致界面脱粘与高粗糙面峰值强度异常退化。
推荐理由:通过拉拔试验与 CT 表征,揭示粗糙度与喷射混凝土收缩耦合下界面粘结强度的反常退化机制。
中国矿业大学团队在 Acta Geotechnica 发表研究,提出基于微生物自愈颗粒(MSHP)的自愈型同步注浆浆液,并用 L16 正交试验评估各配比参数对新拌性能、裂缝愈合效率、渗透恢复与强度恢复的影响。
推荐理由:研究用 L16 正交试验给出微生物自愈同步注浆浆液的推荐配比窗口,可供盾尾注浆材料设计参考。
针对阿根廷 Río Negro 省 Las Grutas 海岸崖壁天然洞穴系统,研究联合现场观测、结构面编录、地质力学表征与 UAV 三维重建,采用经验分类、解析顶板稳定方法和二维/三维水-力耦合数值模型开展稳定性评估。
研究提出能量等效卸载模量框架,用单轴分级循环加卸载试验建立归一化应力相关模量,再用于单轴单调压缩试验的能量分解,消除了基于固定卸载模量的传统算法在多孔岩石初始压密段出现的非物理负耗散误差。
推荐理由:针对多孔礁灰岩提出变卸载模量能量分解方法,消除初始压密段的负耗散误差,为能量法评价礁灰岩损伤提供可迁移做法。
Ming Cai在《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》发表对论文《是否存在II类岩石?》讨论的回复。该回复针对学界就岩石分类中II类岩石是否成立所提出的讨论意见作出回应。
针对盆地尺度地质CO₂封存,提出断层一阶地质力学滑动趋势分析方法并给出从理论到实践的完整流程。该方法以滑动趋势为指标评估断层再活化风险,为封存场地断层稳定性筛选提供可操作的分析框架。
针对含狭缝状微孔的多孔介质,研究揭示其弹性各向异性与应力通道效应。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,作者为 Axel Dorian Piepi Toko 与 Ruud Weijermars。
Alix Ehlers 与 Elizabeth Thompson 在 Nature Geoscience 撰文阐释白磷钙石(whitlockite)的分布与指示意义:它可示踪太空中的古老撞击事件、考古遗址中的人类活动,还可能成为检测早期乳腺癌的工具。
提出一种基于原位CPT的滨海细粒土应力松弛评估方法。该方法利用CPT数据识别细粒土的应力松弛特征,为沿海地区细粒土工程特性评价提供依据。
针对圆形硐室岩爆,研究了随深度变化的地应力对声发射时空分布的影响。成果揭示了地应力深度效应与岩爆声发射演化之间的关联,为深部圆形硐室岩爆监测与预警提供依据。
针对填埋场生物采矿产物提出一套按类别分级的增值利用方法,用于基础设施工程。方法以ASTM D2974、ASTM D5550等试验表征含水率、有机质与总有机碳,并关联细粒含量对剪切强度与刚度的影响。该框架面向填埋开采土壤类组分(LFMSF)在土方填筑等岩土用途中的分类处置。
针对显式近场动力学—有限体积法(PD–FVM)耦合,提出粗流体网格与细固体离散相结合的双网格策略,每个流体单元内含多个均匀分布固体颗粒。颗粒体积应变率经线性插值传递至流体单元中心,孔隙压力由单元中心压力及其梯度在PD颗粒位置重构,裂缝引起的渗透率变化按损伤状态与裂缝开度在颗粒尺度评估后经面积加权升尺度传递至粗网格。
纯固废基流态固化土在CO₂条件下的力学性能与碳化特性研究显示,碳化会改变固化土的力学表现。研究涉及CO₂浓度、相对湿度等对碳化进程的影响,并引用DBJ51/T188-2022《预拌流态固化土工程应用技术标准》作为工程应用依据。
针对水泥基速凝浆液,提出考虑连续时变黏度与相演化的裂隙注浆扩散模型。模型将浆液黏度随时间的连续变化与相组成演化纳入扩散计算,弥补了以往将速凝浆液黏度视为常值或分段处理的不足。该建模思路为速凝浆液在岩体裂隙中的注浆扩散预测提供了更贴近实际的描述方法。
岩盐在多气体渗透试验中表现出应力相关的渗透性变化,并伴随微裂隙活化,这一机制对地下储氢的密封性评估具有直接意义。研究聚焦应力条件下岩盐的渗透行为与微裂隙起裂特征,为储氢腔体长期气密性判断提供依据。
针对水位上升条件下的波浪冲刷滑坡,研究揭示了其变形机制。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期,作者为 Chenyu Zhang、Shimei Wang、Li Wang 等。
针对气候变率条件下的滑坡易发性制图,Muhammad Ramzan、Peng Cui 等提出一种混合方法进行优化,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 10 期。
针对海水条件下花岗岩裂隙,建立了溶解/沉淀诱发渗透性演化的模型。研究由 Achmad Hafidz、Sho Ogata、Eita Nishira、Hideaki Yasuhara、Naoki Kinoshita 完成,刊于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 10 期。