高应力深埋隧道延迟型岩爆破裂与变形的原位机理研究
针对高应力深埋隧道延迟型岩爆,通过原位调查揭示其破裂与变形机理。研究由 Jun Zhao、Xiao-Jun Zhang、Xia-Ting Feng 等完成,成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。
针对高应力深埋隧道延迟型岩爆,通过原位调查揭示其破裂与变形机理。研究由 Jun Zhao、Xiao-Jun Zhang、Xia-Ting Feng 等完成,成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。
研究提出 GOVANS 框架,用于从三维点云中自动提取岩体结构面产状。该方法面向岩体结构面产状自动提取的稳健性需求,相关成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者为 Xuejia Sang、Jie Chen、Panli Liu 等。
针对深部地质处置库结晶岩中气体诱发裂隙再活化问题,建立了耦合水-力损伤与剪胀的建模方法。研究由Desmond Talamwin Sunkpal、Mamadou Fall与Jianxiong Yang完成,成果发表于Engineering Geology第374卷。
研究提出一张统一的压力-温度稳定性图,用于评估注水诱发断层复活潜力。该图将压力与温度条件纳入同一判据框架,以判断断层在注水条件下的复活可能性。成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者包括 Zizhuo Xiang、Simon Holford、Scott Mildren 等。
针对落石防治,通过全尺寸原位试验检验了质量阻尼器增强型导向柔性落石防护栅栏的拦截性能。试验采用质量阻尼器增强的导向柔性栅栏结构,在真实落石冲击条件下评估其防护效果。
研究提出基于理化特征的非接触式复合劣化指数,用于定量评价砂岩文物劣化程度。该方法通过理化指标构建劣化指数,实现非接触式定量评估。成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者为 Xingyue Li、Haiqing Yang、Chiwei Chen、Lixin Peng、Xu Zhang、Gang Zhao。
针对意大利 Phlegrean Fields 火山地震区 Baia 城堡崖壁开展落石灾害评估,分析其对文化遗产场地的威胁。研究聚焦地震活跃火山环境下崖壁落石对文化遗址的影响。
基于现场资料的水力-力学分析表明,断层带结构控制着CO₂沿断层的泄漏路径与断层再活化行为。研究以野外地质资料约束模型,考察断层带内部结构对渗流与力学响应的控制机制。成果为CO₂地质封存场址的断层稳定性与泄漏风险评估提供依据。
针对空间变异性块石-土混合体,研究了块体长宽比与方位角对岩崩动力学的影响。成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者为 Jianguo Li、Jiupeng Zhang、Jiajun Wu、Penglin Chen、Xinpo Li、Zhijia Xue、Jiangbo Xu。
研究针对SPH颗粒流模拟中的Mohr–Coulomb参数开展多指标优化,以提升参数标定的可靠性。相关成果发表于 Engineering Geology 第374卷,作者为 Dawon Park、Minji Kim、Sunwoo Kim、Hongwon Lee、Suyeong Jin、Jung-Wuk Hong。
针对开度分布非均质的裂隙,研究采用微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)进行封堵。相关成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者为 Ankang Hu、Hui Wu、Liming Hu 等。
SAPHYR 是覆盖瑞士全国的完整岩块力学性质数据库,由 Antoine Guggisberg、Federica Sandrone、Laurent Gastaldo 与 Marie Violay 在 Engineering Geology 第 374 卷发表。该数据库汇集瑞士完整岩块的力学参数,为岩体工程与地质分析提供统一的数据来源。
针对露天矿岩质边坡结构失稳问题,提出一套集成现场测绘、UAV 摄影测量与数值模拟的分析工作流程。该方法将现场结构面编录与无人机影像获取的边坡几何信息相结合,并输入数值模型开展稳定性分析。相关成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。
针对高放废物处置库接缝密封用纳米改性膨润土浆液,在25℃、45℃、65℃、85℃下开展干燥试验,纳米膨润土质量分数为10%、15%、20%。随温度升高浆液表层结皮硬化,蒸发速率曲线由单峰转为双峰;随纳米膨润土含量增加裂隙密度单调递减。综合蒸发速率与裂隙密度评价,10%质量分数纳米膨润土改性浆液抗干缩特性最佳。
研究通过 pH 3~13 的崩解试验,结合 Zeta 电位、激光粒度分析与扫描电镜,揭示酸碱变化对花岗岩残积土崩解行为的影响规律与微观机理。崩解模式分为线性型(pH=3~11)与反 L 两阶段线性型(pH=12~13),崩解曲线斜率可作为抗崩解能力的定量指标。
推荐理由:通过宽 pH 崩解试验与微观测试,给出不同酸碱环境下花岗岩残积土抗崩解能力的差异及机理,可供边坡浅层防护与化学改良参考。
研究提出一种基于深度学习的方法,通过自动分割红外热像中的热异常区域来识别煤岩组合体破坏前兆。该方法针对煤岩组合体破坏过程的热红外前兆特征开展识别研究,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。
针对类岩石材料,提出一种非局部损伤正则化建模方法,可降低模型结果对特征长度的依赖。该方法由Lu等人完成,发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2026年10月17日在线出版。
针对硬岩破坏与变形难以统一表征的问题,提出了一种状态相关弹塑性模型。该模型可对硬岩的破坏与变形行为进行一致性描述。
针对深部硬岩在动力扰动下的脆性破坏问题,Ben-Guo He 等人在 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 发表研究。该文聚焦动力扰动条件下深部硬岩的脆性破坏行为,相关成果已在线发表。
针对冻结砂岩,试验考察了冻结温度与围压对应变相关模量的影响。结果给出不同冻结温度和围压条件下模量随应变变化的规律,为冻结法施工与寒区岩体工程变形计算提供参数依据。
对闪长岩试样进行部分加载至破裂试验,观测到压力激发岩石电势随加载过程变化,并同步调制红外亮温的演化。该研究将岩石破裂前的电信号与红外辐射异常联系起来,为理解地震前热红外异常的可能机制提供了实验依据。
通过分层监测顶板与煤体侧向变形并结合AE监测、三维AE震源定位及基于能量耗散的CES/σtp框架,研究了顶板岩性对单轴压缩下煤岩组合体峰前失稳演化的控制作用。中等强度顶板煤岩组合体峰值强度比高强度顶板组合体高6–13%,峰前弹性能储能极限约高41%,层间协调与能量积累更有利;高强度顶板组合体顶板参与受限、煤体膨胀主导并出现突发局部失稳。
研究提出基于质量变化的泄漏率评估模型,引入相对泄漏率表征井筒密封性能,并用泰安盐穴压缩空气储能项目的现场实测数据系统评价井筒气密性。结果表明该方法优于常规评估方法,在井口压力尚未稳定时也能识别气体泄漏率;井口压力周期性波动主要由大气温度变化引起,气液界面虽稳定在特定深度但气体仍在泄漏,泄漏通道为1号井向3号井的层间渗透而非沿井筒向上扩散至地表。分析认为井筒整体完整性满足工程安全要求。
推荐理由:基于质量变化的井筒气密性评估模型,用泰安盐穴现场氮气泄漏试验数据验证,可迁移到其他盐穴储能密封性判读。
研究用相似材料制作0°和30°倾角、不同软硬层厚比的岩样,开展单轴压缩与垂直层理剪切蠕变试验,并用DIC和AE监测。随软层厚度与层理倾角增大,破坏由拉张裂纹转为剪切局部化,0°–4:1试样拉张事件占AE事件的47.1%,30°–2:3试样剪切事件达54.5%。
推荐理由:试验给出软硬互层岩体由拉张转剪切破坏的层厚比与倾角阈值,以及蠕变加速的应力门槛,可供反倾软硬互层边坡长期稳定评估参考。
采用纳米压痕与分子动力学模拟研究天然岩盐中晶界对弹塑性应变分配的影响。结果表明晶界显著改变岩盐的弹塑性应变分配行为。该研究为岩盐力学特性及地下储库稳定性评价提供依据。
发表于 Rock Mechanics and Rock Engineering 的研究对三种起伏角(15°、30°、45°)的锯齿状红砂岩结构面开展直剪与分级循环加卸载剪切试验,提出一个结合耗散弹性应变能密度与峰后附加输入能密度的剪切脆性指标。
推荐理由:提出结合耗散弹性应变能与峰后附加输入能密度的剪切脆性指标,为结构面滑移型岩爆倾向评估提供量化依据。
一项发表于 Rock Mechanics and Rock Engineering 的研究用Leeb回弹硬度(HL)估算完整岩样的单轴抗压强度(UCS),分析了23种岩类共168个NX直径岩芯,其中13种为熔结凝灰岩。
推荐理由:基于168个岩芯的试验数据,给出用Leeb硬度与干密度估算单轴抗压强度的实用图表,并说明其对软弱火山碎屑岩的优势。
研制了可同步加载并加热至650 °C的超高温三轴试验系统,采用超薄耐腐蚀金属套筒隔离围压腔与岩样,实现可靠密封并安全排出产物。试验发现强度与刚度随温度升高显著下降,300 °C–400 °C为干酪根热解驱动的快速劣化临界过渡区。据此提出分段劣化的温度相关本构模型并嵌入THMD耦合数值框架,模拟验证其能准确捕捉非线性劣化过程并预测损伤局部化与储层变形。
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。
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。
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。
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。