大直径钢管桩轴向承载力设计方法的评价与修正
针对大直径钢管桩轴向承载力设计方法开展评价与修正,研究对比了现有设计方法并给出修正建议。内容涉及开口钢管桩桩端阻力、土塞效应及砂土与黏土中的桩侧摩阻力等关键问题,并引用JGJ 94-2008等规范与CPT/CPTU方法。
针对大直径钢管桩轴向承载力设计方法开展评价与修正,研究对比了现有设计方法并给出修正建议。内容涉及开口钢管桩桩端阻力、土塞效应及砂土与黏土中的桩侧摩阻力等关键问题,并引用JGJ 94-2008等规范与CPT/CPTU方法。
研究建立网格微压痕、核磁共振、X射线衍射与渐进均匀化相结合的多尺度框架,表征EICP胶结砂中砂颗粒与CaCO₃的微观力学性质,并构建考虑非完美界面效应的均匀化模型预测其有效弹性模量。结果表明CaCO₃沉淀的弹性模量受晶体组成与内部孔隙控制,CaCO₃与砂颗粒间的非完美界面主导宏观力学响应,模型可准确捕捉弹性模量随胶结程度的演化,并揭示低碳酸钙含量下球霰石导致的界面弱化尤为显著。
针对饱水砂岩开展多级循环扰动试验,从疲劳力学行为角度揭示其损伤累积规律,并建立相应的本构模型。研究由张培磊、李夕兵、黄麟淇、陈江湛完成,成果在线发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。
针对远安地下研究洞室各向异性岩石,采用三维重建方法结合LayerDFN模型开展建模研究。该案例研究展示了三维重建与LayerDFN模型在表征岩体各向异性结构特征方面的应用。
针对干湿循环下水泥材料动态特性,采用有机硅改性并开展试验与模拟研究。研究由Qingyu Yi、Hai Pu、Andrey P. Jivkov等完成,成果发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2026年9月24日在线出版。
青岛理工大学等团队在层状黏土–泥岩地层中开展闭口PHC管桩全尺寸现场试验,采用101 kJ与81 kJ两种锤击能量,沿桩身布设准分布式光纤布拉格光栅传感器并埋设桩端压力传感器,独立验证打桩全过程的高分辨率动应变与应力响应。
推荐理由:依托光纤光栅与桩端压力传感器的全尺度过桩试验,揭示层状黏土–泥岩中锤击能量与地层刚度的耦合机制。
采用全耦合水力-力学-损伤模型对天然裂缝性砂岩储层多簇压裂进行模拟。研究聚焦多簇压裂裂缝与天然裂缝的相互作用及裂缝扩展规律。
研制了一台用于含水合物砂静力触探试验的高压、温控标定舱。该装置可在高压与控温条件下对含水合物砂开展CPT标定,作者为Huimin Pei、Dong Wang、Minsheng Zhang等,成果发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。
针对隧道围岩裂隙结构可视化,提出基于钻孔图像深度学习识别裂隙并结合非均质分区重构的方法。该方法从钻孔图像中提取裂隙信息,再通过非均质分区重构刻画围岩裂隙的空间分布。
一种密度加重至1.2 g/cm³的高温自生酸体系在万米超深井深地塔科1井完成现场应用,其有效处理面积较胶凝酸段提高1.8倍。该体系等效HCl浓度10%–12%,反应速率降至常规HCl的1/20–1/30,在195°C模拟远端裂缝条件下仍可见清晰刻蚀通道,180°C下满足腐蚀标准,90 L/min时降阻率超过60%。
采用非平稳传染型余震序列(ETAS)模型对中国东滩煤矿6306工作面的高能量矿震进行概率分析。研究由Rui Xu等完成,发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。
基于裂隙-基质间黏性挤喷机制构建的双孔隙模型,在裂隙各向同性、相邻岩层基质渗透率为零的假设下给出两个特征值,分别对应声学快 P 波与水文地质学慢 P 波。以 Wasia 组 Safaniya 砂岩为例,用沙特阿拉伯 10 kHz 声波测井实测的快 P 波相速度与品质因子标定参数,确定两类 P 波的频散与衰减。
研究提出 DTCD 深度学习模型,将动态采样与多站时序对齐结合用于泥石流地震信号识别。在 Illgraben 流域的地震数据验证中,动态采样相较静态采样使准确率、精确率、召回率和 F1 分别提高 11、11、10 和 11 个百分点,多站协同抑制了连续监测中的虚假高分响应。
推荐理由:泥石流地震信号识别长期受类别不平衡与误报困扰,该模型用动态重采样与多站时序对齐给出可量化的改进幅度。
采用离散元方法(DEM)模拟生物胶结砂颗粒间的剪切行为,发现即使CaCO₃晶体与砂粒之间无黏结,几何嵌锁与矿物断裂仍可提供显著抗剪强度。模型参数依据文献试验数据标定,并开展参数研究考察矿物强度、晶体完整性、界面摩擦及竖向约束条件的影响。竖向位移受限时峰值强度主要受晶体胶结强度与矿物完整性控制;允许体积变形时抗剪强度则随约束水平变化。
采用PI=11的Kahramanmaras低塑性黏土与PI=98的商用膨润土,分别与级配良好的砂按0–100%黏粒含量(每10%递增)干重配比,开展标准击实、Casagrande与落锥试验。试样在某一含水率前后呈现两种不同行为,据此首次提出双区段框架分析落锥试验结果。随机森林模型预测不排水抗剪强度,R²=0.91、RMSE=2.9071。
针对挪威 Fen 矿床稀土尾矿,通过固结排水与不排水三轴试验、固结试验和颗粒破碎分析,并结合 PLAXIS 2D 数值模拟,对比干堆与膏体堆存条件下的力学响应。稀土尾矿以碳酸盐为主,含少量磷灰石与硅酸盐相,其密度与反应性较高,但高应力下颗粒易破碎,影响压缩性与临界状态行为。
龙马溪组页岩在pH 2、4、7、9、12溶液中浸泡5–20天后,pH=2条件下劣化最强:20天时质量变化−15.43 g、孔隙率增加1.06个百分点、P波速度降低6.31%、峰值强度降低69.49%、表观弹性模量降低78.65%,中性附近最弱。
中国科学院武汉岩土力学研究所团队结合饱和三轴剪切试验、扫描电镜、核磁共振与CT,研究原状强膨胀土在干湿冻融(WDFT)循环下的剪切行为与结构劣化。经历多次循环后抗剪强度平均下降22.6%,5次WDFT循环后裂隙发育度达90.35%,内摩擦角降低9.13%、黏聚力降低38.2%,且强度参数与初始裂隙发育呈显著线性关系。
推荐理由:通过干湿冻融循环试验量化原状膨胀土裂隙发育与强度衰减的对应关系,为膨胀土浅层滑坡机制分析提供可参考的试验依据。
库车坳陷深层高压致密砂岩气藏长期采气与出水引起孔隙压力扰动和流体置换,多期地震目录、震源机制解、地震波速层析与应力反演显示,气藏枯竭系统改变Vp、Vs及Vp/Vs比值,核心产气区Vp、Vs升高而Vp/Vs降低,外围区Vp/Vs升高。
针对济阳坳陷博南洼陷罗69井沙河街组三段下亚段(Es3L)富有机质页岩,采用Wood′s metal注入、SEM、SANS/VSANS与X射线CT联用,在2 nm至200 μm范围内表征不同岩相的孔隙结构与连通性。块状岩相以黏土矿物相关纳米孔为主、连通性较弱,纹层状岩相含碳酸盐纹层、溶蚀孔与层理裂缝,微米级孔缝网络连通性较好,层状岩相居中。差异主要受沉积构造与矿物组成控制。
研究采用生物CO₂封存与CO₂基生物胶结技术实现土体稳定化,相关成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第9期。作者为 Sajjad Deylaghian、Ehsan Nikooee、Mojtaba Ansari 等。
针对软土深基坑地表沉降预测,提出对时变模型偏差进行贝叶斯更新的方法以提升预测精度。该方法通过随开挖进程不断修正模型系统偏差,改善沉降预测的可靠性。研究由 Cheng Chen、Shuai Zhang 等完成,发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 9 期。
针对聚乙烯醇纤维与MICP联合处理的分散性土,研究其抗冻融劣化性能并揭示微观结构机制。
研究构建了堆叠集成学习驱动的岩溶地区落石风险评估框架,并以中国桂林为案例开展验证。该框架面向岩溶地貌落石灾害风险评价,作者为Yan Zhang、Lantao Huang与Mingdong Wei,成果发表于《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》第18卷第9期。
针对含初始缺陷岩石在冲击荷载下的动态力学特性,该综述系统梳理了缺陷类型与几何特征对动态强度、变形及破坏模式的影响规律。内容涵盖冲击加载试验手段与理论分析方法,重点讨论初始缺陷诱发裂纹起裂、扩展与贯通的过程及其对动态力学参数的影响。
针对砂土中能源桩的长期热力性能,提出了一种基于界面本构模型的半解析解。该解用于分析能源桩在长期温度循环下的力学响应。
针对含人工节理的黄土开展侵蚀试验,考察节理对侵蚀动力学的影响。研究由 Shifeng Lu 等完成,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 9 期。
针对蒙脱石膨胀压力受层电荷控制的问题,开展了试验研究并建立理论预测方法。研究揭示了层电荷对膨胀压力的影响规律,并据此提出膨胀压力的理论预测途径。成果为膨胀性黏土岩土工程问题中膨胀压力的评估提供了试验依据与预测手段。
针对循环荷载下立体土工格栅–土界面,采用能量法评价并结合数据驱动方法建立界面力学响应预测。研究发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第9期,作者为 Feiyu Liu、Weixiang Zeng、Mengjie Ying、Shixun Zhang、Chenbo Gao。
针对中国高放废物处置屏障用的GMZ膨润土–砂砌块,采用X射线计算机断层扫描开展了全尺寸压实与密度均匀性研究。研究由Xueting Li、Huyuan Zhang等完成,成果发表于《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》第18卷第9期。
针对含水合物沉积物,建立了考虑水合物形态的气水渗透率预测模型。该模型将水合物赋存形态纳入渗透率计算,用于描述气水两相渗流行为。研究结果可为含水合物沉积物渗透性评价提供依据。
针对微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)与植被联合处理的非饱和土,研究考察了其水力行为。该研究由 Cheng Yuan、Changbing Qin、Yutao Feng、Haixiu Sun 完成,发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 9 期。
土体空间变异性会显著影响地源热泵系统的长期性能与失效概率。研究基于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第9期论文,作者为 Yuanzhong Yan 与 Yu Wang,分析了土性参数空间变异对系统长期运行表现的作用。
针对不同塑性土样,研究取样扰动与室内再固结程序对土体力学响应的影响。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第9期,作者为 Hao Cai、Wenxuan Zhu、Qi Zhang、Guanlin Ye、Yang Shen。
针对微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)处理的裂隙砂岩,采用试验与颗粒流方法研究其蠕变损伤特征。
这篇综述系统梳理了人工智能在地埋管换热器性能建模中的应用。文章聚焦浅层地热系统,评述了机器学习等方法用于换热器性能预测的建模途径。作者来自 Dashtgoli、Narsilio 等,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 9 期。
针对砂土中主干-根系-土体系统在侧向循环荷载下的响应开展数值建模研究。由Fan He、Teng Liang、Yong Hu等作者完成,成果发表于《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》第18卷第9期。
采用弹塑性模型与概率积分法结合 FLAC3D 三维模拟,论证大水沟保护煤柱区主巷道掘进的可行性:煤柱两侧塑性区最大宽度约 0.71 m,残余弹性核最小宽度仍达 21.95 m,煤柱荷载约 3.27 MPa,远低于其平均破坏强度 10 MPa。
采用全空间瞬变电磁(TEM)装置在华北某井下煤矿开展探测,识别出煤层顶板及围岩中的低阻异常区,其空间分布与已知水文地质条件吻合。时间域电磁响应经时深转换后,可立体反映含水构造的电性特征,克服了传统半空间假设与观测几何受限的问题。该方法为井下突水风险评估提供了实用地球物理框架。
基于XFEM构建多层水力压裂模型,分析了切槽倾角、水平应力差与切槽尺寸对硬顶板裂缝扩展、破裂压力及应力重分布的影响。切槽角小于60°时裂缝扩展受地应力场控制,增至75°及以上时切槽导向效应占主导;破裂压力随切槽角呈非单调变化,在60°附近达到峰值。菱形切槽破裂压力最低,椭圆形次之,圆形最高,增大切槽尺寸可显著降低破裂压力。