Biot-Cosserat PFEM 用于饱和土渐进破坏与大变形分析及海洋板锚应用
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。
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。
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。
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。
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。
粉煤灰掺量超过70.0%的粉煤灰-水泥充填体在应力达峰值偏应力0.9倍时呈现完整三阶段蠕变,平均蠕变历时约660 min,蠕变变形约占破坏总变形的20%。基于流变元件串联建立的等围压蠕变本构模型参数拟合与验证的R²分别不低于0.97和0.80。异质岩石流固耦合数值模拟揭示了充填体蠕变影响下上覆岩层渗透性的水平与垂直分带特征。
提出一种物理关联融合学习方法,用于多模态与跨工程数据集成。该方法面向岩土工程数据融合场景,作者为Xiaoyang Guo、Dongmei Zhang、Rui Zhu等,成果发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2026年第18卷第10期。
双向与嵌套模型被提出用于衔接机器学习与数值模拟,实现工程预测。该研究由 Xiaoyang Guo、Dongmei Zhang、Wending Zhou 等完成,刊于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 10 期。
物理信息神经网络(PINN)在土体本构模型中的应用研究得到系统梳理,综述涵盖其方法框架与建模思路。文章聚焦 PINN 如何将物理约束嵌入本构关系建模,并归纳该方向的研究进展。
含煤地层水力裂缝扩展受界面摩擦效应控制,研究结合现场数据与注入策略分析裂缝扩展规律。成果为煤层水力压裂设计中注入参数与界面摩擦条件的匹配提供依据。
针对颗粒土本构建模,提出少样本学习辅助方法,实现不同土类间的知识迁移。该方法利用少量目标土类数据即可构建本构模型,降低了对大样本试验数据的依赖。研究为跨土类本构关系的快速建立提供了新途径。
针对土中埋设光纤电缆的分布式应变传感,采用数值方法研究了电缆-土界面行为。研究由 Li、Zhu、Zhu、Tan 与 Yin 开展,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期。
CO₂ 封存涉及从孔隙到储层尺度的热-水-力-化学(THMC)耦合过程,相关实践、挑战与展望在 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 10 期发表。作者包括 Liyuan Liu、Jiong Wang、Yaohui Li、Derek Elsworth 等,聚焦跨尺度 THMC 耦合作用。
面向降雨诱发滑坡编图,提出将物理数值模拟与机器学习相集成的增强框架。该框架以物理模型计算结果作为机器学习输入,用于滑坡识别与编图。研究发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期。
针对土工合成材料加筋土桥台在不同水文条件与交通荷载下的工作性状,开展了大比例尺模型试验。试验考察了水文条件变化与交通荷载共同作用下桥台的受力与变形响应。
针对含水合物沉积物天然气开采中的启动压力梯度问题,采用THMC(热-水-力-化学)耦合模型开展模拟研究。作者为Gang Lei、Jiangtao Qu、Xiaodong Li、Yifan Zhang、Zhenhua Wei,成果发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2026年第18卷第10期。
研究提出一种基于声发射的深度学习方法,用于时序推断水力裂缝的长度与分支形态。该方法以声发射信号为输入,实现对裂缝扩展过程的时序反演。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期。
采用光纤传感器与PCA-K-means框架对预制装配式地铁车站开展力学性能评估。该研究结合光纤传感监测数据与PCA-K-means聚类分析,识别车站结构力学响应特征。成果为预制装配式地铁车站结构性能评价提供了监测与数据分析方法。
针对热冲击花岗岩三维交叉裂隙,研究剪切过程如何影响溶质运移与混合分配。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期,作者为潘玉华、刘先珊、姚池等。
针对超临界CO₂沿断层泄漏问题,Lifeng Xu、Qi Li、Yongsheng Tan与Tao Yu在《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》第18卷第10期发表研究,聚焦泄漏过程中断层内部应变的监测与预测。
这篇综述系统梳理了离散元方法(DEM)中用于非饱和颗粒土的毛细力模型。文章由 Umair Ali 等人完成,发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 10 期,聚焦毛细力在颗粒尺度上的表征方式及其在 DEM 模拟中的应用。
针对公路切坡三维点云,提出基于结构面方向着色映射与球面密度分析的岩体结构面识别方法。该方法将点云法向方向映射为颜色并投影至球面密度域,以识别结构面组及其优势方向。
针对阶跃式水库滑坡,Jiefei Zhang 等提出物理-力学-数值框架进行预测,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 10 期。该框架将物理机制、力学分析与数值模拟相结合,用于刻画水库滑坡的阶跃变形过程。
Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 10 期(2026 年 10 月)刊出 Gong Yifei、Zhu Chun、He Manchao 等人的研究,针对反倾薄层岩质边坡在强震作用下的动力响应,采用振动台试验与离散元模拟相结合的方法开展分析。当前仅提供摘要级信息,未给出具体试验工况与模拟结论。
针对液化扩展场地,研究刚性排水桩群加固后的土体动力响应。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期,作者为 Xin Gu、Dawei Zhang、Wengang Zhang。
基于含耗散的广义Hamilton变分原理,建立了饱和冲积扇多孔介质单相含沙水流与孔隙演化的全耦合动力学模型,导出颗粒输运速度的显式解析表达式及区分悬浮细颗粒与摩擦沉降粗颗粒的分选判据。
研究以神东矿区大柳塔煤矿浅埋近距离煤层中的倾斜残留煤柱为对象,采用理论分析、数值模拟、光纤监测与现场实测,研究工作面过煤柱期间围岩应力演化与矿压响应。
推荐理由:以神东大柳塔煤矿为背景,给出过残留煤柱时底板应力传递与来压规律的多手段实测结果。
数值模拟对比了恒定与循环注入速率对断层储层诱发地震的影响。研究聚焦注入速率变化如何控制断层滑动与地震事件,为注入作业的诱发地震风险评估提供依据。
微观实验与反应分子动力学模拟揭示了棕榈酸对高岭石和偏高岭石润湿性的影响。研究对比了棕榈酸作用下两种矿物的表面润湿行为差异,并结合反应分子动力学模拟从分子尺度解析其作用机制。
针对大兴安岭南段毛登-白音地区厚覆盖层与隐伏矿体制约传统勘查的问题,研究构建含18个预测变量的多源地学数据库,提出分组跨源融合深度学习框架MSGeoMamba,并纳入7种遥感蚀变矿物异常。
采用挤出滚圆法制备以乙基纤维素(EC)为壳、硅酸钠(SS)为芯的聚合物核壳胶囊,用于饱和砂的被动自修复。研究聚焦单胶囊与砂-胶囊混合体的力学行为,假设胶囊在铺设时保持完整、在土体变形引起的特定剪应力下破裂,释放的SS在饱和条件下与Ca²⁺反应胶结砂粒而无需干燥。现有胶囊方案在饱和土中受限于油类修复剂依赖氧化干燥、碱性SS包封困难及粒径与规模化控制不足。
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。
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。
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。
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。