岩石力学
堆石料的三维应力分数阶本构模型
为合理反映粗粒土的状态依赖非关联应力应变特性，提出应力分数阶塑性力学模型。已有模型基于三轴试验结果，无法对堆石料真三轴条件下的应力应变特性进行预测，为解决这一问题，基于特征应力法对已有分数阶塑性力学模型进行完善。进一步选取不同初始状态条件下堆石料的真三轴压缩试验数据对模型进行验证，结果表明，三维化后的分数阶岩土塑性力学模型可以合理地模拟不同初始状态的堆石料在真三轴压缩条件下的应力应变行为。与传统塑性力学模型相比，提出的分数阶塑性模型在描述堆石料非关联流动时不需要额外引入塑性势函数，仅需对已有屈服面求解分数阶导数。此外，模型在特征应力空间中推导完成再映射到原应力空间，可描述土体的三维强度特性，无需额外采用三维强度准则。
堆石料;三维应力;塑性力学;分数阶微积分;状态参数;本构模型
基于β-屈服函数的炭质泥页岩统一硬化模型
炭质泥页岩普遍存在于中国西南地区矿山高边坡的软弱夹层中，在雨水浸润作用下容易发生劣化，进而对矿山高边坡的稳定性产生不利影响。在复杂加载条件下，炭质泥页岩会发生弹塑性破坏，表现出应变软化和剪胀等特点。将炭质泥页岩视作超固结黏土，基于β-屈服函数建立了相应的修正统一硬化模型。与修正剑桥模型的应力—剪胀方程相比，该模型能够更为准确地描述炭质泥页岩的剪胀特性。此外，借助β-屈服函数，该模型能考虑屈服面几何形状对模型计算结果的影响，从而提高模型的计算精度。将模型计算结果与炭质泥页岩等材料的排水三轴压缩试验结果进行对比发现，拟合效果较好，表明模型能准确描述炭质泥页岩的力学特性。
炭质泥页岩;超固结黏土;β-屈服函数;统一硬化模型
基于基因表达编程和粒子群优化鲁棒混合计算模型的深部地下矿井岩爆分类
在深部地下采矿中，岩爆因具有许多不利影响（如对人员、设备、隧道/地下矿山工作面和开采周期等的影响）而被视为不确定性风险。由于其不确定性的特征，对岩爆趋势的准确预测和分类具有一定难度，且已有研究成果较少。提出一种基于基因表达编程（GEP）和粒子群优化（PSO）的鲁棒混合计算模型GEP-PSO，用于预测和分类深部开口的岩爆趋势，提高了预测和分类的准确性。在建立GEP-PSO模型的过程中，评估GEP模型中不同数量的基因（1~4）和连接功能（例如，加法、提取、乘法和除法）。收集246次岩爆发生的地质和施工因素，用于建立岩爆分类的GEP-PSO模型；应用处理数据集缺失值的技术改进数据集的属性；用相关矩阵选取潜在输入参数的特征；建立13个混合GEP-PSO模型，得到各模型的精度。结果表明：在GEP结构中具有3个基因和乘法连接函数的GEP-PSO模型具有最高的准确度（80.49%）。将获得的最佳GEP-PSO模型的结果与基于相同数据集开发的各种已有模型进行比较，结果表明，选择的GEP-PSO模型结果优于已有模型，表明提出的GEP-PSO模型在岩爆等级的预测和分类方面的准确性显著提高，可以应用于深开挖工程中，以准确预测和评估岩爆敏感性。
岩爆;GEP-PSO模型;地下采矿;深开挖;风险评估
高放废物贮存复杂裂隙岩体的渗流传质特性
裂隙对高放废物深地质处置工程的渗流与传质过程影响显著。基于统一管网法（UPM），考虑裂隙网络粗糙特性及吸附与衰变因素，研究裂隙岩体核素迁移机制，并针对单裂缝岩体溶质运移解析解进行基准测试。基于粗糙裂隙网络水力隙宽等效方法，研究裂隙粗糙度分布、岩石基质吸附能力及裂隙岩体传质特性对核素迁移过程的影响。结果表明，核素运移的突破曲线随着裂隙粗糙度的增大而向长时间方向移动；岩石基质扩散系数和延迟因子的增大极大提高了其对核素迁移的延迟效应；具有较长半衰期的核素易在岩体中积聚成相对较高的浓度，而较低的水力梯度值对相对浓度场分布特性的影响更为显著。
高放废物;裂隙粗糙度;吸附;衰变;裂隙网络
不可移动石质文物岩石理化性质研究——以重庆市石佛寺遗址摩崖造像区为例
以重庆市石佛寺遗址摩崖造像区为工程背景，通过开展野外勘测及岩石试样的理化性质测试，提出一种针对不可移动石质文物的理化性质研究方法，即跨尺度分析方法。室内试验采用宏观试验及微观试验，宏观试验包括三轴试验和直剪试验，微观试验包括扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析。采用宏观试验测得样品的基本力学参数；通过电镜分析可知，试样为标准的砂岩，孔隙率较大，表明其对水的敏感性较高，在长期干湿循环作用下，其强度会随着时间的推移而降低，即典型的水岩相互作用；XRD衍射试验表明，由于砂岩中黏土矿物含量较高，故其水理性质较差，抗风化能力较弱，这是导致其风化的主要原因。地质雷达勘测及辅助声波探测表明，在有效保护文物的前提下，可以采用该方法对文物进行宏观和微观的跨尺度科学分析。
无损检测;跨尺度分析;石质文物;摩崖造像;理化性质分析
土木与环境工程学报
ID ：j_caee
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