砂土动力学若干基本理论探究

张建民



（1. 清华大学土木水利学院岩土工程研究所，北京 100084；2. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084）
摘 要：简要综述了笔者近30年在砂土动力学5个基本理论方面的主要研究成果：①支配砂土动有效抗剪强度变化的6个基本效应与瞬态有效动强度理论及其细观物理基础；②砂土可逆性与不可逆性剪胀等动本构规律及循环本构理论模型；③砂土震动液化大变形的基本规律、物理机制、本构模型和零应力点算法等本构理论及预测方法；④粗粒土与结构接触面的三维静动力学规律及本构理论模型；⑤考虑刚性挡土结构与地下浅埋结构侧向位移的地震土压力计算理论及实用算法。这些成果是在一系列测试技术研发以及较为深入细致的现象观察、试验模拟、数值仿真、机理探究和理论思考的基础上获得的比较系统的认知与进展。这些研究着眼于理解和描述地震荷载作用等引起的“循环效应”，着力于探究和揭示不同条件下砂土的动力学行为及其内在规律，着重于发展和完善“物理概念正确、数学模型简单、参数便于确定、分析简便实用”的计算模型及方法，以期对丰富土动力学基本理论内涵和解决实际土工抗震边值问题能有所裨益。
关键词：砂土；循环加载；动强度；本构关系；液化；接触面；大变形；地震土压力

基于波速孔压静力触探试验计算软土中静压桩的单桩极限承载力

曹 权^1，2，3，施建勇^1，2，雷国辉^1，2，艾英钵^1，2
(1. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京 210098；2. 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098；3. 深圳市市政设计研究院有限公司，广东 深圳 518029)
摘 要：根据静力触探探头和静压桩贯入软土时的特点，采用柱孔扩张理论来模拟圆锥锥身和桩身贯入过程中应力场的变化，采用球孔扩张理论分析锥尖和桩端的挤土受力情况，推导出该条件下柱孔扩张和球孔扩张的极限扩孔压力理论解，在此基础上，对静力触探探头和静压桩进行受力对比分析，推导出利用波速孔压静力触探试验成果估算静压桩极限承载力的理论表达式。理论计算值与现场试验桩的静载荷试验结果较为吻合，说明该理论解具有一定的实用价值。
关键词：波速孔压静力触探试验；静压桩；饱和软黏土；小孔扩张理论；单桩极限承载力

基于数字图像的大型堆积体细观力学特性及力学参数研究

徐安权^1，2，徐卫亚^1，2，石 崇^1，2，李德亮^1，2
(1. 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点试验室，江苏南京 210098；2. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京 210098)
摘 要：大型堆积体常见于西南水电工程中，其力学性质极其复杂，需从细观结构上对其加以研究，才能从本质上揭示其力学特性及变形破坏的特征和规律。将数字图像处理技术(DIPT)应用到堆积体的数值模拟中，自行开发了Photo-To-FLAC^3D (PTF)自动建模程序，可实现对堆积体图像的分析处理、信息获取并自动生成细观模型文件的全过程，为堆积体力学行为的模拟提供了新的建模方法。以澜沧江古水水电站堆积体边坡为例，对实拍数码照片采用PTF实现其细观模型快速、准确的建立，运用三轴数值模拟试验对其力学特性及力学参数进行分析和研究。研究表明，堆积体变形表现出明显的“欺软怕硬”特性，受力表现出“贯穿带”的特性。提出随机统计分析法对堆积体力学参数进行研究，通过随机选取多组现场照片进行分析，由统计分析得出的力学参数与实际工程物理实验的参数非常接近，说明该力学参数研究方法的可信性，为堆积体力学参数的选取提供了一条新的路径和依据，是大型原位试验的有益补充。
关键词：堆积体；数字图像处理；细观模型；力学特性；力学参数

兰州地区大厚度自重湿陷性黄土场地浸水试验综合观测研究

姚志华¹，黄雪峰^1,2，陈正汉¹，张建华³
(1. 解放军后勤工程学院建筑工程系，重庆 401331；2. 兰州理工大学土木工程学院，甘肃 兰州 730050；3. 中煤邯郸设计工程有限责任公司，河北 邯郸 056031)
摘 要：对兰州地区Q₃大厚度自重湿陷性黄土场地进行了不设注水孔，埋设水分计和热传导吸力探头的浸水试验。研究结果表明：大厚度黄土场地的不同深度土层均会出现多次湿陷，湿陷次数随着土层深度的增加将减少；体积含水率在不同深度土层中呈现不同的变化规律，10 m以上基本由6段组成，10～22.5 m由5段组成，而22.5 m以下则由3段组成；25 m以上范围内水分入渗较为容易，该深度以下土层，由于上部土体发生湿陷压密以及空隙中的气体压力增大导致了水分入渗缓慢；离试坑周边较远的裂缝的产生由于试坑较近裂缝剧烈活动引起；水分运移基本呈现椭圆状形态入渗（长轴位于水平向），后期整个椭圆状湿润区的离心率越来越小，椭圆更扁；浸润角随着外部水源不断供给逐渐扩大，本次试验其变化范围在0°～55°；场地中水分入渗率基本呈现出幂函数减趋势。
关键词：大厚度自重湿陷性黄土；浸水试验；体积含水率；吸力；渗透；浸润角

含非饱和导排层的毛细阻滞型覆盖层性能模型试验研究

邓林恒，詹良通^*，陈云敏，贾官伟
（浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江 杭州 310058）
摘 要：通过自制试验装置研究了强降雨条件下含非饱和导排层的毛细阻滞型覆盖层性能，试验装置包括2 m×1 m×1.2 m的模型槽、降雨模拟器与测量系统等。毛细阻滞型覆盖层模型中细粒土、非饱和导排层和粗粒土分别采用粉土、砂和碎石，模型坡度为1V∶3H，共进行3组试验。所模拟的强降雨强度为65～76 mm/h，利用摄像和张力计监测了降雨入渗及侧向导排过程，并分别监测了坡面径流量、各土层的侧向导排量及底部渗漏量随时间变化。在强降雨条件下，试验Ⅰ中坡面径流量占降雨量的69.4%，入渗的水量中大部分存储在上层粉土中，砂层的侧向导排量为降雨量的3.5%，碎石层底部的渗漏量只有降雨量的2.9%。试验Ⅱ和试验Ⅲ中通过添加膨润土降低粉土层渗透性有效减少了降雨入渗量，与试验Ⅰ相比，试验Ⅱ和试验Ⅲ中非饱和砂层侧向排水出现时间延后，试验Ⅱ中通过下卧碎石层渗漏量进一步减少至0.8%，试验Ⅲ中无渗漏。试验结果表明：通过控制上层土降雨入渗量及发挥毛细阻滞及侧向导排综合作用，可有效控制该覆盖层在强降雨条件下渗漏量，使毛细阻滞型覆盖层在湿润气候区应用成为可能。
关键词：非饱和导排层；毛细阻滞；水量平衡；侧向导排

可液化地基中地铁车站周围场地地震反应分析

庄海洋^1，2，龙 慧¹，陈国兴¹，左玉峰^1，2
（1. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏南京 210009；2. 南京工业大学城市地下空间研究中心，江苏南京 210009）
摘 要：地基液化是地铁车站结构在地震中发生严重震害的重要威胁之一。基于对砂土液化大变形本构模型的研究，建立了可液化地基–地铁车站结构非线性静动力耦合相互作用分析模型，分析了该相互作用体系的地震反应规律。首先，对地铁车站结构周围地基的动孔隙水压力、位移和加速度的时空分布规律进行了分析，重点分析了可液化地基上车站结构上浮、周围侧向地基地表的地震沉降、车站结构周围地基的液化区分布特性及其位移矢量场特征；其次，对车站结构周围可液化地基的地震反应对地面结构的地基稳定性及其所处地震环境的影响进行了初步研究，研究成果可对控制可液化地基上地铁车站结构地基的震害及其对地面结构造成的震害影响提供科学依据和参考。
关键词：砂土液化；地铁车站结构；地震反应；震害

考虑孔隙流体压缩性的土体平面应变固结半解析数值分析

徐 进^1，2，蔡正银¹，王旭东²
(1. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024；2. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009)
摘 要：针对Biot固结基本方程的特点，在构建满足边界条件的位移和超静孔压试探函数的基础上，由Galerkin法建立了考虑孔隙流体可压缩性渗透各向异性层状土体中平面应变固结问题的半解析数值求解格式，并利用三角函数系的正交性实现了加权余量方程按不同级数项的解耦。在此基础上，编制相应计算程序实现了半解析数值方程的求解。通过算例对比分析验证了半解析数值方法的正确性，并说明了其处理渗透各向同性、孔隙流体可压缩性和土体层状的能力。
关键词：半解析数值法；平面应变固结；可压缩性；层状地基

黏弹性地基上厚筏基础蠕变沉降的耦合边界元法

闫富有¹，刘忠玉¹，殷伟希²
(1. 郑州大学土木工程学院，河南 郑州 450001；2. 郑州大学综合设计研究院，河南 郑州 450002)
摘 要：采用Boltzmann剪切松弛模型和体积弹性模型组合的黏弹性半空间地基模型，考虑筏板的横向剪切变形效应和柱荷载随时间的变化，在时间增量段对基底反力进行Newton二次插值，建立了时间域内黏弹性地基与厚筏基础相互作用分析的耦合边界元数值方法，并导出了相应的数值计算公式，为分析施工过程以及施工结束后筏板基础随时间持续发展的沉降和差异沉降以及弯矩和剪力提供了一种有效的数值计算方法。计算表明，在建筑物施工结束后，随着地基的蠕变，基底反力由基础中间向四周转移，但这种变化并不显著。筏板的沉降、差异沉降和最大弯矩则随地基的蠕变在一个较长时间内显著增加，最终接近于一稳定值。对于蠕变特性明显的地基，设计时应予以重视。
关键词：筏板基础；蠕变沉降；黏弹性半空间；边界元法

不透水地基上设有排水棱体堤坝渗流计算的理论解

吴世余，宋新江
(安徽省·淮委水利科学研究院，安徽 蚌埠 233000)
摘 要：论述了堤坝下游设有棱体和褥垫排水堤坝的渗流计算，排水边界的坡角大于90°。主要内容和成果有：①对于下游水深H₂=0的棱体排水，按柯钦娜式q/k=μh₀，高精度计算出流量和出逸点高度关系式的比例系数μ的倒值，并提出相应的1/μ拟合式，以便于应用，应用转化的超越几何函数，导出出逸段的坡降计算式，并具体计算出排水边坡坡角90°，135°，180°的出逸坡降分布；②应用速度平面保角变换的简化方法，导出排水棱体临界水深H_C的计算式，其推导过程较之努米诺夫的混合函数法大为简化，另提出相应的H_C拟合式，以便于应用；③对于下游水深H₂≥H_C的棱体排水，按努氏式ΔL₂=D₁H₂+D₂q/k，高精度计算出下游区附加渗径ΔL₂式的比例系数D₁和D₂，并提出相应的拟合式，以便于应用，应用保角变换求出该型堤坝下游区的精确解，再结合努氏的上游区精确解，举出一具体算例，精确计算出堤坝的流量和渗透系数的比值q/k，出逸点高度h_s，出逸段坡降I的分布，以及全程浸润线和上下两反弯点的坐标，可借以校核该型堤坝渗流有限元计算程序和其它近似计算方法的正确性及其计算精度；④对于下游水深0<H₂<H_C的棱体排水，提出出逸点高度h_s和下游区附加渗径ΔL₂两近似理论计算式，据此算出的q/k和h_s，与有限元计算的结果相符。
关键词：渗流；堤坝；棱体排水；复变函数；超越几何函数

基于统一强度理论的深埋圆形岩石隧道收敛限制分析

张常光^{1, 2}，赵均海¹，张庆贺²
（1. 长安大学建筑工程学院，陕西西安 710061；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092）
摘 要：基于统一强度理论和非关联流动法则，考虑中间主应力、围岩软化、剪胀和塑性区较小弹性模量等综合影响，推导了深埋圆形岩石隧道围岩特征曲线解析新解。采用较合理的Vlachopoulos公式确定隧道纵向位移释放系数，利用收敛限制法对比两种支护起始位置方法下支护压力的差异。研究结果表明：统一强度理论参数对围岩特征曲线和隧道纵向变形曲线的影响显著，考虑中间主应力效应可以更加充分发挥围岩的强度潜能，塑性区弹性模量和剪胀参数对围岩特征曲线的影响显著，不同支护起始位置方法确定的支护压力差异明显。
关键词：围岩特征曲线；隧道纵向变形曲线；支护压力；统一强度理论；中间主应力；剪胀

人工冻结工程地质雷达模型试验研究

宋 雷^1，2，张小俊^1，3，杨维好^1，2，李海鹏^1，2
深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州 221008；2. 中国科学院寒旱所冻土工程国家重点实验室，甘肃兰州 730000；3.中国煤炭科工集团重庆设计研究院，重庆400016）
摘 要：推导了冻结工程雷达探测的相似准则，该相似准则具备明确的物理意义，分别表明模型与原型在信号走时和强度上的关系。在此基础上，根据冻土电磁参数在不同频率的变化规律，指出在人工冻结工程中地质雷达的相似准则为矛盾准则，即模型试验中雷达信号的反射特征与原型基本一致，而其信号强度则较原型剖面显著增强。进而，开展了上海长江隧道联络通道的模型试验和现场实测，获得了人工冻结壁中冻结管、缺陷等典型目标体的雷达图像特征，掌握了冻结壁发展的基本规律，为工程的安全快速建设提供了重要依据。对地质雷达的试验研究以及人工冻结工程和冻土区工程建设有重要的理论和应用价值。
关键词：地质雷达；人工冻土；介电常数；模型试验；相似准则

基于非侵入式随机有限元法的地下洞室可靠度分析

李典庆^1，2，蒋水华^1，2，周创兵^1，2
（1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉 430072；2. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室，湖北武汉 430072）
摘 要：提出了地下洞室变形可靠度分析的非侵入式随机有限元法。介绍了随机多项式展开的基本原理，采用GEOSLOPE的SIGMA/W模块进行确定性有限元分析。提出了随机多项式展开与SIGMA/W模块接口方法及其流程图，从而实现了确定性有限元分析和随机分析一体化。最后研究了非侵入式随机有限元法在地下洞室变形可靠度分析中的应用。结果表明：非侵入式随机有限元法使得随机分析与确定性有限元分析互不耦合，其计算效率是传统的蒙特卡罗模拟方法无可比拟的，它是地下洞室变形可靠度问题分析一种有效的方法。采用二次衬砌支护是提高地下洞室可靠度有效的方法。此外，岩体变形模量的变异性对地下洞室变形可靠度有非常明显的影响，而岩体重度的变异性对可靠度基本上没有影响。因此，在地质勘查中要尽可能准确地确定岩体的变形模量，从而有效地提高地下洞室变形可靠度。
关键词：地下洞室；变形；非侵入式随机有限元法；随机多项式展开；可靠度

腐蚀性场地形成的水泥土的劣化研究

杨俊杰^{1, 2}，孙 涛^{1, 2, 3}，张玥宸^{1, 2}，苗佳丽⁴
(1. 海洋环境与生态教育部重点实验室，山东 青岛 266100；2. 中国海洋大学环境科学与工程学院，山东 青岛 266100；3. 青岛市勘察测绘研究院，山东 青岛 266032；4. 九州大学工学部地盤工学研究室，日本 福冈 819-0395)
摘 要：水泥土等加固体的劣化可以分为场地环境变化引起已有加固体的劣化问题和在腐蚀性场地形成的加固体的劣化问题。前一个问题是加固体形成一段时间后因外界环境变化而受到侵蚀的问题；后者是加固体在腐蚀性环境中产生强度的同时发生劣化的问题。为了研究加固体在腐蚀性场地的劣化问题，开发了一种能够近似模拟加固体形成环境的养护装置。在试样筒中制备加固体后立即将加固体连同试样筒置于养护筒，并只允许加固体顶面与腐蚀性环境接触，达到一定龄期后实施微型贯入试验及化学成分分析试验，初步研究了海水及其压力对滨海沉积软土场地形成的水泥土劣化的影响。结果表明：海水环境下水泥土的劣化进展较快；劣化深度有随水压力增大的趋势；劣化的发生与Ca²⁺的溶出有关，Ca²⁺浓度随水泥土深度的变化趋势呈现一定的规律性。
关键词：水泥土；海相黏土；劣化；Ca²⁺；海水环境；微型贯入试验

高土石坝坝坡地震稳定分析研究

徐 斌^{1, 2}，邹德高^{1, 2*}，孔宪京^{1, 2}，董光辉¹
（1. 大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室，辽宁大连116024；2. 大连理工大学水利工程学院，辽宁 大连116024）
摘 要：采用有限元动力时程稳定和变形分析方法，对不同高度大坝坝坡稳定进行分析，开展了最危险滑弧确定方法、地震动持时对稳定和变形的影响、滑弧位置和深度以及坝坡加固范围的研究。结果表明：拟静力法采用规范建议的加速度分布系数不能反映高土石坝实际地震反应规律，计算得到的最危险滑弧较深且滑动范围偏大，不利于确定坝坡的加固范围；坝坡在地震过程中，最小安全系数与最大滑动量对应的滑弧并不一致且是不断变化的，有限元动力法计算坝坡稳定时，应在每一时刻任意搜索最危险滑弧；地震持时对坝坡安全系数影响不大，但对滑动量有较大影响；不同滑弧深度对坝坡安全系数有较大影响，存在一个临界深度，当滑弧超过临界深度时，坝坡安全系数大于1.0；坝坡稳定安全性评价需要综合考虑安全系数与变形的计算结果。根据计算结果，建议了坝坡加固的范围。
关键词：高土石坝；坝坡稳定；拟静力法；有限元动力法；加固范围

长距离液氮冻结加固高承压富含水层温度实测研究

陈 成¹，杨 平¹，张 婷¹，史志铭²
（1. 南京林业大学土木工程学院，江苏南京 210037；2. 中煤五建集团公司上海分公司，上海 200135）
摘 要：结合杭州庆春路过江隧道盾尾刷更换工程，给出了在高承压富含水层地层中采用长距离液氮冻结加固封水的冻结参数和工艺，并进行了冻结温度场实测研究。监测分析结果表明：长距离液氮冻结去路温度应保证在到达工作面时液氮温度为-100℃以下，经循环后出口温度应保持在-50℃～-70℃；采用3层1 cm厚的聚乙烯保温材料和3层密封薄膜交替包裹保温效果明显，温度回升为0.070℃/m，最长可用于1000 m的远距离液氮冻结；冻土体发展速度从大到小依次为圆砾层>粉细砂层>粉质黏土层；管片中的温度受外界影响较大，盾壳-管片界面温度在盾尾刷焊接前、焊接时及焊接后分别为5.4℃～-3.2℃、19.3℃～8.7℃、12.7℃～4.8℃，确保了冻结壁不融化和焊接质量；强制解冻仅需2 d即可达到盾构继续推进的条件，本工艺总工期为23 d，解决了承压含水层中封水更换盾尾刷的难题。
关键词：盾尾刷；长距离液氮冻结；承压含水层；冻结壁；温度场；解冻

基桩完整性检测的概率分析及质量动态评估

徐志军，郑俊杰^*，边晓亚，赵冬安
(华中科技大学岩土与地下工程研究所，湖北 武汉 430074)
摘 要：基于概率理论，对基桩完整性检测的概率分布进行了详细的分析，分析表明抽检结果与总体不合格率和抽检桩数有关，因此建议将总体不合格率作为评价整批桩质量的标准。利用Bayesian方法推导出总体不合格率的先验分布服从标准的Beta分布，由共轭分布原理得出后验分布也服从Beta分布。然后分析了总体不合格率后验分布的期望和方差，得出结论：后验分布的期望是先验分布的期望和当前抽样检测不合格率的加权和；后验分布的方差是当前抽检不合格率及先验分布方差的加权和。通过分析抽检桩数对加权系数和后验分布的期望和方差的影响，结果表明：当抽检桩数小于10时，抽检桩数对检测结果有显著影响；当抽检桩数大于10时，抽检桩数对抽检结果的影响变小；尤其当抽检桩数大于20时，对抽检结果无显著影响。最后利用先验分布的期望和方差与后验分布的期望和方差的关系建立起质量检测的动态评估模型。算例分析表明该动态模型可更准确地估计出总体不合格率，具有较重要的工程实际意义。
关键词：基桩；不合格率；Bayesian方法；Beta分布；抽样检测

盾构侧穿邻近古建筑的施工影响分析及保护措施加固效果的研究

吴昌将^1，2，张子新^1*，丁文其¹，张登雨¹
（1. 同济大学土木工程学院，上海 200092；2. 上海建筑设计研究院有限公司，上海 200041）
摘 要：结合上海地铁11号线侧穿古建筑的实际工程，采用数值计算和现场实测相结合的方法，对国内最新型的MJS桩基施工预加固与新建隧道侧穿引起的邻近古建筑的沉降进行了深入研究。整个施工力学的全过程对建筑物的影响分为桩基施工扰动阶段、上行线穿越阶段和下行线穿越阶段3个阶段。其中先期桩基施工扰动的影响相对显著，但由于MJS桩的保护作用，上行线穿越影响次之，下行线穿越影响最小。计算结果表明，由于桩基施工的预加固与隧道左侧建筑物的存在，使得地表的沉降槽与传统的形式有较大区别；同时，地表的水平位移分布规律也发生了明显的变化。此外，由于隔离桩的保护，大大减少了盾构掘进对地表以及建筑物沉降的影响。现场监测与数值计算的结果对比分析也表明两者所反映的规律较一致，其数值差别较小，进而验证了数值计算方法的准确性与合理性。
关键词：MJS桩基；侧穿；古建筑；沉降；现场实测；数值模拟

初始主应力方向对饱和粉土不排水剪切特性的影响

郭 莹^{1, 2}，张俊峰¹，栾茂田^{1, 2}，刘功勋^{1, 3}
(1. 大连理工大学土木工程学院岩土工程研究所，辽宁 大连 116024；2. 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024；3. 中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海 200120)
摘 要：利用“土工静力–动力液压–三轴扭转多功能剪切仪”，针对山东东营原状饱和粉土和采用3种初始成样含水率夯击法制备的重塑饱和粉土，在初始平均主应力为100 kPa，初始中主应力系数为0.5，初始偏应力比为0.433，初始主应力方向角分别为0°，30°，45°，60°，90°的非均等固结条件下，保持平均主应力和中主应力系数恒定进行了应力控制式不排水静力扭剪实验。着重探讨了初始主应力方向和初始成样含水率对粉土应力–应变关系、孔隙水压力变化与有效应力路径等的影响。实验结果表明：初始主应力方向对原状粉土和重塑粉土的变形与强度特性的影响程度有所不同；初始成样含水率对饱和重塑粉土的变形及强度特性具有显著影响。
关键词：初始主应力方向；初始成样含水率；饱和粉土；应力–应变关系；有效应力路径

改进的库尔曼图解法在折线坡土压力计算中的应用

李大鹏¹，张伟锋^1，2，赵建魁¹，孙云厚¹
(1. 解放军理工大学工程兵工程学院，江苏 南京 210007；2. 总参工程兵科研三所，河南 洛阳 471023)
摘 要：为简化折线形土坡的库尔曼图解法，在王奎华直线形土坡简化方法的基础上，以挡土墙后二折线、三折线土坡为分析模型，以库伦土压力理论为基础，根据几何三角形与力矢三角形相似的关系对折线坡的库尔曼图解法进行了改进，提出了一种新的土压力图解法。和原库尔曼图解法相比，改进后的方法无需计算滑动土体的自重和逐一按比例尺量取线段表示滑动土体自重，计算量小，作图简便，所得结果更加精确。
关键词：库伦土压力理论；改进的库尔曼图解法；折线坡；土压力

单桩静载荷试验的理论模拟及影响因素分析

洪 鑫
（1. 昆山市建设工程质量检测中心，江苏昆山 215337；2. 昆山市房屋安全鉴定站，江苏 昆山 215337）
摘 要：应用基于Mindlin位移解的弹性理论法建立了堆载法和锚桩法单桩静载测试过程的理论模拟方法，对两种测试方法进行了对比分析。重点研究了基准桩布置对两种测试方法结果的影响，结果表明：堆载法和锚桩法测试均夸大了单桩刚度，且锚桩法比堆载法更明显；另外，按照现有桩基检测规范进行的桩基测试在一定的条件下对单桩刚度的影响较大。要充分利用压重平台卸荷或锚桩上拔引起基准桩的上抬和测试桩桩身应力引起基准桩的下沉叠加来降低对测试结果的影响。
关键词：单桩；静载试验；理论模拟；基准桩

干砂最大剪切模量的共振柱与弯曲元试验

柏立懂^1，2，3，项 伟¹，SAVIDIS A Stavros³，RACKWITZ Frank³
（1. 中国地质大学(武汉)工程学院，湖北 武汉430074；2. 贵州高速公路开发总公司，贵州 贵阳 550004；3. 柏林工业大学土力学与岩土工程系，德国 柏林 13355）

摘 要：对德国4种干砂试样进行了共振柱与弯曲元对比试验，旨在分析弯曲元法测定砂土最大剪切模量时存在问题和解决方法。研究表明：时域初达法判定的剪切波传播时间较其他方法具有更好的稳定性；弯曲元试验测定最大剪切模量输入电压脉冲频率的减小而减小，衰减程度因砂土类型而异，该影响随围压的增大而减弱；对比分析表明，弯曲元与共振柱试验测定的最大剪切模量具有良好的线性关系，对柏林砂和不伦瑞克砂，存在一个临界最大剪切模量，小于该临界值时，弯曲元测值大于共振柱测值，而大于该临界值时，前者小于后者，两者差值随土样刚度增大而增大。对比研究指出，弯曲元试验尽可能采用合适高频脉冲电压作为激发电压，实践中应事先与共振柱试验进行对比。
关键词：最大剪切模量；共振柱试验；弯曲元试验；脉冲频率；干砂

碱性材料与红土坝料的互损劣化试验

杨华舒¹，魏 海¹，杨宇璐²，李晋豫¹，殷小林¹
(1. 昆明理工大学电力工程学院，云南 昆明650051；2. 南昌大学科学技术学院，江西 南昌330029)
摘 要：水泥、石灰等碱性物质被大量用于加固土工结构，然而碱性材料已经给红土造成了长期的侵蚀。基于材料互损的化学分析，设计了红土坝料的加速劣化浸泡，对比试验了水工指标，分析了渗水的离子浓度变化。检测证实：碱性物质降低了倍半氧化物的聚合力、消耗了红土的黏结成分、劣化了结构材料的颗粒级配。揭示了碱性加固材料与酸性坝土的相互作用及接触带互损渗漏机制，提出材料互损是导致土坝重要指标逐渐劣化、细观渗流通道增加扩大、加固效益太低的重要原因之一。
关键词：岩土工程；化学反应物；红土；碱性材料；材料互损