高混凝土面板堆石坝变形安全内涵及其工程应用

郦能惠¹，王君利²，米占宽¹，李登华¹



（1. 南京水利科学研究院，江苏南京 210029；2. 西北勘测设计研究院，陕西 西安 710065）
摘 要：在分析国内外高混凝土面板堆石坝出现的严重问题的原由的基础上，摒弃几十年来面板堆石坝经验设计的概念，指出高混凝土面板堆石坝除了通常土石坝要求的抗滑稳定安全和渗流稳定安全以外还必须满足变形安全的要求。建立了高混凝土面板堆石坝设计的变形协调新理念，包括坝体沉降协调、坝体水平位移协调、面板法线方向和坝轴线方向的坝体变形和面板变形同步协调，提出了高混凝土面板堆石坝变形安全设计的内涵包括变形协调准则、判别标准、计算方法和对策，以203.5 m高的Bakun坝为例，阐明变形协调设计新理念替代经验设计概念的必要性。
关键词：高混凝土面板堆石坝；变形安全；经验设计；变形协调；准则；判别标准；计算方法；对策

利用初流量法分析有自由面渗流问题之改进

潘树来¹，王全凤¹，俞 缙^1,2
(1. 华侨大学土木工程学院，福建 厦门 361021；2. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州 221008)
摘 要：在利用初流量法分析带有自由面的渗流问题时，常因采用高斯积分点作为结点初流量计算判断依据所带来的误差而令解出现振荡。为了减低这一因素的影响及提高计算的效率，针对常用的4结点平面单元和8结点6平面三维单元的自由面方程进行分析，提出采用坐标变换和等参变换等技术来改造结点初流量的计算，并建议按自由面穿越单元之状况引用分部积分，使其积分上、下限符合高斯积分法的格式化要求，从而可利用高斯积分法求出精确的结点初流量，而精确的结点初流量则有助于改善解的振荡及提高计算结果的精度。通过一矩形均质坝实例分析，表明该方法的稳定性和收敛性良好。
关键词：初流量法；有自由面渗流；高斯积分法；固定网格

悬臂支护基坑失稳风险的改进风险矩阵分析方法

曹文贵¹，翟友成¹，张永杰²



(1. 湖南大学岩土工程研究所，湖南 长沙 410082；2. 长沙理工大学，湖南 长沙 410076)
摘 要：基坑失稳风险评价是基坑设计和安全施工的重要环节。首先在深入研究悬臂支护基坑失稳风险事件及其风险因素基础上，建立出综合考虑风险概率和风险后果影响的基坑失稳风险综合分析模型；然后，考虑基坑失稳力学机理及基坑土体物理力学参数的不确定性的区间性特征，引入非概率可靠性分析方法，建立出基坑风险概率的确定方法；同时，引入信息熵理论，建立出可反映专家评价水平的风险后果评价方法，进而建立出悬臂支护结构基坑失稳风险的改进风险矩阵分析方法；最后，通过工程实例分析表明了方法的合理性与可行性。
关键词：基坑工程；风险概率；风险后果；风险矩阵；信息熵；非概率可靠性分析

黏土中隧道开挖引起的地表及地表以下土体长期沉降计算方法

杨 敏^{1, 2}，黄 炬^{1, 2}，孙 庆^{1, 3}，刘 侃^{1, 2}，曾英俊^{1, 4}



(1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；3. 中国建筑第三工程局有限公司技术中心，湖北 武汉 430070；4. 上海市第二市政工程有限公司，上海 200065)
摘 要：基于Mair提出的隧道开挖引起的土体瞬时沉降的理论以及进行的有限元数值模拟结果，推出地表及地表以下不同深度土体长期沉降的计算方法。首先模拟了Ong的离心机试验以验证数值模型的合理性，然后对隧道开挖引起的不同深度处土体长期沉降问题进行了模拟研究，建立了长期和瞬时情况下地层损失率之间的关系，并推导出长期情况下各深度处沉降槽宽度系数和最大沉降值的计算式，从而可确定沉降槽的形状。经与现场实测资料和数值模拟结果对比，验证了方法的合理性，可作为实际工程的借鉴。
关键词：隧道；地表以下；长期沉降

隧道激发极化法超前探测快速反演研究

聂利超，李术才，刘 斌^*，李树忱，钟世航
(山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南250061)
摘 要：突（涌）水地质灾害是制约隧道等地下工程建设的瓶颈问题之一，掌子面前方存在多个含水构造的情况普遍存在，对隧道前方多个含水构造的超前探测是亟待解决的难题，基于激发极化法中极化率参数对水体响应敏感的特点，将其引入到隧道前方含水体超前探测研究工作中，从正演理论、反演解释、物理模拟和现场应用等方面入手对激发极化超前预报技术进行了较为深入的研究。首先，推导了隧道掌子面前方多个含水构造激发极化法超前探测的理论解公式，采用等效电阻率法计算视极化率观测数据，为激发极化法超前探测快速反演奠定了基础。其次，基于隧道前方多个含水构造的理论解，提出了利用两个阻尼系数控制步长和搜索方向的思路，解决了传统马奎特方法仅依靠一个阻尼系数很难有效同时控制两个变化因素的矛盾；提出了一种改进的马奎特快速反演方法，同时对视电阻率和激发极化数据进行反演，使之对初始模型参数依赖较小，收敛速度较快，精度较高，并对隧道前方存在多个含水构造模型进行了较为成功的反演。最后，物理模型试验和现场实际应用表明，激发极化法超前探测快速反演方法是行之有效的，为解决隧道多个含水构造超前探测这一难题提供了可行的途径。
关键词：隧道工程；含水构造；超前探测；激发极化法；阻尼最小二乘法；快速反演；物理模型试验

底面为曲面基础地基极限承载力上限解

韩长玉，夏小和，王建华
(上海交通大学土木工程系，上海 200240)
摘 要：为了解决曲面基础作用于土体的极限承载力问题，改进了Prandtl机构和Hill机构，利用极限分析理论，得到了底面为曲面基础地基极限承载力的上限解；通过两者的比较，以及与底面为平面基础地基极限承载力的比较，所得的上限解大于处于地基表面的平面基础地基极限承载力的上限解，小于埋深为基础宽度一半的平面基础地基极限承载力的上限解，研究结果可供地基承载力设计及计算参考。
关键词：极限承载力；上限解；曲面基础

基于可靠度分析确定刚性抗滑桩锚固深度

吴坤铭^1,2，王建国¹，谭晓慧³
（1. 合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥 230009；2. 皖西学院建筑与土木工程系，安徽 六安 237012;3. 合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽 合肥 230009）
摘 要：为了确定刚性抗滑桩锚固深度，建立了锚固深度的可靠性分析模型，基于强度折减有限元法进行了可靠度分析；可靠指标的选取应考虑边坡工程等级，以目标可靠度为控制指标去指导抗滑桩锚固深度的设计。通过工程实例，把计算参数视为随机变量，以可靠度分析考虑参数变异的程度对抗滑桩锚固深度的影响；通过可靠指标对参数的敏感性分析确定抗滑桩锚固深度主要影响参数；算例表明采用可靠度分析方法确定抗滑桩锚固深度是合理的，具有一定的工程应用价值。
关键词：刚性抗滑桩；锚固深度；强度折减；可靠度分析

柱状节理岩体宏观等效弹性模量尺寸效应研究

闫东旭^{1, 2}，徐卫亚^1,2，王 伟^{1, 2}，石 崇^{1, 2}，石安池³，吴关叶³
（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；3.中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江 杭州 310014）
摘 要：以金沙江白鹤滩水电站工程为背景，结合相关的岩石力学试验方法，建立了柱状节理岩体三维离散元模型，对柱状节理岩体进行了三轴压缩试验数值模拟。数值试验研究了六棱柱形柱状节理岩体柱体直径变化、四棱柱形柱状节理岩体柱体边长、节理错距变化对其等效弹性模量的影响。为研究随机柱状节理岩体柱体尺寸对岩体等效弹性模量的影响，提出柱体大对角线长尺寸控制方案，并研究了柱体大对角线长变化对岩体等效弹性模量的影响。通过与现场试验的对比研究，结果表明：随机柱体尺寸控制方案可靠；柱体尺寸的变化对与柱体垂直方向的等效弹性模量影响较大，是主要影响因素；四棱柱形柱状节理岩体错距变化主要对与错距平行的岩体等效弹性模量产生影响，对其它两个方向的等效弹性模量的影响较弱，是次要影响因素。研究结果为工程实践中等效力学参数的确定提供了相关参考。
关键词：柱状节理；数值模拟；等效弹性模量；尺寸效应

地震作用下边坡抗滑桩振动台试验研究

叶海林^{1, 2}，郑颖人^{1, 2}，李安洪³，杜修力⁴



(1. 后勤工程学院军事建筑工程系，重庆 400041；2. 总装备部工程设计研究院, 北京100028；3. 中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都 610031；4. 北京工业大学建筑工程学院，北京 100124)
摘 要：通过大型振动台试验研究地震荷载作用下边坡抗滑桩的抗震性能，振动台试验边坡模型放在一个长3.7 m、宽1.5 m、高1.8 m的模型箱中。模型与原型边坡按照尺寸相似比1∶20进行模型试验相似设计。经过配合比试验由标准细砂、石膏粉、滑石粉、甘油、水组成相似材料，通过控制密度2.5 g/cm³垒入模型箱中。模型振动台试验通过输入3种不同的地震波，不断加大输入地震波的幅值，通过监测桩后土压力、边坡坡面加速度和位移响应研究抗滑桩在地震作用下边坡抗震机制和地震作用桩后土压力分布形式和抗滑桩的抗震性能。试验研究为边坡抗滑桩抗震设计奠定了良好的基础。
关键词：边坡工程；抗滑桩；地震；振动台试验

地震作用下面板堆石坝面板错台模型试验研究

孔宪京^1，2，刘福海¹，刘 君^1，2*
(1. 大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室，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：采用弹性–重力相似关系设计了一组混凝土面板堆石坝（面板坝）振动台模型试验，研制开发了仿真面板材料，设计了一套图像采集、存储与分析系统。根据图像识别技术分析结果以及模型的数值计算分析结果，详细分析了面板坝面板错台机理，并与汶川地震中紫坪铺面板坝面板错台震害进行了对比分析。研究结果表明，地震造成的堆石体永久变形对面板产生的向下摩擦力和向外推力是造成面板错台的主要原因。模型试验结果与数值计算结果和实际震害基本吻合，表明振动台模型试验可以再现原型的主要破坏特征。
关键词：面板堆石坝；振动台模型试验；图像识别；PIV；紫坪铺；面板错台

深部黏土渗透特性试验研究

蒋玉坤¹，孙如华²
（1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏 徐州221008）
摘 要：龙固矿区深部黏土层由于深埋藏、高应力和固结时间长，所以其结构和物理力学性质与浅层黏土有所差异。为研究深部黏土的渗透特性，利用改装后的SJ-1A.G三轴剪力仪对龙固矿区第三系黏土进行室内渗透试验。首先研究了渗透系数与轴向应力的关系曲线，通过回归分析法拟合出渗透系数关于轴向应力的函数，总结了深部黏土和浅层黏土在回归系数上的差别；然后进一步研究了深部黏土渗透的各向异性和内在原因；最后得出渗透系数与轴向应变的关系曲线，深部黏土与浅层黏土的区别在于深部黏土没有小斜率延伸段。原因在于高应力下，浅层黏土明显屈服，发生塑性流变；深部黏土屈服不明显，而是发育微裂隙。该研究对深厚覆盖层矿井和深基坑防治水的设计有指导意义。
关键词：深部黏土；三轴渗透；各向异性

积水入渗稳定时近饱和土中封闭气泡含量试验研究

吴争光¹，张 华²
(1. 深圳市岩土工程有限公司，广东 深圳 518028；2. 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌 443002)
摘 要：含有与大气不相连通的封闭气泡且饱和度接近100%的土体称为近饱和土体。通过室内土柱一维积水入渗模型试验，研究了入渗稳定时土壤类型、干密度和初始含水率对近饱和土体中封闭气泡的含量以及气相逸出率的影响，分析了3种影响因素对封闭气泡体积的影响趋势和影响机理。试验结果表明：土样孔隙中封闭气泡的体积随土样干密度的增大而减小；当土样初始含水率超过某一临界含水率时，土样孔隙中封闭气泡的逸出随初始含水率的增加显著减少；由于黏性土达到渗流稳定需要的时间较砂性土长，因而砂性土的气相逸出率要明显小于黏性土的气相逸出率。通过试验揭示了实际土体入渗中的一些物理现象，为更好地理解土壤入渗过程和建立数值模拟模型提供了试验数据。
关键词：近饱和土；封闭气泡；积水入渗；试验研究

盾构施工引起土体超孔隙水压力峰值的计算及影响因素分析

魏新江^1，2，陈伟军^1，2，魏 纲¹



(1. 浙江大学城市学院土木工程系，浙江 杭州 310015；2. 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江 杭州 310027)
摘 要：运用应力释放理论及应力传递理论，推导了盾构施工引起周边土体任一点的超孔隙水压力峰值的计算公式。并通过算例分析表明：与衬砌相邻的土体超孔隙水压力峰值呈近似圆形（底部大于顶部）；随着离隧道中心距离的增加，土体超孔隙水压力峰值呈凹曲线衰减。同时发现盾构直径及埋深对土体超孔隙水压力峰值的影响是相反的。当直径减小或是埋深增大，均会使得与衬砌相邻周边土体超孔隙水压力峰值的底部与隧道中心水平线处的差异更加明显，反之亦然。隧道底部的等值线最密，即变化最快；隧道上方区域的等值线间距逐渐变大，即变化变缓。在一定深度处，超孔隙水压力峰值在隧道轴线上方为最大，远离隧道轴线则减小；随深度增大，其最大值有增大趋势。
关键词：盾构；超孔隙水压力峰值；孔压分布范围；孔压等值线；影响因素

滑坡滑带土非饱和蠕变特性试验研究

赖小玲¹，叶为民¹，王世梅²
（1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌 443002）
摘 要：在库水位变动及降雨入渗作用下，一方面，滑坡土体在饱和与非饱和状态之间转化，土体强度和变形具有非饱和土的特性；另一方面，滑坡变形发展大都经历了一个时间过程，具有流变特性，因此，考虑吸力（含水率）作用的非饱和土蠕变特性对于水作用下的坡体长期稳定性研究具有非常重要的意义。以三峡库区某大型滑坡滑动带土为研究对象，开展了一系列非饱和三轴蠕变试验，给出了不同偏应力荷载，不同基质吸力条件下的蠕变试验曲线。试验结果表明，同一偏应力荷载下，随着吸力逐渐减小，蠕变变形及蠕变速率均不断增加，且随偏应力荷载的增加增幅更大。在此基础上，建立了各级吸力水平下滑动带土的Mesri蠕变模型，即剪应力–应变关系采用双曲线模型，应变–时间关系采用幂函数。接着，通过建立吸力与Mesri模型参数—初始排水切线模量 之间的函数关系，构建了滑动带土的应力–吸力–应变–时间模型。最后，通过该模型的预测值与试验值的对比分析，发现模型能较合理地预测滑坡滑动带土的蠕变特性。
关键词：蠕变；非饱和土；基质吸力；三轴蠕变试验；应力–应变–时间关系；Mesri蠕变模型

粉细砂中敞口PHC管桩群桩锤击施工效应

雷国辉^1，2，艾英钵^1，2，何振兴^1，2，施建勇^1，2
(1. 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，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：管桩的施工效应对其可打性和承载性能有着重要的影响，然而，管桩群桩施工效应的工程实录却并不多见。为此，结合某电厂粉细砂地基中敞口预应力高强混凝土（PHC）管桩群桩基础工程，通过土体水平位移、孔隙水压力和土塞长度的现场测试，开展了锤击施工挤土效应和土塞效应研究。考虑了群桩施工引起土体水平位移的不定向性，采用由摆式测斜仪工作原理建立的数据处理方法，分析了土体合成水平位移和运动方位角的变化规律。同时，考虑了锤击过程中孔隙水压力动态变化的实时性，采用采样时间间隔为28 s的自动化监测系统，对全过程孔隙水压力的变化进行了测试和分析。结果表明：在松散逐渐过渡到密实的粉细砂地基中，管桩的挤土效应和土塞的闭塞效应随入土深度的增加逐渐减弱；管桩群桩的挤土效应受到前期管桩施工引起土体的挤密作用而减弱，群桩内部的挤土效应比群桩外部的挤土效应更显著；管桩施工只引起桩头贯入位置附近土体孔压的短暂上升，而群桩的施工并不引起孔压的积聚。
关键词：群桩；挤土效应；土塞效应；水平位移；孔隙水压力

基于可靠度分析的锚杆抗拔安全系数取值标准研究

王玉杰¹，徐佳成¹，汪小刚¹，曾庆义²
（1. 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控重点实验室，北京 100048；2. 深圳钜联锚杆技术有限公司，广东 深圳 518034）
摘 要：现行规范中关于锚杆抗拔安全设计标准，通常是从锚杆杆体的抗拉强度、注浆体与杆体的黏结强度以及注浆体与周围岩土体的黏结强度这3方面来定义抗拔安全系数，并建议采用统一的取值标准。实际上由于力学机理、材料性质等方面的不同，这3种定义下的安全系数取值标准应有所不同。基于这一背景，应用可靠度分析理论，探讨锚杆抗拔在同一可靠度（失效概率）条件下，这3种定义的安全系数的差别，并为相关规程的修订工作中的锚杆抗拔安全系数取值标准的确定提供科学依据。
关键词：抗拔安全系数；可靠度分析；锚杆

基于MBM随机隙宽单裂隙浆液渗透规律的模拟研究

罗平平^{1, 2}，王兰甫²，范 波²，张 芳¹
(1. 河南理工大学土木工程学院，河南 焦作 454003；2. 义马煤业集团股份有限公司，河南 义马 472300)
摘 要：为了研究单裂隙面隙宽分布对浆液渗透的影响，基于多重分数布朗运动(MBM)分形理论构建出4种不同规则维数下的随机隙宽单裂隙几何模型，从而较真实的反应了天然裂隙面隙宽分布的局部渐进自相似性。通过注浆数值模拟研究发现，压力等值线随时间延续呈现曲折扩散形式，反映了其非均匀渗透特征。裂隙面闭合区分布形态随规则维数降低由点状散布趋向面状集中，其空间位置对浆液后期渗透压力和全程注浆时间影响很大；并且随着浆液入渗发展，节点压力由前期的较快单调增长到后期逐步趋于稳定，越靠近入渗边界的节点达到稳定压力所用时间越短。节点压力与注浆时间成幂函数关系，通过曲线拟合给出了不同参数下的经验方程。
关键词：多重分数布朗运动；随机隙宽；注浆；渗透；单裂隙

在地应力测量中准确求解最大、最小水平应力问题的探讨

姚 瑞¹，杨树新¹，陆远忠¹，米 琦²，甄宏伟¹
(1. 中国地震局地壳应力研究所，北京 100085；2. 中国科学院研究生院，北京 100049)
摘 要：目前，在地应力测量和应用中，人们常常用近于水平的两个主应力或其在水平面上的投影来代替或估计最大和最小水平应力，这在一般情况下误差不大，但是当应力结构比较特殊时这种代替或近似将带来较大的误差，甚至给工程实践带来危害。以投影近似为例按3种三维应力状态分别讨论了方位误差随应力形因子R与主应力轴倾角的变化和量值误差随R、主应力轴倾角和最大、最小主应力量值之差的变化。并用原地应力测量资料求得了方位和量值误差。理论分析和实例都证明了用近于水平的两个主应力的投影代替两个水平应力的误差可能很大。建议在研究与水平应力相关的问题或与水平方向相关的物理参量时采用本文的计算方法求出准确值。
关键词：最大水平应力；最小水平应力；投影近似；误差；三维应力状态

基于二次正交试验优化的隧道围岩稳定可靠度方法

苏永华¹，李 翔¹，丁 云¹，孙晓明²
（1. 湖南大学土木工程学院，湖南长沙 410082；2. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室（北京），北京 100083）
摘 要：通过把二次回归正交组合试验设计和显著性检验结合起来，构建出了各类因素对结构特征值影响程度的判别方法。将该方法植入隧道围岩稳定响应面可靠性分析程序中，建立了具有识别基本因素重要性程度功能的状态函数优化方法，消除了序列响应面状态函数建立时不能判断基本因素对结构状态重要性程度的缺陷。利用MATAB搜索技术求解基于状态函数优化方法改进的响应面可靠度指标，解决了分析结果失真问题。上述两者的结合形成了具有较高效率的复杂地层隧道围岩稳定可靠度响应面分析技术。通过某工程实例研究，演示了该技术的运行过程和操作程序，并在效率、分析结论的准确性等方面进行了对比验证。
关键词：隧道工程；可靠度；二次正交组合试验；响应面；回归
振动历史对砂土非线性剪切模量和阻尼比的影响
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，柏林 13355）

摘 要：利用Stokoe共振柱的非共振模式对干砂试样施加先期扭剪振动，系统研究振动历史对砂土非线性动力特性的影响。研究发现：对某一砂样，存在一个阀值循环次数，小于该阀值前，砂土最大剪切模量随循环次数衰减，大于该阀值后，随之增大。砂土归一化剪切模量几乎不受预荷载频率影响，阻尼比随预荷载频率增大而增大。归一化剪切模量随循环次数增大而减小，阻尼比则随之增大。增大围压将减弱先期振动对归一化模量和阻尼比的影响，而降低围压将进一步放大先期振动的影响。振动历史对归一化剪切模量和阻尼比的影响是土颗粒之间磨损作用和颗粒竖向再定向作用的共同结果。
关键词：共振柱试验；循环次数；预荷载频率；增大围压；减小围压

金属矿充填开采岩体移动对竖井围岩的变形破坏

赵海军^1，2，马凤山^1，2，徐嘉谟^1，2，张亚民^1，2，郭 捷^1，2



（1. 中国科学院工程地质力学重点实验室，北京 100029；2. 中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029）
摘 要：采用数值模拟和地质力学分析的方法，对甘肃金川二矿区地下开采条件下，^#14行风井变形破坏问题进行了研究，研究结果表明：^#14行风井位于地下开采引起的岩体移动盆地的拉张区，受岩体移动变形影响剧烈，地下开采已经成为了影响竖井安全稳定的主要因素；无论是富矿开采还是贫矿富矿联合开采，竖井井壁的位移和应力分布规律大体相同，其大小与分布特征受断层影响突出，断层所在的部位仍然是竖井井壁的脆弱部位；地下开采引起的^#14行风井的破坏是以穿过井筒的断层出现活化为触发因素，以井壁发生错动、破裂、冒落为主要形式的断层效应的集中体现，这也将成为现阶段生产条件下竖井可能再次发生变形、破坏的模式。
关键词：地下开采；金属矿山； GPS监测；断层效应；岩体移动；金川镍矿

断续节理扩展算法在隧道围岩稳定分析中的应用

王华牢^{1, 2}，许崇帮^{1, 3}，夏才初³
(1. 交通运输部公路科学研究院，北京 100088；2. 西安理工大学水利水电学院，陕西 西安 700048；3. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092）
摘 要：利用虚节理力学性质参数弱化函数，在Jennings强度准则基础上提出了应用于非连续变形分析计算的断续节理强度形式；然后，将虚节理力学性质参数弱化规律和断续节理强度表达式运用于非连续变形分析计算程序中，实现了对断续节理扩展过程的模拟算法；并通过剪切试验计算结果与室内试验结果的比较，验证了该算法的正确性。利用该算法对节理岩体中金鸡山隧道进行了围岩稳定性分析，分析结果客观反映了节理展布特征对隧道围岩的变形影响和节理岩体隧道围岩位移分布特征，表明了断续节理扩展算法在隧道围岩稳定性分析方面具有良好的应用前景。
关键词：断续节理；隧道工程；扩展算法；稳定分析

路桥过渡段桩承式加筋路堤现场试验研究

郑俊杰，张 军，马 强，董友扣
(华中科技大学岩土与地下工程研究所，湖北 武汉 430074)
摘 要：桩承式加筋路堤与路堤填土加筋技术联合应用于黄土地区路桥过渡段，减小路桥过渡段差异沉降和桥头跳车现象。通过现场试验对桩承式加筋路堤中心轴和路肩对应位置处格栅上、下表面桩顶和桩间土土压力、桩间格栅变形以及加筋路堤各断面格栅上、下表面土压力和格栅变形进行监测分析，研究结果表明：桩承式加筋路堤通过土拱效应和张拉膜效应将路堤荷载向桩顶转移，从而可有效减小桩间土荷载；桩承式加筋路堤中心轴处路堤荷载转移主要以土拱效应为主，以张拉膜效应为辅，而路肩处格栅张拉膜效应较显著，路堤荷载传递由土拱效应和张拉膜效应共同完成，格栅在路肩处发挥作用效果大于路堤中心轴处；路堤加筋技术在桥台附近减载作用明显，随着距桥台距离的增加，减载作用逐渐减弱。
关键词：桩承式加筋路堤；路桥过渡段；现场试验；土拱效应；张拉膜效应

高应力水平下深部黏土力学特性微观分析

商翔宇^{1, 2}，余海岁^{1, 3}，周国庆¹，王 飞²，陆 勇²
(1. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221008；2. 中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏 徐州 221116；3. 英国诺丁汉大学土木工程学院岩土力学中心，英国)
摘 要：深部黏土在不同应力水平作用下会表现出不同的力学特性，已有试验结果表明高应力水平下正常固结饱和深部黏土的压缩指数和内摩擦角均小于中常压下相应值。为揭示深部黏土力学性质发生上述变化的内在机理，首先利用现有基于双电层理论推算高压黏土压缩曲线的计算方法对试验结果进行验证计算，发现其低估了深部黏土在高压下的压缩性，分析表明原有的两黏土薄片中点无量纲势函数与黏土薄片无量纲距离参数的对数假设关系存在不合理之处，利用新提出的假设以及相应的计算方法获得的预测计算结果能够很好地与试验结果相吻合。然后利用弹性黏着摩擦理论对内摩擦角随应力水平变化进行了计算分析，结果表明在0.2 MPa作用下土的摩擦系数是1.6 MPa相应值的2倍，与实测结果基本一致。
关键词：深部黏土；高应力水平；力学特性；微观分析

喷锚支护洞室抗爆现场试验洞顶位移研究

马海春¹，顾金才²，张向阳²，徐景茂²，高光发¹



（1. 中国科学技术大学近代力学系，安徽合肥 230027；2. 总参工程兵科研三所，河南 洛阳 471023）
摘 要：地下工程设施的稳定性是岩土工程重要研究内容，如何提高爆炸荷载下洞室的抗爆能力对国防和民用工程都有重要的意义。因此，开展现场洞室抗爆实验研究有着重要的战略意义。从喷锚支护洞室抗爆现场试验角度，介绍不同的支护条件即长密锚杆、短密锚杆、常规锚杆三种不同条件下洞顶部位在上部爆炸条件下洞顶位移的特征。另外，对使用两种不同垫板的锚杆支护下洞顶位移做了对比，分析得到碗形垫板支护效果好于板形垫板支护效果的结论。文中还分析了洞顶与洞室跨度相对位移与爆炸比例距离的关系。通过本次试验以寻找最好的锚固效果，为实际工程提供借鉴。
关键词：抗爆能力；洞室；锚杆；位移；试验

位移调节器用于端承型桩筏基础的模型试验研究

周 峰^1，2，郭 亮¹，刘壮志¹，王旭东¹，王继果²
(1. 南京工业大学交通学院，江苏 南京 210009；2. 三江学院土木工程学院，江苏 南京 210012)
摘 要：位移调节器是用于调节物体支承接触点之间位移的特殊装置，可用来保证端承型桩筏基础桩–土的变形协调和共同作用。为研究端承型桩筏基础中位移调节器的设置对桩–土–筏相互作用的影响，进行了位移调节器设置前后端承型桩筏基础的室内模型对比试验。试验测量了桩身轴力、筏板沉降及桩间土反力，分析了不同荷载级别下端承型桩筏基础的荷载传递规律、整体沉降与差异沉降分布特征以及桩土荷载分担比等内容，结果表明：与常规端承型桩筏基础相比，位移调节器的设置改变了桩筏基础的荷载传递规律，顺利实现了桩土的共同作用，同时适当支承刚度的调节器可优先且充分地发挥筏底土体承载能力，优化桩土荷载分担比。结论可为进一步理论研究提供试验依据。
关键词：位移调节器；端承型桩筏基础；桩土共同作用；荷载传递规律

天津滨海地区两种典型软黏土蠕变特性试验研究

王元战，黄东旭，肖 忠
（天津大学建筑工程学院天津市港口与海洋工程重点实验室，天津 300072）
摘 要：通过三轴蠕变试验，研究了天津滨海地区两种典型淤泥质黏土和粉质黏土的非线性蠕变特性。蠕变试验采用分级加载的方式进行，利用“陈氏法”对实测数据进行处理后得到两种软黏土在不同应力状态下的蠕变试验曲线。在此基础上，提取相关数据得到两种软黏土的应力–应变等时曲线，根据该曲线的变化规律，采用Merchant模型对两种软黏土的蠕变曲线进行拟合，确定模型参数，建立了适用于天津滨海地区两种典型软黏土的非线性蠕变模型。最后，对两种软黏土蠕变模型参数的变化规律进行了对比分析得出：Merchant模型中虎克弹簧的弹性模量E_H随主应力差增大呈负指数规律变化，Kelvin体的弹性模量E_K随主应力差增大呈线性规律变化的经验公式。
关键词：三轴蠕变试验；Merchant模型；非线性蠕变；天津滨海；软黏土