论裂隙对膨胀土边坡稳定的影响
殷宗泽^1，2，袁俊平^1，2，韦 杰^1，2，曹雪山^1，2，刘华强^1，2，徐 彬^1，2
(1. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京 210098；2. 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)
摘 要：人们早就知道膨胀土具有多裂隙的特点，也知道它影响边坡的稳定；但怎样影响，严重程度如何，并未清楚认识，在膨胀土边坡设计施工的各环节中并没有充分考虑裂隙影响，以致膨胀土边坡失稳事故仍时有发生。对此作深入研究实有必要。笔者曾发表裂隙开展对强度指标影响的试验成果，提出考虑裂隙影响的边坡稳定分析方法和用土工膜限制裂隙发展的加固方法。在此基础上，本文进一步论述了膨胀土裂隙的产生机理与发展过程，结合膨胀土边坡失稳实例探讨了裂隙所起作用，解释了裂隙开展与膨胀土边坡失稳特征的联系，论述了换土加固方法之所以有效主要在于它限制裂隙开展等。上述各点，从不同的角度论证了多裂隙性是膨胀土边坡易于失稳的关键，是其不同于其它黏性土坡的根本；提出要在膨胀土边坡的分析、计算、施工和处理等各环节都考虑裂隙影响，形成系统理论。
关键词：膨胀土；裂隙；边坡稳定性；换土法
理想胶结砂土力学特性及剪切带形成的离散元分析
蒋明镜^1，2，张望城^1，2，孙渝刚^1，2，张伏光^1，2
(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，
上海 200092)
摘 要：根据近期胶结铝棒接触力学特性的实测结果，提炼出用于模拟胶结砂土粒间胶结作用的胶结接触模型，并将该模型引入二维离散元商业软件PFC^2D。通过对不同胶结强度和不同围压下胶结砂土的平面应变双轴压缩试验的离散元模拟，分析了理想胶结砂土的宏观力学特性及其剪切带的形成规律。结果表明：相比同一孔隙比的无胶结试样，胶结试样具有更高的峰值强度、显著的应变软化和剪胀现象以及明显的剪切带，宏观力学特性与其胶结接触微观力学机理密切相关，模拟结果与已有室内试验结果具有规律上的一致性；由胶结试样内部的微观信息统计可知，胶结试样剪切带的形成一般在其峰值强度之后，且剪切带的形成是试样变形、胶结破坏、孔隙比、平均纯转动率和位移场等微观参量局部化的综合表现。
关键词：胶结砂土；胶结接触模型；剪切带；离散单元法
考虑颗粒破碎效应的粒状材料本构研究：进展及发展
尹振宇^1，2，许 强²，胡 伟²
（1. 上海交通大学土木工程系，上海 200240；2. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，
四川成都 610059）
摘 要：颗粒破碎会引起材料的压缩性变大及强度软化，因此颗粒破碎对粒状材料力学特性影响的研究非常重要。首先从试验研究方面着手，总结了颗粒破碎的描述方法、不同加载条件下（一维及等向压缩、三轴剪切、扭剪及单剪）应力应变的颗粒破碎效应；接着总结了考虑颗粒破碎效应的粒状材料力学本构模拟方法，即一维及等向压缩模型、三维剪切模型及基于离散元法的微观土力学模型。最后，通过大量试验结果分析并结合笔者近年来的研究成果，指出可破碎颗粒材料在应力应变过程中的颗粒级配变化可由修正相对破碎指数来表示，可通过塑性功来确定，且塑性功确定法的优越性还体现在循环加载下的累积破碎评价；然后再通过修正相对破碎指数，来确定临界状态线的位置，进而可通过当前状态与临界状态线的相对位置来评价颗粒破碎对颗粒材料力学特性的影响。所提出的以修正相对破碎指数为关键变量的本构方程可直接应用于考虑颗粒破碎效应的粒状材料静动力本构模型的开发。
关键词：砂土；颗粒破碎；颗粒级配；塑性功；临界状态线；循环加载
膨胀土收缩开裂过程及其温度效应
唐朝生¹，崔玉军²，Anh-minh Tang²，施 斌¹



（1. 南京大学地球科学与工程学院，南京 210093；2. 法国国立路桥大学，法国 巴黎 77455）
摘 要：温度作为主要的外部环境因素之一，对膨胀土水–力学性质有重要影响。为了了解膨胀土在不同温度条件下的干缩开裂特性，开展了一系列干燥试验。试验中共配制了9组初始饱和的泥浆试样，干燥环境温度分别为22℃，60℃和105℃。在干燥过程中，实时监测试样的含水率变化及表面裂隙的演化过程，利用数字图像处理技术，对裂隙图像进行了定量分析，获得了表面裂隙率R_sc；采用填充法，测量了裂隙的体积。结果表明：在干燥初期，试样中水分蒸发速率为常数，且随温度的增加而增加，试样达到残余含水率所需时间随温度的增加而减小；裂隙出现时对应的临界含水率w_IC受温度的影响非常明显，当温度从22℃增加到105℃时，w_IC从38.0%增加到90.9%；在裂隙发展前期，R_sc增速较缓，随后进入快速发展期，较小的含水率变化可导致R_sc迅速增加；当含水率接近终期临界含水率w_FC或缩限时，裂隙发展趋于稳定，且w_FC基本不受温度的影响；在高温环境下，膨胀土的裂隙发育程度较低温环境高，存在明显的温度效应。
关键词：膨胀土；温度；蒸发；收缩；裂隙；图像处理
不同围压下断续预制裂隙大理岩扩容特性试验研究
杨圣奇，刘相如
（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：基于在伺服试验机上获得的不同围压下断续预制裂隙大理岩体积应变–轴向应变全程曲线，分析了围压对断续预制裂隙大理岩扩容特性的影响规律。结果表明，完整和断续预制裂隙大理岩裂纹损伤阈值随着围压的增加均近似呈线性增大，而且裂纹损伤阈值对围压的敏感性低于峰值强度；同等围压下，粒径较小的中晶大理岩具有较高的裂纹损伤阈值；完整或断续预制裂隙大理岩的长期内摩擦角均显著低于瞬时内摩擦角值，但长期黏聚力的降低幅度与裂隙分布密切相关；完整或断续预制裂隙大理岩的峰值强度越高，相应的裂纹损伤阈值也越大，且两者之间具有较好的线性关系。研究结论对于岩石工程设计和数值分析时断续节理裂隙岩体力学参数选取具有一定的参考价值。
关键词：岩石力学；预制裂隙；大理岩；扩容特性；裂纹损伤阈值
超固结软黏土一维蠕变次固结系数与侧压力系数
李国维^1，3，胡 坚^2,3，陆晓岑³，周 洋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. 温州市交通投资集团有限公司，



浙江 温州325000；3. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京210098)
摘 要：通过 固结原状试样一维蠕变试验，模拟软土地基超载预压卸荷再加荷过程，研究超固结软黏土蠕变过程的次固结系数 和侧压力系数 与应力历史的关系。研究结果表明，超固结软黏土的主固结过程相对于正常固结状态有明显缩短，次固结系数 与荷载相关，随着 增大而减小，超载预压时间延长导致 增大次固结系数减小。超固结软黏土蠕变过程的侧压力系数 随时间近似恒定，受应力状态和应力历史影响，随再加荷压力增大而减小，随前期固结压力的增大而增大，与 近似成线性关系。依据试验和假定建立的 理论模型，反应了相关条件的影响，无需专用参数，与试验结果具有较高的一致性。一维变形条件下，超固结软黏土的次固结系数 与广义剪应力和球应力的比值 具有本质上的联系,符合双曲线规律。
关键词：超固结；软黏土；蠕变；侧压力系数
基于p–y曲线确定饱和黏性土的地基比例系数
楼晓明，吴 昊，黄江枫
（同济大学地下建筑与工程系，上海 200092）
摘 要：地基侧向抗力系数通常假定为沿深度线性增长，这种增长的斜率被称作地基比例系数m。近30 a以来，地基比例系数只能根据规范提供的经验范围查表取值，经验表格过于简单粗糙，一直未能更新，迫切需要改进。在地表处相同的桩身容许位移条件下让p–y曲线法与m法对接，建立了地基不排水抗剪强度c_u沿深度线性增长和不随深度变化2种基本模式下饱和黏性土中地基比例系数m值与c_u、桩径d等指标的相关关系，这些关系通过简单的公式与表格表达，以方便查阅。c_u沿深度梯形分布时m值可以用上述两种基本模式的叠加计算。桩身结构刚度对上述关系影响很小。根据该方法确定m值计算得到的桩顶容许水平承载力或相应的桩顶水平位移与2个工程的测试结果吻合程度较好。
关键词：地基比例系数m；p–y曲线；不排水抗剪强度；容许水平承载力
脱湿路径下重塑膨胀土的体变修正与土水特征
邹维列¹，张俊峰^1*，王协群²
(1. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072；2. 武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070)
摘 要：采用南水北调中线工程河南南阳试验段重塑中膨胀土为试验土样，完成了5种不同初始干密度试样的脱湿试验和平行收缩试验，推导给出了更为合理的体积修正公式。试验结果表明，膨胀土脱湿路径下的体积收缩对其土水特征曲线（SWCC）影响较大，同一基质吸力状态下，体积修正后的试样饱和度/体积含水率明显高于修正前的饱和度/体积含水率，在吸力越高的区域，差别越明显。以Fredlund-Xing模型和试验结果为基础，建立了能考虑膨胀土体积变化的SWCC模型，并结合前人的试验成果深入分析了初始孔隙比对模型参数的影响规律。最后探讨了反映含水率–吸力–孔隙比关系的土水特征曲面的特性，考虑膨胀土试样体变修正时，孔隙比与含水率之间的函数关系为一个三次多项式，而不是线性关系。
关键词：膨胀土；土水特征曲线；体变；初始干密度；吸力；土水特征曲面
基于结构面力学特性的嵌岩桩侧摩阻力分布分析
邢皓枫^1，2，孟明辉^1，2，何文勇³，叶观宝^1，2，刘之葵⁴
(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；
3. 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550001；4. 桂林理工大学土木与建筑工程学院，
广西 桂林 541004)
摘 要：现有嵌岩桩桩–岩结构面力学特性研究中很少考虑胶结力作用，在考虑桩–岩界面胶结作用的基础上，提出了完整的嵌岩桩桩–岩界面剪切机理，即包括胶结破坏、滑动剪胀及剪切滑移3部分，且嵌岩桩侧摩阻力主要由胶结力和摩擦力构成。根据桩–岩界面剪切不同阶段的力学特性，建立完整的桩–岩界面剪切本构函数，并推导出其荷载传递方程。基于所获得的解答，深入探讨桩侧摩阻力和桩身轴力随深度变化的分布规律，并从理论上解释桩侧摩阻力单、双峰值分布现象。分析结果表明，桩侧摩阻力峰值沿桩身分布并不存在传统观点认为的0.15l及0.75l固定分布位置，且侧摩阻力双峰值沿桩身分布位置均随桩顶荷载增大而向下移动，当荷载超过某一临界值后，表现为单峰值分布。工程实测数据与理论计算结果的对比分析进一步阐述了理论解的合理性和可行性。
关键词：嵌岩桩；常法向刚度；侧摩阻力；胶结力
钻屑温度法预测冲击地压的试验研究
潘一山，徐连满
(辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁 阜新 123000)
摘 要：钻屑温度法是通过测试钻孔过程中钻屑温度来判断煤矿冲击地压危险性的方法。钻屑温度法考虑了煤体应力、煤体物理力学性质等因素，具备许多传统方法不可替代的优点，是一种很有发展的预测预报方法。钻屑温度包括钻头温度、钻孔温度和煤屑温度。通过理论分析和试验研究相结合，总结了钻孔过程中钻屑温度的变化规律：钻屑温度随着煤体应力的增大而增高，随着煤体强度增加而增高，但随着推进速度增大而降低，钻屑温度变化规律与煤体应力及钻屑量具有较好的一致性，研究结果为煤矿动力灾害进行预测预报提供一定的理论与试验基础。
关键词：钻屑温度；冲击地压；煤电钻；煤体应力
长群桩基础承载力性状的大比例尺模型试验研究
秋仁东，刘金砺，高文生，邱明兵
（中国建筑科学研究院地基基础研究所，北京 100013）
摘 要：目前有关长桩基础承载性状的研究大都为工程静载试验的基桩，有关长群桩基础的承载性状的机制研究较少，亟需深入研究。通过大比例尺长群桩基础模型试验，对竖向荷载作用下的长群桩基础的承载力性状进行了深入研究，给出了基桩桩身轴力、侧阻力和承台底土压力的承载性状随群桩沉降发展的相关结果，深入分析了长群桩基础的承载力性状机理。该成果可为长群桩基础沉降性状的进一步研究提供依据。
关键词：长桩；群桩；大比例尺模型；承载性状
海流作用下平板锚的抗拉承载力
王 栋^{1， 2}，韩 超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 221116；2. 西澳大利亚大学海洋基础系统中心，
澳大利亚 珀斯 WA6009)
摘 要：吸力贯入平板锚是一种系泊深海浮式结构的新型基础，设计中通常假定平板锚的抗拉承载力等于不排水条件下的短期抗拉力。但在季节性海流等长期荷载作用下，由于海床中超静孔压扩散导致吸力消减，平板锚的长期承载力可能远小于短期抗拉力。提出一种基于网格重分的大变形耦合有限元方法模拟海流引起的平板上拔过程，采用修正剑桥模型描述正常固结黏土海床的力学性质。大变形耦合计算得到的短期承载力系数与不排水精确解吻合，验证了所提数值模型的的可靠性。针对不同的海流荷载幅值，计算平板锚达到失稳所需时间，建立海流容许持续时间与荷载幅值及海床渗透系数之间的关系。当海流持续时间一定时，长期承载力随渗透系数的增加而显著降低。对于渗透系数10^-8 m/s的海床，如果海流持续3个月，保证平板不失稳的海流荷载不能超过短期抗拉力的60%。
关键词：平板锚；黏性土；有限元；环流；固结
长期循环荷载作用下温州结构性软黏土的应变特性研究
郭 林¹，蔡袁强^1,2*，王 军²，谷 川¹
（1. 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; 2. 温州大学建筑与土木工程学院，
浙江 温州 325035）
摘 要：针对软黏土存在的结构性特征，在不同围压下对天然温州软黏土进行了不排水静剪和大数目（50000次）循环加载试验，研究了结构性对土体强度的影响，并进一步分析了结构性软黏土在长期循环荷载作用下的应变特性。研究表明：围压较低时，土体的结构性在固结过程中没有或很少被破坏，软黏土表现为较高的归一化强度；随着围压的增大，归一化强度逐渐降低；当围压高于土体屈服压力时，土体结构性在固结过程中被完全破坏，此时土体的归一化强度达到稳定值，与重塑土强度相同。这种特性使得软黏土在循环加载试验中，即使在相同动应力比（ = 0.45）下，不同围压下的应变行为也表现出明显的不同。这种区别表现在应力–应变滞回曲线、回弹特性和累积塑性应变等方面。
关键词：软黏土；结构性；应力–应变滞回曲线；回弹特性；累积塑性应变
软岩巷道围岩剪切滑移破坏机理及控制研究
孟 波^1,2，靖洪文^1,2*，陈坤福^1,2，苏海健^1,2，杨圣奇^1,2，李元海^1,2
（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 221008）
摘 要：利用滑移线场理论得到了均质弹塑性围岩发生剪切滑移破坏的滑移线场及包含破坏特征参数的极限载荷计算公式，讨论了围岩内摩擦角、黏聚力以及支护阻力对围岩承载力的影响。研究表明：深部巷道围岩受到开挖应力重分布的影响发生剪切破坏，形成明显的剪切滑移线。圆形巷道围岩破坏区滑移线场为两族仅有旋转方向不同，其他参数都相同且极点在巷道中心的斜交同心对数螺旋线。围岩内摩擦角、黏聚力以及地应力是影响巷道围岩发生剪切滑移破坏的主要影响因素，同时也是巷道稳定性控制的关键。最后根据研究成果对某矿副井发生大变形破坏的原因进行了分析，提出了以“阻剪抗滑”为技术核心的支护方案，收到了良好的效果。
关键词：岩石力学；剪切破坏；滑移线场；巷道稳定性；对数螺旋线
部分排水条件下饱和砂土的力学特性研究
路德春^1，2，程星磊¹，杜修力^1，2
(1. 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124；2. 首都世界城市顺畅交通协同创新中心，
北京 100124)
摘 要：利用英国GDS公司的STDTTS标准应力路径三轴仪开展了饱和砂土的部分排水试验，从超静孔隙水压力、有效应力路径与渐近状态特性等方面研究了部分排水条件下饱和砂土的力学特性。将渐近状态方程与剪胀方程耦合，并引入描述排水程度的状态参量 ，提出了相变应力比方程，将方程引入到土的应力路径本构模型，建立了饱和砂土的渐近状态本构模型。通过部分排水条件下饱和砂土的三轴试验结果，验证了所建模型的合理性。研究结果表明：排水条件控制着土体剪胀特性的发挥程度，进而从两个方面影响土的力学特性，一是荷载条件，即影响土体的有效应力路径，以及加载模式；二是土性条件，即影响土的抗剪强度的发挥程度，形成渐近状态。
关键词：部分排水；饱和砂土；本构模型；渐近状态；应变增量比
波浪作用下黄河口多层粉质土海床动力响应特征差异性分析
郭秀军，朱大伟，孟庆生，蒋甫伟
（中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室，山东 青岛 266100）
摘 要：以黄河水下三角洲埕岛海域5种典型层序粉质土海床为模型，以Biot理论为基础，采用有限差分法计算10m深度内海床土应力场、位移场和超静孔隙水压力场分布，并与实际观测结果进行对比。研究揭示在波浪荷载作用下，多层海床土位移、孔隙水压力除在表层粉质土中出现1个极大值点外，在下覆软弱层中还将出现第2个极大值点，而应力在界面位置将急剧减小。表层粉质土中出现的第1个极值是引发小规模浅表地质灾害的动力学因素，而大规模地质灾害的发生和下覆软弱层中第2个极值直接相关。海床土沉积层序对土层稳定性影响大，其中“上硬下软”的沉积结构最不稳定，在强浪作用下容易发生大规模地质灾害。
关键词：波浪；多层粉质土海床；动力响应；地质灾害；黄河水下三角洲
中粗砂中吸力锚的负压沉贯模型试验研究
李大勇^1，2，张雨坤^1，2，高玉峰³，宋言江^1，2
(1. 山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266590；2. 山东科技大学土木建筑学院，
山东 青岛 266590；3. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏南京210098)
摘 要：吸力锚是海洋工程中广泛采用的一种基础形式。其沉贯能力（即达到预定海床位置）是其承载力达到设计要求的重要保证。国内外针对吸力锚在细砂、粉土和黏土中的沉贯性进行了较多理论及模型试验研究，但对中粗砂研究相对较少。分别针对不同水位深度和不同抽吸速度条件，对吸力锚在中粗砂中的沉贯性进行了大量模型试验研究和分析，得到了负压与沉贯深度的关系。通过沉贯方案对比，得出了吸力锚负压沉贯的最佳试验条件。通过有机玻璃吸力锚对比沉贯试验，直观展示了沉贯过程中吸力锚中“水塞”和“土塞”的形成过程。吸力沉贯与压力贯入对比试验表明，负压导致的渗流显著降低了吸力锚的沉贯阻力，是中粗砂中得以沉贯的主要原因。基于试验成果，提出了模型试验条件下，吸力锚沉贯计算的理论公式。
关键词：吸力锚；沉贯；中粗砂；渗流；水塞；模型试验
基于Copula函数的抗剪强度参数间相关性模拟及 边坡可靠度分析
唐小松^1，2，李典庆^1，2*，周创兵^1，2，方国光³
（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；3. 新加坡国立大学土木与环境工程系，新加坡 117576）
摘 要：为了研究表征抗剪强度参数间相关性的Copula函数对边坡可靠度的影响规律，简要介绍了Copula函数的基本定义，收集了水利水电工程中4组岩基抗剪强度参数试验数据，采用AIC准则识别出表征抗剪强度参数间相关结构最优的Copula函数。提出了无限边坡失效概率计算的直接积分方法，以无限边坡可靠度问题为例系统地研究了Copula函数的类型对边坡可靠度的影响规律。结果表明：表征抗剪强度参数间相关性的Copula函数类型对边坡可靠度具有重要的影响，不同Copula函数计算的边坡失效概率具有明显的差别，这种差别随边坡安全系数的增加（或失效概率的减小）而增加、随抗剪强度参数间负相关性的增强而增大、随变异系数的减小而增大。常用的Gaussian Copula函数并不是表征抗剪强度参数间相关结构最优的Copula函数，Gaussian Copula函数构造抗剪强度参数的联合概率分布函数将会明显低估边坡的失效概率，不能为了计算简便而盲目采用Gaussian Copula函数表征抗剪强度参数间相关性。
关键词：边坡；抗剪强度参数；相关结构；联合分布函数；Copula；失效概率
黄土对锰离子的吸附特性及机理研究
王 艳^1，2，唐晓武²，刘晶晶²，王恒宇²，孙祖峰²
(1. 宁波大学建筑工程与环境学院，浙江 宁波 315211；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 310058)
摘 要：重金属污染事件频发引起了很多学者的关注，锰是一种重金属痕量元素，人体通过食物链摄入过量的锰会产生中毒效应。研究了Mn(II)的浓度、反应温度、土水比、pH值等因素对Mn(II)在黄土上吸附特性的影响。黄土对Mn(II)的吸附容量可达7.84 mg/g，等温吸附模型Langmuir、Freundlich和D-R模型都能很好地解释Mn(II)在黄土上的吸附性能。热动力学分析表明Mn(II)在黄土上的吸附是一个自发的过程，升高温度可促进吸附作用的进行。增大土水比可提高Mn(II)的去除效率，但单位黄土上Mn(II)的吸附量有个最优值。Mn(II)的初始浓度越大单位黄土的最大吸附量越小，达到最大吸附量所需的土水比越高。溶液的酸碱度是影响Mn(II)去除效果的一个重要因素，pH>10.7时Mn(II)几乎完全被去除。通过X光衍射图谱和红外光谱分析，探讨了黄土与Mn(II)的结合机理，黄土中的黏土矿物、有机质成分对重金属Mn(II)的吸附起重要作用。
关键词：锰；黄土；重金属污染；吸附
水布垭面板堆石坝应力变形监测资料分析
程展林^1，2，潘家军^1，2*
（1. 长江水利委员会长江科学院，湖北 武汉 430010；2. 水利部岩土力学与工程重点实验室，
湖北 武汉 430010）
摘 要：土的本构关系、土与结构物相互作用机理、土工数值分析方法始终是土力学研究的核心问题，高面板堆石坝作为一个典型的土工构筑物，其应力变形实测成果对于研究上述问题是非常有意义的。依据水布垭面板堆石坝的监测资料，对高面板堆石坝的坝体变形、面板应力及面板缝的变形进行了系统分析，为堆石料本构模型的研究、堆石坝的应力变形数值分析及设计提供参考。
关键词：监测；应力变形；蠕变；本构模型；数值分析；粗粒料；面板堆石坝
筑坝堆石料变参数R-O模型与阈值应变研究
迟世春，陈崇茂，贾宇峰
（大连理工大学水利工程学院，辽宁 大连 116024）
摘 要：运用统计方法，给出了堆石料动剪模量比衰减及阻尼比增长的平均曲线表达式。建立了反映堆石料非线性和滞回性的变参数R-O模型，讨论了模型参数R， 及参考剪应变的计算方法。推导了堆石料的增量耗散函数表达式，在热力学基本定律的框架下，研究了堆石料的屈服函数，讨论了其动力变形机理和第2阈值应变。对进一步认识筑坝堆石料动应力变形特性有一定意义。
关键词：堆石料；变参数R-O模型；耗散函数；阈值应变
加筋形式对桩承式路堤工作性状影响的试验研究
费 康^1，2，陈 毅¹，王军军¹
（1. 扬州大学岩土工程研究所，江苏 扬州 225127；2. 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）
摘 要：对无加筋和采用不同加筋材料、加筋层数下桩承式路堤的工作性状进行了三维模型试验研究，侧重分析了桩土应力比、应力折减系数、填土中竖向应力分布、地基沉降等内容。结果表明加筋材料的设置有利于荷载向桩顶的转移，可有效减小沉降，但不同加筋形式下桩承式路堤的工作性状有所不同。使用单层或双层土工布时，路堤的荷载传递机理主要是填土的土拱效应和加筋材料的拉膜效应，但拉膜效应发挥相对较晚。使用双层格栅时，加筋材料与周围砂土形成半刚性平台。单层格栅的作用介于两者之间。试验结果与常规拉膜效应设计方法的对比表明，若假设荷载只由相邻桩间的加筋材料条带承担，计算的拉力将偏大，过于保守。
关键词：桩承式路堤；土工合成材料；土拱效应；拉膜效应；模型试验
徐州矿区深部地应力测量及区域构造作用分析
张国锋^1，2，朱 伟²，赵 培^1，2
(1. 中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京 100083；2. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，
北京 100083)
摘 要：为了指导徐州矿区深部巷道维护及开采安全，在5个埋深超过800 m的深井采用空心包体三维应力解除法进行了原岩地应力测量。实测数据表明：所有测点的最大水平主应力均略大于垂直主应力，方向呈NW-SE向, 近水平方向；由于受区域地质构造作用，地应力存在东西差异，西部和西北部矿井，近似呈静水压力型，东部矿井水平应力是垂向应力的1.19～1.23倍；分析了深井地应力量级、主应力与侧向系数随深度的分布规律；分析了区域郯—庐大断裂左旋平移的基础上形成的北东向徐—宿弧形推覆构造作用影响，确立了矿区实测地应力场与区域地质构造的一致性关系，为深部开采提供可靠的地应力基础数据。
关键词：徐州矿区；煤矿开采；深部；地应力；空心包体应变计；地质构造；分布规律
无限长均质斜坡降雨入渗解析解
李 宁^1，2，许建聪^1，2
（1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 同济大学地下建筑与工程系，
上海 200092）
摘 要：降雨是导致边坡失稳的最主要的环境因素，研究降雨入渗对边坡稳定性的影响，关键和难点是计算降雨入渗在边坡土体中引起的渗流场。采用Fourier积分变换分别对降雨强度小于和大于土体饱和渗透系数情况下的斜坡入渗解析解进行了推导，并给出了这两种情况下斜坡入渗解析解的统一表达式。该解不仅能反映非饱和土特性及斜坡的影响，还能反映当降雨强度大于土体饱和渗透系数时，坡面边界由流量边界转化为水头边界的动态变化过程，便于更全面地对降雨情况下斜坡的入渗规律进行研究。通过与有限元软件的计算结果进行对比，证明该解是稳定可靠的，且其形式简单，计算效率高；该解可精确计算坡面积水时间及任意时间点及空间点的孔隙水压力值，并用于评估降雨入渗对非饱和土斜坡稳定性的影响。
关键词：非饱和土；无限长斜坡；降雨入渗；解析解
非均质岩石材料宏细观力学参数的关系研究
罗 荣，曾亚武^*，杜 欣
（武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072）
摘 要：利用基于岩石矿物种类及其含量提出的岩石矿物细胞元随机性参数赋值方法，针对两矿物细胞元混合的非均质岩石模型进行参数赋值，通过数值试验研究了非均质岩石材料矿物细胞元含量及其力学参数对岩石宏观力学参数的影响；根据数值试验结果，探讨了岩石材料矿物细胞元弹性模量与宏观模量之间的函数关系。研究结果表明，岩石宏观弹性模量与矿物细胞元弹性模量、矿物细胞元含量都具有十分显著的线性相关关系，即基于岩石矿物种类及其含量的矿物细胞元随机性参数赋值方法建立的岩石有限元模型宏细观力学参数之间呈显著的线性关系；宏观力学参数可用细观力学参数的数学期望值即加权平均值来表示。
关键词：非均质；结构性特征；矿物细胞元；宏观参数；细观参数
成层场地由基岩反应谱直接计算地表反应谱的
等效线性化方法
邢海灵¹，蒋 通¹，姚东生¹，耿传智²
(1. 同济大学土木工程学院结构工程与防灾研究所，上海 200092；2. 同济大学铁道与城市轨道交通研究院，
上海 200331)
摘 要：以太平洋地震工程中心NGA强震数据库为基础，同时收集并分析处理了2008年汶川地震和2011年日本太平洋冲地震的强震记录。通过对近4000个水平地震记录的分析，获得了水平地震动峰值速度(PGV)与阻尼比5%的最大拟速度谱值的简便统计关系式，并与已有研究进行对比验证了该公式的适用性。为了将该公式应用到场地地震反应分析中，用该关系式对近场强震记录进行了回归分析并验证了其适用性。对于水平成层场地，利用笔者提出的PGV与最大拟速度谱的关系式以及速度与应变的近似关系，可由该层的反应谱计算其等效应变，从而可按照等效线性化方法的原理求得传递函数。以加速度反应谱与功率谱密度函数之间的相互转换关系为基础，以功率谱为载体，假定输入地震动为平稳随机过程，根据随机振动理论可由传递函数和输入功率谱算得各层的反应谱。对实际工程场地和竖向钻孔场地的分析表明，该方法有较好的计算精度和适用性。
关键词：反应谱；地震动峰值速度；功率谱密度函数；等效线性化方法；水平成层场地
基于大比例静力模型试验的高强度桩复合地加筋垫层分析
Phu-doanh Bui，罗 强，张 良^*，陈 虎，黄 晶
(西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031)
摘 要：为研究高强度桩复合地基加筋垫层的作用机理与筋带拉力的计算方法，采用一套自制的桩土差异沉降控制装置，进行了4组不同桩帽尺寸的大比例静力模型试验。测试了各级荷载作用下的加筋垫层筋带拉力，分析了筋带拉力的大小及分布随荷载增加的变化规律。结果表明：随桩顶和桩间土沉降差增加，筋带拉力逐渐增大，筋带拉力最大值出现在桩顶位置；随着桩帽覆盖率增加，桩间土范围内筋带拉力缓慢减小，桩顶范围筋带拉力变化较大，先增大后减小。加筋垫层的破坏模式表现为桩帽边缘的筋带断裂。
关键词：高强度桩复合地基；大比例静力模型；加筋垫层；筋带拉力
温度梯度冻土压缩变形破坏特征及能量规律
赵晓东，周国庆，商翔宇，陈国舟
（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：采用K₀DCGF（K₀固结—保持荷载冻结—形成温度梯度—再试验）方法，开展2种温度梯度冻结饱和黏土在3种固结压力下的恒围压加轴压剪切试验(CTC)，研究温度梯度和固结应力对冻结饱和黏土变形破坏特征和能量规律的影响机制。结果表明：K₀DCGF模式中温度梯度冻结饱和黏土呈脆性破坏特征，而均匀温度冻结饱和黏土呈塑性破坏特征；温度梯度冻结饱和黏土在CTC路径中的变形破坏过程可用3个阶段描述：弹性变形阶段，峰值应力前对应的微裂隙或微孔洞萌生阶段，峰值应力后对应的裂纹扩展贯通阶段；随温度梯度和固结应力增加冻土存储的可释放弹性应变能与外荷载所产生的总输入能量的比例逐渐增加，这与K₀DCGF模式中冻结饱和黏土的脆性破坏特征与固结应力以及温度梯度之间关系基本对应。
关键词：温度梯度；冻结饱和黏土；变形破坏；能量规律；脆性特征