散粒介质三维应力–组构解析与破坏分析
刘 洋¹，Ching S Chang²，张 铎¹，汪成林¹
(1. 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083；2. 麻省大学阿默赫斯特分校，马赛诸塞州 01003)
摘 要：基于散粒体宏–微观力学分析，首先提出了3类张量的概念，推导了散粒体三维应力–组构关系，接着给出了二维和轴对称条件下的应力–组构解析表达式，并采用双轴和三轴离散元（DEM）模拟结果对解析解进行了验证分析。最后基于应力–组构解析，采用“真应力”的概念分析了散粒体的强度问题。研究结果表明：散粒体中的应力分布受3类张量的共同影响，双轴与三轴的离散元模拟与解析关系较吻合。在略去了高阶项后，二维应力–组构关系式与Rothenburg等提出的表达式一致。进一步的分析表明：散粒材料强度受控于“真应力”，表观活动摩擦角的变化实质是颗粒摩擦和各向异性组构共同作用的结果。研究成果可以用于分析散粒体各向异性强度特征和本构关系。
关键词：散粒介质；各向异性；应力–组构关系；解析；离散元
冻结黏土动态力学特性的SHPB试验研究
刘志强^1，2*，柳家凯^1，2，王 博^1，2，张洪乐³，李幸福^1，2
(1. 中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏 徐州 221116；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 221116；
3. 徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司，江苏 徐州 221008)
摘 要：通过使用分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar，简称SHPB）动力学试验，系统研究了不同应变率、不同温度和不同含水率条件下冻结黏土的动态力学特性，获得了冻结黏土的动态应力–应变关系以及相关冻土动力学参数的变化规律。试验结果表明：冻土具有明显温度效应和应变率效应，随着应变率的增加和温度的降低，冻土破坏过程从塑性破坏逐渐转变为脆性破坏。在冲击荷载作用下，冻土的动态应力–应变关系曲线随加载应变率的不同呈现3种典型曲线，冻土的最大应变与且仅与应变率呈线性递增规律；单一因素影响下，冻土的动强度、动弹性模量均随应变率的增大、温度的降低和未超过饱和状态的含水率的增大而增加。
关键词：冻结黏土；冲击荷载；SHPB试验；动力学参数
盾构衬砌整环破坏机理研究
董新平
(郑州大学交通工程系，河南 郑州 450002)
摘 要：以某盾构衬砌整环原型试验作为研究对象，利用提出的接头和管片破坏指数对盾构衬砌环的破坏机理进行了研究，研究表明：①接头破坏指数和管片破坏指数以及开裂弯矩等指标可以对盾构衬砌的实际受力状态进行追踪，可以阐述、解释盾构衬砌环的破坏机理；②对于本文所依据的盾构原型试验而言，盾构衬砌环破坏历程是由接头开始开裂、管片开始开裂、首个管片塑性铰形成、接头开始屈服（接头开始丧失承载力）、多个管片塑性铰形成、整环承载力丧失等阶段构成；③多个塑性铰的形成是导致盾构环承载力丧失的直接原因，塑性铰开始位置、发展顺序取决于关键截面及其排序情况。
关键词：隧道工程；盾构衬砌；原型试验；破坏机理
隧道穿越断层破碎带震害机理研究
何 川^1，2，李 林^1，2*，张 景^1，2,耿 萍^1，2，晏启祥^1，2



(1. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031；2. 西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031)
摘 要：首先对汶川“5.12”等各次大地震中跨越断层破碎带隧道震害进行了资料调研，然后通过振动台模型试验及数值计算对跨断层破碎带隧道的动力响应进行了研究，研究内容主要包括围岩与隧道结构的加速度响应特性、地层变形及衬砌结构内力分布规律等。分析结果表明：震害调研结果、振动台模型试验和数值模拟结果有较好的吻合性，穿越断层破碎带隧道在地震中易于产生破坏；隧道断层带段围岩有较大的加速度响应特性，加速度响应在断层接触段不连续；地震过程中断层带段隧道结构对地层具有明显的追随性和依赖性；断层带隧道错动破坏主要由断层带隧道围岩与较好段围岩位移不同步性而造成的位移差值引起，且位移差值与断层带和隧道较好围岩类型有关；隧道断层破碎带段与较好围岩段衬砌结构横断面具有基本相同的内力分布规律，衬砌内力在共轭45°方向最大，但断层破碎带段衬砌具有最大的内力峰值，更易于在地震过程中产生破坏等。以上成果对于合理认识跨越断层破碎带隧道的地震响应特征具有重要意义，可为隧道实际工程设计和施工的抗震设防提供宝贵的基础资料。
关键词：隧道工程；震害机理；断层破碎带；振动台模型试验；隧道地震响应特性
泥膜形成与状态划分细观分析及模型试验研究
刘 成¹，孙 钧^2，3，杨 平¹，王海波¹
(1. 南京林业大学土木工程学院，江苏 南京 210037；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；
3. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092)
摘 要：泥水盾构施工中泥浆在高压作用下侵入土层形成不同状态的泥膜，泥膜的形成机理复杂，但其状态划分依据相对简单。基于离散元程序YADE编制了流体与颗粒相互作用及粒间长程引力作用模型，从粒径比、粒间范德华力、流体初始流速以及泥浆颗粒密度几个方面分析了泥浆侵入土层初始恒速阶段的堆积状态，确定土层最紧密堆积对应的泥膜状态理论下限值。采用静置后的泥浆侵入土层模型试验分析了两组土层粒径的泥膜状态，表明粒径比对泥膜状态的影响与离散元分析结果、泥膜状态划分理论相吻合。初步建立了泥膜形成过程的宏细观联系，弥补了传统过滤理论和离散元法未考虑颗粒侵入土层动态形成泥膜的不足。
关键词：泥膜状态；YADE；细观分析；范德华力；模型试验
高围压下不同孔隙水压作用时岩石蠕变特性及
改进西原模型
蒋海飞，刘东燕，黄 伟，夏毓超，刘芳语
（重庆大学土木工程学院，重庆 400045）
摘 要：基于高围压下不同孔隙水压作用时细砂岩蠕变试验结果，分析蠕变规律。研究表明：黏弹性模量随孔隙水压增大呈线性递减关系，并根据线性参数随时间变化的数据分布特点，分别用线性函数和幂函数进行拟合，进而得到黏弹性模量随孔隙水压和时间变化的表达式，据此提出一个修正的广义Kelvin模型。根据不同孔隙水压下加速蠕变试验曲线特征，采用指数函数对其拟合，并通过类比的方法引入一个非线性黏性元件，得到一个能反映不同孔隙水压作用下加速蠕变特征的二元件黏塑性蠕变模型，将该模型与修正的广义Kelvin模型串联组成一个新的改进西原模型。基于试验结果，利用优化分析软件1stOpt，对模型参数进行辨识，效果比较理想；对比试验曲线和理论曲线，二者吻合较好，验证了模型的正确性。
关键词：高围压；高孔隙水压；岩石蠕变；改进西原模型
粒状材料临界状态的颗粒级配效应
李 罡^1，3，刘映晶^1，2，尹振宇^1，2*，Christophe Dano¹，Pierre-Yves Hicher¹
(1. 南特中央理工大学土木与力学学院，南特 44300；2. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院土木工程系，上海 200240；
3. 中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032)
摘 要：采用理想颗粒材料（DEM理想球体）、人工颗粒材料（玻璃球）和天然颗粒材料（Hostun砂），通过数值和室内常规三轴排水试验研究了颗粒材料级配对其应力–应变响应和临界状态的影响规律。试验结果表明：在相同加载初始条件下（e₀ = 0.574，p₀' = 400 kPa），随着不均匀系数C_u（d₆₀/d₁₀）的增大，试样在q–ε₁平面上从剪胀变为剪缩，在ε_v–ε₁平面上表现出由应变软化转变为应变硬化的特性。通过不同围压下的三轴排水试验，在e–p'和q–p'平面上分别对不同级配的颗粒材料集合体绘制了临界状态线，e–p'平面随着C_u的增大临界状态线往下偏移，而在q–p'平面上临界状态线不随C_u的改变而改变。
关键词：颗粒级配；离散单元法；三轴排水试验；临界状态；粒状材料
衡重式加筋土路肩挡墙土工离心模型试验研究
李 浩^1，2，罗 强^1，2*，张 良^1，2，蒋良潍^1，2，张家国¹
(1. 西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031；2. 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都 610031)
摘 要：以某山区公路旧路拓宽改造工程中新建的衡重式加筋土路肩挡土墙为原型，设计了4组模拟墙体实际位移形态的土工离心模型试验，讨论了墙后土体压实度和土中加筋对墙背土压力和路基填土变形的影响规律。试验表明：①墙后土体加筋对减小墙背承受的土压力作用随填土压实度的提高而趋于明显，主要影响区域位于上墙背的下半部分，压实度由88%增至95%会引起上墙背土压力分布由近似线性增大演化为折线型变化；②衡重台对其上覆填土存在托举效应，致使下墙背的土压力大幅减小，其影响范围约为衡重台以下约1/3下墙高度；③墙后土体加筋能提高路基填土的抗变形能力，减小因墙体侧向位移引起的填土表面下沉，对降低新旧路基间的不均匀变形效果显著。
关键词：衡重式路肩墙；土工离心模型试验；土体加筋；土压力；压实度
层面参数对顺层岩质边坡地震动力破坏过程影响研究



李祥龙^1，2，唐辉明¹，胡 巍³
(1. 中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074；2. 中国地质环境监测院，北京 100081；
3. 长江三峡勘测研究院有限公司（武汉），湖北 武汉 430074)
摘 要：建立3组含有非完全贯通层面和正交次级节理的顺层岩质边坡数值模型，运用FLAC/PFC2D耦合计算方法进行了地震动力破坏过程模拟试验。试验结果证明：非贯通层面部分在水平地震动力作用下，同时存在张拉和剪切两种破坏模式。非贯通层面部分的强度和层面贯通率对顺层边坡地震动力稳定性的影响十分明显，控制着边坡产生破坏的临界地震动力输入幅值以及产生破坏后边坡的破坏范围大小。贯通层面部分的抗剪强度（即贯通层面的摩擦角）对边坡地震动力稳定性和破坏范围的影响很小，只有在顺层边坡内部所有岩层层面均完全贯通的前提下才能转变为边坡稳定性主控因素。
关键词：顺层岩质边坡；非贯通层面；地震；FLAC/PFC2D耦合计算；动力稳定性
主应力轴纯旋转条件下原状黏土变形特性研究
严佳佳¹，周 建^1*，龚晓南¹，郑鸿镔²



(1. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；2. 宁波万科房地产开发有限公司，浙江 宁波 315000)
摘 要：采用空心圆柱扭剪仪对原状软黏土进行了不排水条件下的主应力轴纯旋转试验，即主应力轴旋转过程中平均主应力、剪应力和中主应力系数都保持不变。重点研究了中主应力系数对原状软黏土在主应力轴纯旋转条件下的孔压和变形特性的影响，基于试验结果对主应力轴纯旋转的影响机理进行了分析。试验结果表明：即使3个主应力的值都保持不变，原状黏土的孔压和应变也会随着主应力方向的旋转而累积，经历主应力轴的旋转后土体刚度减小；主应力轴连续旋转时主应变增量方向与主应力方向存在显著的非共轴现象；中主应力系数对主应力轴旋转条件下孔压和应变的开展以及刚度衰减有显著的影响，而对非共轴特性的影响较小。电镜扫描结果表明经历主应力轴旋转后黏土颗粒破碎聚集成较大的团粒，大孔隙显著减少，颗粒和孔隙分布趋于均匀，主应力轴旋转的影响机理可以归结为主应力轴旋转对土体微观结构的扰动和破坏。
关键词：主应力轴纯旋转；原状黏土；中主应力系数；非共轴；微观结构
线性无关高阶数值流形法
徐栋栋^1，2，郑 宏^1，2，杨永涛^1，2
(1. 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071；2. 中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北 武汉 430071)
摘 要：对高阶数值流形方法来说，若采用1阶局部位移函数显然提高了计算精度，但又不可避免地使总体刚度矩阵亏秩，出现线性相关问题。针对这种情况，提出局部位移函数采用1阶泰勒展开形式，使得定义在物理覆盖上的自由度具有明确的物理意义。当基函数所对应自由度取为应变分量时，定义物理覆盖为PC-u-ε型；使用局部坐标系下的应力分量来代替应变分量，进而发展了PC-u-σ型。这样方便了位移和应力边界条件的施加。数值算例表明，PC-u-ε型显著地减少了亏秩数；PC-u-σ型的施加完全地消除了亏秩数，同样保持了很高的计算精度。
关键词：数值流形法；泰勒展开；线性相关；亏秩；Cook斜梁；1/4圆孔；边坡
饱和土体固结压缩和蠕变的热力学本构理论及模型分析
陈志辉，程晓辉
(清华大学土木工程系，北京 100084)
摘 要：岩土热力学模型（thermodynamic soil model，TSM）是基于颗粒固体的非平衡态热力学理论，建立的一种崭新的描述岩土力学问题的统一理论模型。该模型引入“颗粒熵运动”和“弹性弛豫”，对土体颗粒层次的耗散机制进行了合理地考虑，这些使得模型能够更深入描述土体的变形和能量耗散机理，从而能够在统一理论框架中描述岩土体复杂多变的物理力学行为。基于该理论模型，研究了饱和土体的固结压缩和蠕变问题，分析了加载速率、应力/应变路径和非单调荷载等因素的影响规律。模拟结果表明：模型具有描述复杂条件下的饱和土体的固结压缩和蠕变特性的能力，具有较高的理论和工程应用价值。
关键词：固结压缩；蠕变；弹性弛豫；颗粒熵运动；颗粒固体非平衡态热力学；热力学本构关系
一种基于GSI弱化的应变软化模型
彭 俊^1,2，荣 冠^1,2*，周创兵^1,2，蔡 明³，彭 坤⁴
(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. 劳伦森大学工程学院，加拿大 萨德伯里 P3E 2C6；4. 中船第九设计研究院工程有限公司，上海 200063)
摘 要：Mohr-Coulomb和Hoek-Brown破坏模型是目前运用最广泛的两种岩体破坏模型。为了能够直观地描述围岩高应力条件下的脆性破坏，众多学者提出基于这两种破坏模型的岩体参数取值方法，主要包括基于Mohr-Coulomb模型的CWFS模型以及基于Hoek-Brown模型的DISL模型和BDP模型。上述模型在表征岩石的脆性破坏方面均有一定的适应性，但是由于存在高围压条件下的硬化现象以及参数取值物理意义不明确等问题，其在实际工程中的应用受到一定限制。在上述模型的基础之上进一步研究Hoek-Brown破坏模型的参数取值规律，在分析地质强度指标GSI值在岩石压缩变形过程中的变化规律的基础上，通过构建地质强度指标GSI值与围压以及塑性应变的函数关系式，建立一种新的基于GSI弱化的应变软化模型——GSI弱化应变软化模型；然后通过锦屏二级水电站白山组大理岩以及Tennessee大理岩三轴压缩试验数值模拟对该模型进行验证。分析表明：该应变软化模型能够较好地模拟大理岩的三轴力学特性。最后运用该模型评价锦屏二级水电站引水隧洞开挖松弛范围，可为岩体开挖支护提供一定参考。
关键词：Hoek-Brown破坏模型；地质强度指标GSI；岩体参数取值方法；锦屏二级水电站
考虑自相关函数影响的边坡可靠度分析
蒋水华^1，2，李典庆^1，2*，周创兵^1，2，方国光^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：自相关函数是表征岩土体参数空间变异性的重要参数，不同自相关函数对边坡可靠度影响程度还缺乏定量地评价。给出了基于乔列斯基分解中点法的相关非高斯随机场模拟步骤，统计了抗剪强度参数自相关长度的取值范围。在考虑土体抗剪强度参数间互相关性、变异性、黏聚力和内摩擦角取不同波动范围的基础上，以摩擦/黏性土坡可靠度问题为例研究了常用的5种自相关函数对边坡可靠度的影响。结果表明：基于乔列斯基分解中点法的相关非高斯随机场模拟计算过程简便，容易编程实现，可模拟任意几何形状的随机场分布，具有较高的计算精度和效率。在参数负相关性和垂直波动范围较大、变异性较小时，不同自相关函数得到的边坡可靠度结果差别较明显。当黏聚力和内摩擦角的垂直波动范围不同时，不同自相关函数对边坡可靠度的影响非常显著。高斯型、二阶自回归型和指数余弦型自相关函数产生的随机场分布光滑度和连续性较好，较为符合实际情况，它们能够有效地描述土体参数的空间自相关性。由这三种自相关函数计算得到的边坡可靠度结果偏小。基于指数型自相关函数的随机场分布波动性较大，连续性较差，计算的边坡可靠度偏大。
关键词：边坡；可靠度；空间变异性；自相关函数；乔列斯基分解
基于位错理论的饱和土渗流特性CPTU评价研究
邹海峰，蔡国军^*，刘松玉
(东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096)
摘 要：孔压静力触探（CPTU）测试数据通常用于土层划分和岩土工程设计参数评价。国际上CPTU测试技术的最新进展之一在于采用测得的锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力快速、连续地获得饱和土的渗透系数，以避免孔压消散试验费时的缺点。首先简要回顾了基于CPTU测试资料确定饱和土渗透系数的的研究成果，并进行了分析与改进，提出了基于位错理论和圆柱面径向流模型的水平向渗透系数预测新方法。选取典型场地进行了CPTU测试，并在黏性土场地采用薄壁取土器获得无扰动的原状试样，进行室内水平向渗透试验，在无黏性土场地进行现场钻孔抽水试验。以室内渗透试验和现场抽水试验的结果为参考，对3种基于CPTU连续评价饱和土渗透系数的方法进行了对比分析。研究表明，位错理论适用于评价饱和土的原位渗透系数，然而准确性与所采用的渗流模型有关。对国际标准CPTU探头，孔压过滤环位于锥肩（u₂）位置时，采用圆柱面的径向流模型能够获得最为准确的水平向渗透系数预测结果，采用球面流或半球面流模型时趋于低估土层的渗透性。
关键词：孔压静力触探；孔压；渗透系数；位错理论
基于三维形貌特征的岩石节理峰值剪切强度准则研究
孙辅庭¹，佘成学¹，万利台¹，蒋庆仁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. 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院，贵州 贵阳 550000)
摘 要：引入3个在一定范围内独立于测量尺度的三维形貌参数表征岩石节理形貌，并基于形貌参数建立了新的岩石节理峰值剪切强度准则。同时采用新准则和Barton公式计算了23对岩石节理的峰值剪切强度并与室内直剪试验结果对比，新准则的计算值与试验结果较为接近而Barton公式在一定程度上低估了节理剪切强度，表明新准则能更好地描述节理峰值剪切强度。新准则的三维形貌参数反映了不同形貌特征对剪切强度的贡献，物理意义明确，并且形貌参数可在一定范围内采用任意尺度测量，因而有利于新准则的工程应用。进一步分析表明：在规则齿形节理情况下，新准则可退化到Patton公式的形式，因而新准则实质是Patton公式的三维推广。
关键词：岩石力学；节理；峰值剪切强度；节理形貌；直剪试验大厚度黄土自重湿陷性场地浸水湿陷变形特征研究
马 闫¹，王家鼎¹，彭淑君¹，李永伟²，王军海²，陈 玮²
(1. 西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安 710069；2. 山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013 )
摘 要：在晋中地区大厚度自重湿陷性黄土场地进行了打设注水孔的浸水试验，提出了一种浸水试坑外部土层水平位移的监测方法，对地表及地下湿陷变形、水分扩散规律、浸水湿陷范围、试坑周围裂缝发展及试坑外围地下水平位移进行了监测和研究，对地区修正系数 的计算方法进行了探讨。结果表明：该场地黄土湿陷经历初始浸水、湿陷起始、剧烈湿陷、稳定湿陷、剧烈固结、稳定固结6个阶段；探讨了浸水过程中水分扩散规律及其对湿陷变形的影响，提出了“湿陷沉降迟滞–突变”效应并用“层壳”作用对其进行了解释；对比其它试验资料发现地面湿陷影响范围与自重湿陷性土层厚度的比值具有一定规律，均在1.6左右；建立了一个以面积为权重的 反算方法并算得该地区 为0.7；试坑周围的裂缝发展经历侧向拉开、纵向发展、新裂缝产生、受压变窄4个阶段；该场地实测自重湿陷下限深度为18 m；试坑外围浅部土层向试坑中心方向位移，深部土层则向外部位移，拐点的深度随与试坑距离的增大而减小。研究成果已经应用于该场区后期地基设计，并可指导该地区未来工程建设。
关键词：大厚度湿陷性黄土；浸水试验；水分扩散；湿陷迟滞–突变效应； 的计算方法；水平位移
淋滤条件下水泥固化铅污染高岭土的强度及
微观特性的研究
刘兆鹏，杜延军^*，刘松玉，蒋宁俊，朱晶晶
(东南大学交通学院岩土工程研究所，江苏 南京 210096)
摘 要：通过半动态淋滤试验，研究淋滤液初始pH=2，4，7时水泥固化铅污染土的强度、微观和钙溶出特性。无侧限抗压强度试验及钙溶出率（CFR_Ca）结果表明：半动态淋滤试验使试样无侧限抗压强度（q_u）较标准养护39 d试样降低了1%～42%；淋滤液初始pH=2时，CFR_Ca为pH=4或7时的2～7倍，而pH=4与7时q_u及CFR_Ca差别均不明显；水泥掺量由12%提高到18%时，q_u增大了35%～98%，CFR_Ca降低了40%～58%；固化铅污染土较固化未污染土，其q_u小50%～68%，而CFR_Ca大29%～175%。试样无侧限抗压强度比q_r（淋滤后试样q_u/标准养护39 d试样q_u）与CFR_Ca在双对数坐标下呈现良好线性关系：随CFR_Ca增大，q_r减小，说明钙的溶出是控制固化污染土/未污染土强度的主要因素之一。X射线衍射、扫描电镜及压汞试验结果表明，高浓度铅抑制水泥水化/火山灰反应，固化铅污染土与固化未污染土孔隙分布分别呈单峰和双峰特征，固化铅污染土中铅形成Si-O-Pb结合体、PbAl₂O₄、CaPbO₃等沉淀是铅固化稳定化的主要机理之一。
关键词：固化/稳定；铅；半动态淋滤；无侧限抗压强度；微观特性；溶出率
包裹式加筋砂土边坡离心机试验研究与对比分析



周 健^1，2，周韵鸿^1，2，李 飞³，张 姣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. 中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032；4. 上海城市管理职业技术学院土木工程与交通学院，上海 200092)
摘 要：利用自主设计的宏细观可视化全程拍摄系统，对包裹式加筋砂土边坡进行了离心机模型试验。研究了20g离心场下包裹式加筋砂土边坡宏观变形模式和力学性状以及筋土界面处细观作用机理和土颗粒运动规律。将离心机试验结果与1g静力模型试验结果进行了对比，分析了不同应力场下加筋边坡变形破坏的宏细观机理。研究结果表明：不同应力场下包裹式加筋砂土边坡破坏模式不同，高应力状态下界面处摩擦咬合力峰值大于筋材拉伸断裂强度，而低应力状态下界面处筋材拉伸断裂强度大于摩擦咬合力峰值。筋土界面处不同的应力状态是影响筋土界面作用方式的重要因素。该研究对进一步认识包裹式加筋砂土边坡破坏机理有积极意义。
关键词：包裹式加筋边坡；离心机试验；细观颗粒运动；宏细观机理
高速铁路路基沉降高聚物注浆修复后动力性能及
长期耐久性的试验研究
边学成¹，程 翀²，王复明³，蒋建群^2*，陈云敏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. 浙江大学水工结构与水环境研究所，浙江 杭州 310058；
3. 郑州大学环境与水利学院，河南 郑州 450001)
摘 要：高速铁路路基的过大沉降影响轨道结构耐久性和列车运行安全，有必要及时通过抬升路基水平恢复轨道线路的垂向平整性。尝试通过在路基表层和轨道混凝土底座之间进行非水反应高分子聚合物填充注浆的方法实现轨道结构的整体均匀抬升。通过大型物理模型试验测试分析了抬升后轨道–路基的整体动力学性能及长期耐久性。通过定点循环激振试验对比分析了路基抬升前后的轨道整体刚度的变化规律，发现抬升后整体刚度相比抬升前略有减小，但对轨道–路基体系自振频率的影响有限；模拟列车运行的大周次循环加载测试了抬升后路基的动力累积沉降和动刚度变化过程，结果表明抬升后路基在列车长期荷载作用下具有较好的动力稳定性。
关键词：高速铁路；物理模型试验；累积沉降；路基抬升；动力性能
回填软土中管道上浮力测试及计算方法
倪伟杰^1，2，朱 斌^1，2，陈仁朋^1，2，周 建^1，2，黄 博^1，2
(1. 软弱土与环境土工教育部重点实验室（浙江大学），浙江 杭州 310058；2. 浙江大学土木工程系，浙江 杭州 310058)
摘 要：管道已成为中国油气等流体输送的重要方式，在沿海软土地区中浅埋管道上浮事故屡有发生，严重威胁着能源生命线工程的安全。研发了一套回填软土中浅埋管道上浮力测试的装置及方法，针对常用输气管道开展了足尺模型试验，获得了不同扰动程度软土中的管–土相互作用及管道上浮力，揭示了回填软土中管道的上浮机理。基于多批次不同扰动程度软土中管道上浮力的测试结果，提出了与回填软土不排水剪强度相关的管道上浮力计算方法。
关键词：模型试验；管道；浮力；软土
高庙子膨润土膨胀力时效性试验研究
赖小玲¹，叶为民^1，2，3*，刘 毅¹，陈 宝¹，王 琼¹
（1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 教育部城市环境与可持续发展联合研究中心，上海 200092；
3. 灾害防控协同创新中心，四川 成都 610059）
摘 要：针对高庙子膨润土在不同含水率和不同干密度条件下膨胀力时效性进行了试验研究。首先采用静力压实法将3种不同含水率的高庙子膨润土粉末压实为两种不同密实状态的试样，随后在保持压实试样的体积和含水率不变的条件下，分别静置0，1，7，15，30和90 d，最后采用膨胀仪对完成静置试样的膨胀力进行量测；同时结合静置过程，完成了部分试样的扫描电镜（SEM）试验。试验结果表明：高庙子膨润土的膨胀力随静置时间的增长不断减小，且前期减小明显，后期逐渐趋于稳定；膨胀力的时效性与试样初始条件有关，试样含水率和干密度越大，膨胀力随静置时间的衰减越明显，即时效性越强。SEM试验结果表明，静置90 d后，高庙子膨润土内的蒙脱石发生了水化，集合体分解，颗粒相互黏结，微观孔隙结构趋于均质化，呈现点阵式的絮状结构；试样静置过程中不同微观结构层次之间的水分重分布导致的蒙脱石水化是高庙子膨润土静置过程中膨胀力降低的主要内在原因。
关键词：高庙子膨润土；膨胀力；时效性；扫描电镜试验；蒙脱石的水化
深基坑局部深坑突涌稳定性计算研究
李 瑛，刘兴旺，曹国强
(浙江省建筑设计研究院，浙江 杭州 310006)
摘 要：突涌稳定性关乎基坑安全和造价，而局部深坑是深基坑中突涌破坏最薄弱部位。基于局部深坑坑底土体沿铅垂面整体剪切破坏的假定，提出可考虑坑底土体抗剪强度、深坑几何尺寸和坑底加固的突涌稳定性计算公式，并研究计算公式适用范围和坑底土体抗剪强度计算方法。通过对杭州钱塘江两岸大量已安全施工完成深基坑工程的计算分析，得出以下结论：考虑原状土抗剪强度可使突涌稳定系数增加30%以上，常规坑底加固使其进一步增加20%左右，计算结果符合实际情况；坑底隔水层的侧面积和顶面积的比值越大，突涌稳定性越好；平面尺寸较大的基坑可通过分块开挖来确保突涌稳定性。
关键词：突涌；局部深坑；承压水；抗剪强度；平面尺寸
压裂中水力裂缝穿过天然裂缝判断准则
张 然¹，李根生^1*，赵志红²，盛 茂¹，范 鑫¹，迟焕鹏¹
(1. 油气资源与探测国家重点实验室（中国石油大学），北京 102249；2. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室（西南石油大学），四川成都 610500)
摘 要：为准确预测水力压裂过程中水力裂缝是否会穿过天然裂缝及其穿出方向，基于弹性力学理论，建立了水力裂缝穿过天然裂缝的判断准则，并给出了水力裂缝穿出天然裂缝时穿出角度的计算方法。计算结果表明：在给定逼近角下对应有确定的水力裂缝穿过天然裂缝所需的水平主应力比值范围，超过或低于这个范围水力裂缝将不能穿过天然裂缝；高逼近角及高水平主应力比值下水力裂缝易直接穿过天然裂缝；在相同逼近角下，水平主应力比值越大，穿出方向总是倾向于靠近增大的水平主应力方向。
关键词：裂缝性储层；天然裂缝；穿过；主应力差异；逼近角；穿出角度
碱渣回填地下废弃盐腔室内一维沉降试验研究
徐玉龙¹，杨春和^1，2，陈 锋¹，李银平¹，冀国栋²
(1. 岩土力学与工程国家重点实验室（中国科学院武汉岩土力学研究所），湖北武汉 430071；
2. 西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室（重庆大学），重庆 400044)
摘 要：盐矿水溶开采产出卤水的同时会在地下形成大量的废弃溶腔，而盐化工企业利用采出的卤水制碱时会产生大量的固体废渣（即碱渣），将碱渣与饱和卤水混合制成浆体注填到废弃盐腔的过程称为碱渣回填废弃盐腔。碱渣在充满卤水的溶腔内的沉降特性对回填效果会产生重要影响，作为初步研究，对两种不同类型碱渣与饱和卤水混合而成的碱渣浆进行了室内一维沉降试验研究。试验发现：黏粒含量少的碱渣浆絮团发育程度低，絮团小而相互独立，沉降类型为絮凝均匀沉降，黏粒含量多的碱渣浆絮团发育程度高，絮团大而联结成网，发生絮网沉降；碱渣浆沉降过程可以分为4个阶段：絮凝阶段、沉降阶段、主固结阶段和次固结阶段；对比两种碱渣的沉降过程发现，发生絮网沉降的碱渣浆在前3个阶段用时均较长；沉降基本结束后，形成的沉积体孔隙比较大，沉积体内仍含有大量的自由水。本研究揭示了两种不同类型碱渣的一维沉降规律，为进一步探索碱渣沉降固结机理及现场碱渣回填废弃盐腔工程提供一定参考。
关键词：回填；碱渣；盐腔；沉降；絮凝