盾构衬砌管片接头内力–变形统一模型及试验分析

朱合华¹，黄伯麒¹，李晓军¹，桥本正²

（1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室、岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；

2. 日本大阪地域地层环境研究所，日本 大阪）

摘 要：首先在钢筋混凝土管片系列接头试验的基础上，总结提出了接头弯矩–相对转角关系的线性、双线性和非线性模型，以及接头轴力–相对轴向变形和剪力–相对剪切变形关系的分段式模型，并给出了用于描述荷载偏心距和螺栓初始扭矩对于接头刚度影响的理论模型。其次，基于平板型和弧型管片接头的受弯试验结果，分别给出了在有无防水密封垫情况下各类转动刚度模型参数的取值方法，提出了不同条件下的转动刚度模型选择依据，研究了不同螺栓初始扭矩和轴力对接头转动刚度取值的影响；基于平板型管片接头剪切试验结果，分别给出了在有无防水密封垫情况下三阶段剪切刚度模型的参数取值方法。研究结果验证了各接头刚度模型的有效性，将对盾构衬砌结构梁–接头模型计算理论的应用起到重要的推动作用。

关键词：钢筋混凝土管片；管片接头；内力–变形统一模型；刚度参数

路堤荷载下双向增强复合地基荷载分担比及沉降计算

赵明华，刘 猛，张 锐，龙 军

(湖南大学岩土工程研究所，湖南 长沙 410082)

摘 要：针对路堤荷载下双向增强复合地基受力变形特性，以单桩有效影响范围内的路堤与复合地基为分析对象，引入大挠度环形薄板考虑加筋垫层的“柔性筏板效应”与“拉膜效应”，同时通过假定桩土相对位移模式，考虑地基成层性，从而建立了路堤、水平加筋体、桩体、桩间土协调变形三维模型，获得了路堤荷载作用下双向增强复合地基的荷载分担比及沉降计算方法。采用某工程试验数据对该计算方法进行验证，同时分析了路堤高度、桩帽宽度、筋材抗拉模量对中性点位置、桩土差异沉降以及复合薄板中面最大拉应力的影响，结果表明该方法所求得的荷载分担比及沉降与实测值较为接近，证明了其合理性。

关键词：路堤荷载；双向增强；大挠度薄板；沉降；荷载分担比

基于非线性运动硬化模型的饱和黏土桩基础竖向循环弱化数值分析

黄茂松^1，2，刘 莹^1，2，3

(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. 广西大学土木工程学院，广西 南宁 530004)

摘 要：针对饱和黏土的循环弱化特性，在商用有限元软件的基础上，建立了基于非线性运动硬化准则的饱和黏土循环弱化模型，在各向同性的硬化准则中引入了以等效塑性变形为变量的弱化规律，采用非线性运动硬化准则描述土体的循环滞回特性，同时考虑土体刚度的弱化。通过与饱和黏土单向循环三轴试验结果对比，验证了该模型的有效性。应用本模型，对竖向循环荷载作用下的单桩进行了二维有限元数值模拟，研究了不同循环荷载水平、不同循环次数、在不同土体刚度指数的地基中单桩竖向承载力的弱化情况。最后通过对有关文献模型试验的模拟对比验证了该数值方法的有效性。

关键词：非线性运动硬化；饱和黏土；桩基础；循环弱化；有限单元法

移动荷载作用下高速铁路轨道–路基–地基耦合系统振动加速度的空间分布特征

薛富春^1，2，张建民^1，2

（1. 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；2. 清华大学土木水利学院岩土工程研究所，北京 100084）

摘 要：为获得移动荷载引起的加速度的空间分布，基于多尺度和精细化建模技术，建立了350 km/h的双线高速铁路轨道–扣件–轨枕–轨道板–CA砂浆层–底座板–基床表层–基床底层–路基本体–地基为一体的耦合大系统非线性真三维数值分析模型。采用动接触算法模拟底座板底面和基床表层表面之间的动力相互作用，采用三维黏弹性静–动力统一人工边界技术模拟无限地基的辐射阻尼和弹性恢复性能，考虑移动荷载作用前路基中客观的静应力状态对后续动力计算的影响和地基土、路基填筑材料的非线性，借助于大规模并行计算技术，模拟了地基的初始应力场生成、轨道系统和路基的施工过程和随后8辆编组高速动车组的运行过程。基于分析结果，总结了轨道–路基–地基系统各部分的振动加速度在时间和空间上的分布特征，验证了实体单元模拟轨道空间振动响应的优势。

关键词：高速铁路；移动荷载；振动加速度；精细化建模技术；大规模并行计算

堆石料流变的黏弹塑性本构模型研究

王占军¹，陈生水^1，2，傅中志^1，2

(1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029；2. 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室，江苏 南京 210029)

摘 要：堆石坝流变变形主要是堆石料在环境因素作用下的劣化和高接触应力下的颗粒破碎重排引起的。在等向压缩方程中引入反映堆石料颗粒强度的固相硬度参数，选用双曲线型式的固相硬度衰减模型，以反映堆石料颗粒强度随时间劣化的特性；在分析堆石料流变试验结果的基础上，建立了流变变形的双曲线型流动准则；推导了流变变形的计算公式，并构建了流变模量表达式，从而建立了一个可统一考虑加载与流变过程的堆石料黏弹塑性本构模型。通过模拟两种典型堆石料的流变试验资料验证了模型的有效性。

关键词：堆石料；流变；黏弹塑性本构模型

渗水膨胀岩隧洞黏弹塑性蠕变解及变形特性分析

张建智¹，俞 缙^1，2，3*，蔡燕燕^1，2，陈士海¹，林从谋¹

(1. 华侨大学岩土工程研究所，福建 厦门 361021；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. 香港大学土木工程系，香港)

摘 要：渗水膨胀岩隧洞变形是一个受渗流、膨胀与扩容等多因素影响的复杂时变问题。探讨了其变形机制，建立渗水膨胀围岩受力平衡方程，进而得到反映扩容角影响的弹塑性解，并证明余东明解和侯公羽解是本文解的两个特例。以此为基础，借助改进的西原模型，获得了考虑膨胀应变影响的渗水膨胀岩隧洞黏弹塑性蠕变解，并分析了渗流、膨胀与扩容等因素对洞壁时效变形的影响规律。结果表明：随着内外水头比减小或扩容角增大，时效变形逐渐表现为黏弹塑性；膨胀系数α₂只影响围岩黏弹性变形，位移为α₂的单调递增线性函数；在隧洞开挖扰动初期，封闭应变迅速发展成位移，对渗水膨胀围岩变形影响极大。所得结论对渗水膨胀岩隧洞施工和变形控制具有一定指导意义。

关键词：膨胀岩隧洞；渗流；扩容；封闭应变；时效变形

软土盾构隧道横向大变形侧向注浆控制机理研究

张冬梅^1，2，邹伟彪³，闫静雅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.同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092；

3. 武汉市市政工程质量监督站，湖北 武汉 430015；4. 上海地铁维护保障有限公司，上海 200070)

摘 要：注浆是治理软土盾构隧道横向变形等隧道病害经常采用的方法。提出了采用注浆引起的土体体积应变模拟隧道注浆效果的方法，并利用上海地铁隧道注浆加固实践验证了该方法的合理性。利用该方法，以注浆引起的隧道横向收敛、接头张开和错台变化为指标，分析了隧道侧向注浆对隧道横向变形的影响规律，揭示了注浆对隧道横向变形的作用机理；研究了注浆量和注浆范围对注浆加固效果的影响规律。研究发现，注浆能有效改善隧道横向收敛、减小接头张开量。在注浆初期，注浆对隧道横向变形的影响以管片转动为主，该阶段隧道接头张开量减小显著，而隧道收敛减小则相对缓慢；随注浆量的增加，注浆引起的管片运动以刚体平动位移为主，该阶段隧道横向收敛显著减小，但注浆引起的接头错台量和隧道侧向位移则不断增加。最后，以上海地铁隧道为背景，对注浆量和注浆加固范围提出了优化建议。

关键词：软土；盾构隧道；横向变形；注浆

多层堤基中土层结构变化对管涌影响的试验研究

陈建生^1，2，张 华^1，2*，王 霜^1，2，何文政^1，2，袁克龙^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：不同土层结构的堤基，管涌的发生和发展情形不同。利用室内试验，通过改变下伏砂层内夹砂层的级配组成，对3种不同夹砂层的多层堤基进行了管涌破坏过程的模拟，研究了不同颗粒级配组成的夹砂层对管涌发生及发展过程和机理的影响。试验结果表明，多层堤基夹砂层均为细砂时，承受的水压力较大，临界水力梯度较高，一旦发生管涌破坏后其渗透流量、涌砂量以及破坏范围都比较大，所以此类堤基发生管涌破坏时具有一定的突然性和剧烈性，应及早采取防治措施；夹砂层均为粗砂时，管涌破坏时的情形与双层堤基类似，管涌破坏的范围局限于砂砾层顶部，破坏深度有限；夹砂层为细砾时，发生管涌破坏的临界水力梯度较小，管涌破坏程度逐步增加且破坏速度较快，由于涌砂量较大容易使堤基产生明显的渗透变形。

关键词：管涌；多层堤基；临界水力梯度；土层结构；模型试验

超高无面板式土工格栅加筋路堤现场试验研究

贾敏才^1，2，黄文军^1，2，叶建忠³，徐 超^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；

3. 浙江省交通规划设计研究院，杭州 310006)

摘 要：结合在建宜巴高速公路50 m高的加筋填土断面进行现场试验，对超高无面板式土工格栅加筋路堤的格栅变形、垂直土压力、水平土压力、分层沉降以及深层水平位移等内容进行了近2 a的测试，研究超高无面板式土工格栅加筋土路堤的受力、变形规律，分析了其作用机理。结果表明：不同层位土工格栅的最大拉应变出现在离返包面约4～6 m处，格栅应变沿筋长呈双峰值分布，施工期土工格栅应变具有明显的滞后性，且工后1.5 a格栅出现明显的收缩回弹；土工格栅的存在对土压力分布具有明显的调整作用，格栅末端附近实测垂直土压力值略超过理论值，中间和近坡面部位实测土压力值小于理论值；水平土压力沿路堤高度呈非线性形式分布，路堤中部的水平土压力值略大于顶部，其值小于主动土压力；分层沉降量在施工期存在较大波动，在垂直高度上，上部和底部偏小，中下部偏大；深层水平位移随着深度的增加逐渐减小，填土结束后深层水平位移仍有一定程度增大。

关键词：超高加筋路堤；土压力；土工格栅；拉伸应变；现场试验

花岗岩在化学溶蚀和冻融循环后的力学性能试验研究

陈有亮¹，王 朋^1*，张学伟²，杜 曦¹

（1. 上海理工大学土木工程系，上海200093；2. 上海建工一建集团有限公司，上海 200120）

摘 要：通过研究花岗岩在不同化学溶液（水、NaOH溶液和HNO₃溶液）中浸泡并冻融循环后的力学性能，分析了花岗岩在不同化学溶液中溶蚀及经历不同冻融循环次数后，在单轴压缩作用下基本力学性能的变化规律；从微观力学和化学机理出发，探讨了化学溶蚀和冻融循环对花岗岩的损伤机理；通过定义损伤变量，定量分析了花岗岩的损伤程度。试验结果表明，在水、NaOH和HNO₃溶液中，随着冻融循环次数的增加，花岗岩的相对杨氏模量呈指数函数减小，峰值应力损失率呈幂函数增加；轴向峰值应变按Guass函数变化。随着冻融循环次数的增加，HNO₃溶液中的花岗岩初期损伤劣化较大，后期损伤劣化较小，而NaOH溶液中的花岗岩初期损伤劣化较小，后期损伤劣化较大。岩石冻融损伤的过程本质上是温度产生的应力，使岩石损伤劣化的过程；同时化学溶蚀对岩石产生化学损伤作用，与冻融损伤相互促进，共同影响岩石的损伤劣化。

关键词：岩石力学；化学溶蚀；冻融循环；力学性能；损伤

单轴压缩下节理间距和倾角对岩体模拟试件强度和变形的影响研究

陈 新^1，2，李东威²，王莉贤²，张市飞²

（1. 中国矿业大学（北京）深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京 100083；2. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083）

摘 要：通过含一组预置张开裂隙石膏试件的单轴压缩试验，系统地研究了当节理连通率固定时，节理组的间距和倾角对试件强度和变形特性的影响。研究发现：①随着节理间距的增大，试件的应力–应变曲线的由单峰型变为多峰型，延性增大。试验中观察到的应力–应变曲线包括4种类型，单峰型、软化段多峰型、多峰平台后软化型和多峰平台后硬化型。②当节理间距不变时，试件的当量化强度、当量化弹性模量和第一峰值应变随节理倾角的变化曲线都呈V型，其最小值发生在节理倾角为45°处；而残余强度与强度之比和第二峰值应变随节理面倾角的变化规律则反之。③当节理倾角不变时，当量化弹模、当量化强度和第一峰值应变都随节理化系数的增大而减小；而残余强度与强度之比和第二峰值应变则反之。④各节理倾角下，试件的当量化弹模和当量化强度随节理化系数的变化规律可以用相同形式的幂函数来表示。⑤上述宏观力学行为与预制节理闭合、次生裂隙发展等细观损伤力学机制密切相关。上述研究表明，节理间距对岩体的强度和变形特性的影响有显著的各向异性。

关键词：节理岩体；倾角；间距；单轴压缩；强度；变形

高温后围压对花岗岩变形和强度特性的影响

徐小丽^{1, 2}，高 峰²，张志镇²

（1. 南通大学建筑工程学院，江苏 南通 226019；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：利用MTS815.02电液伺服材料试验系统完成了不同温度作用后（25℃～1000℃），不同围压下的30块花岗岩岩样的三轴压缩试验，分析了温度、围压对岩样的变形以及强度特性的影响。试验结果表明：①岩样质量随着温度的升高小幅下降，1000℃时仅比25℃时下降了0.364%；温度低于600℃时，岩样体积、密度变化不明显，温度高于600℃时，体积加速膨胀，密度减小幅度增大，1000℃时体积比25℃时膨胀了5.027%，密度降低了5.132%。②高温作用后，岩样三轴压缩应力–应变曲线大致经历了压密、弹性、屈服、破坏、软化、残余等几个阶段，岩样的刚度、峰值强度、抗剪强度、残余强度、塑性变形均随着围压的增大而增大。③岩样黏聚力随着温度的升高呈线性下降，内摩擦角随着温度的升高先增大后减小，抗剪强度随着温度的升高呈二次多项式减小关系，围压的增大削弱了温度对抗剪强度的影响。

关键词：花岗岩；温度；围压；变形；强度

浅埋隧道围岩应力及位移的显式解析解

韩凯航，张成平^*，王梦恕

(北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室，北京 100044)

摘 要：浅埋隧道施工引起的地层位移将传递至地表进而形成地表沉降，施工前准确预测地层位移是有效控制地表沉降的前提。基于复变函数法，利用逆映射函数求解z平面复势函数的级数形式，并结合柯西–黎曼方程（C–R条件）对Verruijt提出的浅埋隧道围岩应力及位移隐式解析解中的解析函数求导，得出了浅埋隧道应力及位移函数的级数显式表达式；与Verruijt隐式解析解相比，该显式解析解直观，便于被工程人员使用，其编程计算量也较小；为确定显式解析解中的未知系数，基于浅埋隧道洞室变形产生的原因，提出了3种隧道洞室边界的变形模式和2种变形比率，合理调整变形比率可以实现多种边界条件组合。工程实测地层位移与显示解析解的计算结果吻合度高，验证了所提显式解析解的正确性和实用性。

关键词：浅埋隧道；应力和位移；显式解析解；变形模式；复变函数法

渗透吸力对重塑黏土的压缩和渗透特性影响的试验研究

张彤炜¹，邓永锋^1*，刘松玉¹，杨忠超²

（1. 东南大学交通学院岩土工程研究所，江苏 南京 210096；2.重庆交通大学河海学院，重庆 400074）

摘 要：已有研究表明孔隙水盐分对黏土的力学性质有着重要影响，但相关的定量研究仍需进一步深入。以渗透吸力作为宏观参数，将商用高岭土与钙基膨润土的混合土作为研究对象，用不同浓度的NaCl溶液与土混合，进行饱和重塑土的固结试验，探究孔隙水盐分对饱和重塑黏土压缩特性和渗透特性的影响规律。试验结果表明重塑饱和黏土的压缩指数C_c随着渗透吸力的增加而呈指数规律衰减，回弹指数未产生明显变化；在Burland体系下，渗透吸力对曲线初始段有较大影响；而屈服后，压缩曲线可以在I_v–lg分析体系中进行归一化。相同固结压力和孔隙比下，渗透吸力越小，次固结系数越大；次固结系数与压缩指数的比值 C_α/C_c的比值并不为常数，随着渗透吸力的增大而减小。同样的初始孔隙比，比例系数C_k=Δe/Δlgk_v随渗透吸力增加而非线性递减，延拓了Tavenas认为比例系数C_k与初始孔隙比e₀线性相关的认知。

关键词：固结试验；重塑黏土；渗透吸力；固有压缩曲线；次固结系数；渗透系数

土工袋柔性挡墙位移模式及土压力研究

刘斯宏¹，薛向华²，樊科伟¹，徐思远¹

（1. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098；2. 河南省水利勘测设计研究有限公司，河南 郑州 450016）

摘 要：用土工袋构筑而成的挡土墙具有一定的柔性, 在墙后土压力作用下，墙体能够发生一定的变形, 墙后土压力分布及大小与刚性挡土墙大不相同。设计并进行了土工袋柔性挡土墙模型试验，通过试验观测了墙体的位移模式和墙后填土的破坏模式，研究了土压力沿墙体高度方向及墙体水平方向的分布；运用水平微分单元法推导了主动平衡状态下土工袋柔性挡土墙土压力的计算公式，土压力理论计算值与模型试验实测值基本吻合；进行了模型试验用土工袋层间摩擦试验，建立了土压力与土工袋层间摩擦力的平衡关系式，分析了土压力沿土工袋墙体水平方向的传递规律。

关键词：土工袋；挡土墙；位移模式；土压力；模型试验

考虑重金属污染岩石侵入面损伤的本构模型

程 峰^1，2，王星华¹，莫时雄²

(1. 中南大学土木工程学院，湖南 长沙410075；2. 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541004)

摘 要：基于酸碱质子理论，探讨了重金属污染物渗入岩石后的侵蚀机制，并通过对流-弥散模型分析了元素铅（）、镉（）、铜（）、锌（）的延伸性能；采用黏弹性和损伤性单体模型组合法建立了重金属污染岩石的三维组合延伸裂变模型，探讨了不同延伸速率下侵入面的变形规律，并通过三轴静载试验对模型拟合结果进行了验证。结果表明：不同的重金属污染物在岩石中的侵入性能与延伸性能不同；岩性不同的污染岩石在同种试验条件下本构曲线与组合模型的拟合结果具有较好的一致性。

关键词：重金属污染岩石；侵入性能；延伸速率；组合模型

埋地HDPE管道施工过程中装配应变分布规律的现场试验研究

尤 佺¹，张亚军²，王 非¹，杜延军^1*，周 敏¹

(1. 东南大学交通学院岩土工程研究所，江苏 南京 210096；2. 江苏省宜兴市建设局，江苏 宜兴 214206)

摘 要：现场测试数据表明HDPE双壁波纹管道在填土施工时会产生较大装配应力和应变。然而，目前关于HDPE管道服役期力学性能的研究和设计方法均忽略装配效应对管道力学特性的影响，高估了管道服役性能并带来安全隐患。通过现场试验，对管径600 mm HDPE双壁波纹管道填土施工过程中产生的径向挠度与管周环向应变进行实时监测；结果表明，管道施工填土产生的最大装配应变发生在管侧（与管轴线等深度的管壁处），而管顶和管侧挠度近似相等；管顶挠度与填土高度和最大管周环向应变之间均存在良好线性关系。通过有限元数值模拟分析并综合现场试验数据，提出了基于填土高度的管顶挠度预测公式和基于管顶挠度的最大管周环向应变预测公式，可以方便快捷地预测HDPE管道装配应变。通过对比报道的两个现场试验的实测数据验证所得公式，结果表明所得公式预测值与实测管顶挠度的误差范围为7%～13%，表明该公式可准确计算施工填土时HDPE管道的管顶挠度。

关键词：HDPE双壁波纹管道；现场试验；装配；环向应变；挠度

基于系统分析的桩网复合地基荷载效应定量评价模型研究

吕伟华¹，缪林昌²，刘 成¹，王 曼²

(1. 南京林业大学土木工程学院，江苏 南京 210037；2. 东南大学交通学院，江苏 南京 210096)

摘 要：目前对桩–网复合地基的设计主要存在两点不足，一是计算路堤底桩土荷载分担时需要假设土拱高度，二是对桩间地基土反力的定量评价偏于保守。针对这两个问题，重点分析了路堤荷载作用下土拱效应与加筋薄膜效应，根据堤底桩土相对位移得到计算的土拱高度，推导土拱效应与薄膜效应共同作用下路堤荷载在桩与土之间的分配计算公式；考虑刚性桩桩顶与桩端位置的桩土相对位移以及桩周土对桩侧作用摩阻力存在中性点，根据应力、位移连续性条件，建立桩–网–土联合作用的桩承式加筋路堤的荷载效应计算模型并给出求解方法，通过3个工程实例对该方法进行合理性验证。结果表明，具备一定刚度的桩端下卧层时，采用本模型的计算结果与实测值比较接近，可为工程应用借鉴。

关键词：刚性桩；网；复合地基；机理分析；荷载效应

非饱和非稳定渗流作用下边坡稳定的有限元塑性极限分析下限法

周建烽¹，王均星¹，陈 炜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. 福建省水利规划院，福建 福州 350001）

摘 要：常规的土坡稳定性分析方法主要是基于饱和土理论和稳定渗流情况，难以反映降雨作用和水位骤降对边坡稳定的影响，而实际上相当一部分坡体失稳是由于非饱和非稳定渗流引起的。基于Bishop提出的非饱和土有效应力原理以及Fredlund双应力强度理论，将任意时刻的水压力当做体积力考虑到平衡方程中，用基于有效应力的方式建立满足平衡条件、间断条件、应力边界条件以及屈服条件下考虑非饱和非稳定渗流作用的下限法非线性规划模型，并且编制了相应的程序。通过对降雨入渗和库水骤降的边坡数值算例的分析，验证了所提方法的正确性，对非饱和非稳定渗流作用下土坡失稳的规律有了进一步的认识。

关键词：边坡稳定；有限元；极限分析；库水骤降；降雨入渗

微型桩群加固土坡稳定性分析

孙书伟¹，陈 冲¹，丁 辉¹，刘 英²

(1. 中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京 100083；2. 中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

摘 要：微型桩是一种边坡快速加固技术，多大面积成群布置。基于强度折减技术研究了微型桩群加固边坡安全系数的数值计算方法，并对微型桩群加固均质土坡和含软弱夹层土坡的稳定性进行了对比分析。结果表明，微型桩群加固均质土坡的破坏模式与其布设位置关系密切，采用传统非耦合方法假定滑动面位置不变进行微型桩群的工程设计值得商榷；对于均质土坡，微型桩群锚固深度较小时，桩身变形以刚性旋转为主，随着锚固深度的增加，微型桩群的变形由刚性倾斜转化为柔性弯曲变形，对于含软弱夹层边坡，微型桩群的变形主要是弯曲变形；微型桩群最优锚固长度约为滑面以上自由段长度的1.5～2.0倍。削剪作用能够改善微型桩群受力并降低成本；对于均质土坡，当削剪长度小于自由段长度1/4时，不会降低加固边坡的安全系数，对于含软弱夹层边坡，最大削剪长度约为自由段长度的1/2；实际工程中对于可削剪的微型桩部分，无需设计加筋体，仅将钻孔回填压实即可，能够在确保加固效果的同时降低成本。

关键词：微型桩群；边坡；安全系数；锚固长度；削剪效应

基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析

于 群，唐春安，李连崇，李 鸿，程关文

(大连理工大学岩石破裂与失稳研究所，辽宁 大连 116024)

摘 要：为研究锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育及发展过程，利用构建的微震监测系统对^#3引水洞的TBM掘进过程进行全天候连续实时监测。通过获取大量微震监测数据，分别从微震事件的时空序列分布、事件活动率、微震能量、能量密度及视体积对隧洞岩爆前各参数变化特征进行分析，并从动态裂纹扩展角度揭示了岩爆孕育过程中微破裂的萌生、发展、扩展直至相互贯通的宏观破坏机制，初步探讨了微震活动演化规律与岩爆间的时空内在联系。监测与分析结果表明：多数岩爆都存在有可被微震监测定位的微破裂前兆，微震活动率、微震能量及累积视体积均有不同程度的上升趋势。部分岩爆的驱动源由本地岩爆能量与转移能量之和获得，即E_驱动=E_本地+E_转移，强岩爆可再次诱发邻近位置产生岩爆。研究结果，初步证明了利用微震监测系统对深埋隧洞岩爆进行实时监测的可行性。

关键词：岩爆；微震监测；微震活动；孕育过程；锦屏二级水电站

隧道分部开挖的围岩松动区演变分析

章慧健^1，2，龚 伦^1，2，仇文革^1，2，赵 斌^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：以乌蒙山二号四线铁路隧道为工程背景，通过数值模拟手段对比研究分部开挖与一次成洞的松动区形态和大小差异，再结合现场测试结果，分析隧道分部开挖的松动区演变规律。结果表明：一次成洞松动区范围要普遍大于多部开挖的最终松动区范围，最大径向松动深度高出12.6%，最小径向松动深度高出41.2%；在松动区分布形态上，一次成洞表现为左右基本对称，多部开挖具有一定的不对称性，且多部开挖基本是从拱顶到边墙部位依次减小，而一次成洞则呈“拱顶>拱脚>拱肩>边墙”的分布形式。多部开挖时，先挖部分的松动区随着后续开挖部的推进有所增加，后挖部对先挖部的影响表现为：“上下关系”强于“左右关系”；另一方面，左右对称位置后挖侧松动区略大于先挖侧，说明先挖部对后挖部亦有劣化作用；其最终松动区是各开挖部相互影响和发展的结果，体现过程相关性。

关键词：松动区；切向应力扰动系数；数值模拟；地质雷达；过程相关

基于物联网技术的土石坝安全监测自动化系统研究

周干武，郦能惠，何 宁

(南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024)

摘 要：构建了基于物联网技术的土石坝安全监测自动化系统，利用无线传感网芯片CC2530和GPRS模块完成了传感器节点、路由器节点、协调节点的硬件和软件设计，集成无线传感网和地理信息系统。实现对土石坝大坝变形、渗流、应力应变以及环境气象等各种因子进行全天候的实时监测、采集和控制，并在专家知识库辅助下，实现对土石坝安全性状的智能化、科学化管理。

关键词：土石坝安全；物联网；CC2530；自动化系统
双向耦合剪切条件下饱和砂土动强度特性试验研究

许成顺¹，高 英^1，2，杜修力¹，耿 琳¹

(1. 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室，北京 100124；2. 山东协和学院建筑工程学院，山东 济南 250109)

摘 要：针对饱和粉细砂，利用双向耦合多功能剪切仪进行了均等固结条件下的循环耦合剪切试验。应用已有的动强度定义，着重研究了双向动荷载的相位差，双向动荷载的幅值比值对砂土动强度及孔压特性的影响。实验结果表明，砂土液化动强度与相位差及幅值之比密切相关，现有的动强度定义在复杂加载情况下具有一定局限性；双向动荷载相位差以及幅值比值对孔隙水压力增长速度影响显著，但对归一化孔隙水压力发展模式没有显著的影响。

关键词：主应力轴连续旋转；相位差；均等固结；孔隙水压力；动强度

横观各向同性层状地基上轴对称受荷刚性圆板问题

艾智勇^1，2，史本凯^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：采用轴对称横观各向同性层状地基的解析层元解来求解刚性圆板与地基的共同作用问题，结合刚性圆板与地基表面的位移协调条件，建立横观各向同性层状地基上受荷刚性圆板问题的积分方程；运用数值方法求解该积分方程，得到在给定位移下刚性圆板与地基间的接触应力。编制相应的计算程序进行数值计算，分析了地基横观各向同性参数、地基厚度和地基成层性对地基反力的影响。

关键词：横观各向同性；层状地基；解析层元解；刚性圆板；轴对称问题

基于三维激光扫描技术的土石坝变形监测方法研究

王 举^1，2，张成才¹

（1. 郑州大学水利与环境工程学院，河南 郑州 450001；2. 郑州市水务局，河南 郑州 450006）

摘 要：由于土石坝结构复杂、非刚性等特点，受到外力作用时，各个部分变形呈现非线性变化，传统的单点监测存在一些局限性。提出了一种基于三维激光扫描技术的土石坝变形监测方法，将不同时期所采集的序列点云进行绝对定向完成坐标系统一，然后获取一组不同期的点云数据在同一位置处的剖面数据进行对比分析，监测大坝在水平与垂直方向的变形和位移。采用所提出的方法，在郑州市尖岗水库进行了试验，结果表明所提方法精度高，实时性强，能够满足水库大坝变形分析计算的要求。

关键词：三维激光扫描；点云数据；剖面分析；变形监测