非饱和砂土坡面降雨非正交入渗试验与数值模拟研究

王成华，万正义，张成林

（天津大学建筑工程学院，天津 300072）

摘 要：传统降雨入渗分析仅以降雨强度在坡面上的正交分量作为边界条件，不符合实际降雨非正交入渗规律。为了研究非饱和砂土的非正交入渗规律性，采用自行研制的室内降雨试验装置对非饱和砂土坡面进行了一系列不同降雨强度、坡角和孔隙比的降雨入渗试验，并对应地进行了正交入渗条件下的数值模拟。测量了入渗率、出渗速率及砂土储水增量随时间变化的关系曲线，分析了雨强、坡角和孔隙比对试验结果的影响。试验结果显示各试验中均无坡面径流现象，与正交入渗边界理论差异显著。通过分析非饱和砂土在传统坡面降雨正交入渗边界条件下的入渗率、出渗速率及砂土储水增量等数值模拟结果与对应的降雨入渗试验结果的差异，证明按正交入渗边界理论计算得到的砂土坡面土体含水率、入渗能力及坡面边界条件转化的判别机制均与实际情况不符。

关键词：非饱和砂土；非正交入渗；降雨入渗试验；数值模拟

流变岩体中既有隧道与新建平行隧道相互影响的理论解

王华宁^1，2，曾广尚²，蒋明镜^1，3

(1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092；2. 同济大学航空航天与力学学院，上海 200092；

3. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092)

摘 要：在流变岩体中进行隧道施工时，既有隧道与新建隧道的相互作用将使围岩应力、位移分布与单隧道问题有明显不同，且与时间相关。针对黏弹性岩体中深埋双圆形隧洞考虑施工顺序问题，用复变函数方法、Laplace变换、黏弹性叠加关系导出两隧道周边开挖增量位移和应力场的求解方法和理论解答，并与有限元解进行了比对。根据解答分析了既有和新建隧道孔边增量位移与全应力分布特点；隧道周边增量位移随时间的变化；周边位移随隧道间距的变化规律。可用于黏弹性岩体中双圆形隧道顺序开挖的施工分析。相比数值方法，理论解可更方便地进行参数分析和初步设计。

关键词：黏弹性；双隧道；解析解

滑坡防治格构式预应力锚杆模型试验研究

韩冬冬，门玉明，胡兆江

(长安大学地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054)

摘 要：通过大型物理模型试验，模拟了滑坡防治格构式预应力锚杆从预应力施加至破坏的过程，研究了预应力锚杆对滑坡的防治过程、单根锚杆及各锚杆之间的受力变形规律。试验结果表明：格构式预应力锚杆对滑坡的抗滑作用可分为主动防护阶段和被动防护阶段两个阶段；在主动防护阶段，各锚杆受力相同，而在被动防护阶段，中下排锚杆受力大于中上排锚杆，且随着滑坡变形的发展，这种现象越明显；在滑坡发展过程中，锚杆处于弯曲和轴向拉伸组合变形状态，滑面附近锚固段变形为上侧受拉下侧受压，自由段则相反，锚杆轴应变在滑面处最大，从滑面至锚杆末端逐渐减小，自由段基本相等；滑坡中上排锚杆弯曲变形大于中下排，轴向拉伸小于中下排。

关键词：滑坡防治；预应力锚杆；格构式；模型试验

锚固洞室在顶爆作用下破坏形式及破坏过程研究

王光勇^1，2，3，顾金才³，陈安敏³，徐景茂³，张向阳³

(1. 河南理工大学深部矿井建设重点学科开放实验室，河南 焦作 454000；2. 中国科学技术大学近代力学系，安徽 合肥 230026；3. 总参工程兵科研三所，河南 洛阳 471023)

摘 要：利用抗爆模型试验和数值分析方法，研究锚固洞室在顶爆作用下的破坏形式及破坏过程。根据锚固洞室破坏模型试验，发现锚固洞室主要有：受拉破坏、剪切破坏、受压破坏和压剪破坏4种破坏形态。通过分析试验解剖图和应力波传播规律发现：爆炸应力波作用下，锚固洞室首先在拱顶锚固区发生“层裂”现象，在自由面附近有类似半椭圆拱岩石介质脱落；同时两侧容易形成“八”字型剪切裂纹，随着爆炸荷载强度增加，如果锚杆加固较弱会在洞顶产生局部坍塌，一旦锚杆加固较强就会发生从爆心至洞室整体坍塌。最后利用数值分析方法分析了洞室受力情况和塑性区发展过程，进一步探讨了锚固洞室在顶爆作用下破坏形式和破坏过程。

关键词：地下工程；爆炸应力波；锚固洞室；破坏形式；破坏过程；模型试验；数值分析

高原湖相泥炭土次固结特性及机理分析

桂 跃¹，余志华¹，刘海明¹，曹 净¹，王兆昌²

(1. 昆明理工大学建筑工程学院，云南 昆明 650051；2. 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南 昆明 650051)

摘 要：泥炭土地基在长期荷载作用下将产生显著的工后沉降，必须明确其次固结特性及机理。针对取自昆明、大理的高原湖相泥炭土开展了一系列次固结试验，探讨了取样深度、加荷比R、加荷方式、固结压力p对次固结系数C_α的影响。试验结果表明：分级加载下，泥炭土的e–lgt曲线以反“S”型为主，次固结变形占总变形量的比例较大；泥炭土在宏观上与普通原状土存在相似的C_α–p关系，即C_α随p的增大而增大到峰值，之后减小并趋于稳定；但泥炭土峰值C_α对应的p不等于前期固结压力，而为100～200 kPa。通过建立微结构模型，对泥炭土次固结特性进行了机理分析，认为峰值C_α对应的固结压力p应为泥炭土从多孔隙状态压缩至相对密实状态的临界荷载。昆明泥炭土的次固结系数和压缩指数具有一定的相关性，二者比值C_α/C_c可视为常数，和已有研究结果基本一致。

关键词：泥炭土；次固结；固结压力；加荷比；C_α/C_c

一种考虑剪切速率的粗糙结构面剪切强度准则

王 刚^1，2，张学朋¹，蒋宇静¹，张永政^1，2

(1. 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地，山东 青岛 266590；2. 山东省土木工程防灾减灾重点实验室（山东科技大学），山东 青岛 266590)

摘 要：动荷载（不同剪切速率）下的节理岩体结构稳定性是目前工程建设亟待解决的问题之一。以黄岛国家石油储备库地下水封石油洞库工程为工程背景，采用JAW-600岩石剪切流变–渗流耦合试验机对4种粗糙度下的类岩石粗糙结构面进行不同剪切速率下的常规剪切试验，对结构面的强度特性进行了基础性研究。研究结果表明：剪切速率和粗糙度对结构面剪切强度都有较为明显的影响；同一结构面的剪切强度随着剪切速率的增大而减小，并不受粗糙度系数的影响；同时结构面剪切强度随粗糙度系数增加呈现出线性增加的趋势，但不受剪切速率的影响。最后，基于试验结果与Barton模型，提出考虑剪切速率的粗糙结构面剪切强度模型。Barton标准粗糙剖面线结构面及粗糙结构面的试验结果与新模型预测值误差保持在20%之内，平均误差为10.539%，能够较好的预测粗糙结构面动荷载条件下剪切强度。

关键词：岩石结构面；剪切速率；粗糙度；剪切强度准则；直接剪切试验

含根量对原状与重塑草根加筋土强度影响的试验研究

王元战¹，刘旭菲¹，张智凯²，马殿光³，崔衍强⁴

（1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，高新船舶与深海开发装备协同创新中心，天津300072；2. 中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州510230；3. 交通运输部天津水运工程科学研究所，工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456；4. 交通运输部天津水运工程科学研究所，水工构造物检测、诊断与加固技术交通行业重点实验室，天津300456）

摘 要：用室内三轴试验方法研究了原状和重塑草根加筋土的强度特性，分析含根量对土体强度的影响，并对二者强度的差异进行量化描述。试验结果表明：对于原状草根加筋土，含根量的增加对内摩擦角基本无影响，但可提高土体黏聚力，并且黏聚力先增加再基本保持不变；对于重塑草根加筋土，存在最优含根量使其强度最高，并且该值与围压相关，随围压的增大，该值增加；重塑草根加筋土的含根量是原状土的4～6倍时，二者土体破坏时的主应力差值基本相等。

关键词：原状土；重塑土；草根加筋土；含根量；三轴试验；强度

边坡临界滑面搜索的改进粒子群优化算法

杨善统¹，姜清辉^{*1, 2}，尹 涛¹，姚 池²，陈 娜¹，周 彬³

（1. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072；2.南昌大学建筑工程学院，江西 南昌 330031；3. 中铁二院重庆勘察设计研究院，重庆 401121）

摘 要：边坡临界滑面的确定对边坡稳定分析和加固设计极为重要，采用基于变异和二次序列规划的改进粒子群优化算法（VSPSO）进行临界滑面搜索。VSPSO算法中通过变异操作增强粒子群跳出局部最优解的能力，并用二次序列规划（SQP）加速局部搜索，大大提高了粒子群获得全局最优的能力。通过对有解析解的边坡算例进行分析，验证了该算法的准确性及优越性；对澳大利亚计算机应用协会（ACADS）提供的均质边坡、多层土边坡以及含软弱层边坡进行分析，结果表明改进的VSPSO算法搜索所得滑面比传统PSO算法更逼近推荐答案，具有更好的鲁棒性，而且随着边坡复杂程度的增加，更能体现改进VSPSO算法的优越性，具有广阔的应用前景。

关键词：边坡临界滑面；粒子群优化；变异；二次序列规划

低围压水平下QH-E模拟月壤三轴试验技术与力学特性

邹维列¹，陈 轮^*2，张俊峰¹，刘小顺³, 童朝霞⁴

(1. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072；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；3. 武汉正华建筑设计有限公司，湖北 武汉 430072；4. 北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100191)

摘 要：月球的低重力环境对月面浅层月壤力学特性的影响很大。利用清华大学取自吉林省靖宇县境内的火山灰岩研制出的模拟月壤（QH-E），对GCTS公司生产的STX型动/应力路径三轴仪重新配置高精度的传感器，并采取专门的试验技术，成功实施了一系列低围压水平（3.13～25 kPa）的三轴压缩试验。试验结果表明，在低围压水平下：模拟月壤具有显著的剪胀效应；与常规围压水平（50～150 kPa）结果相比，同一相对密度模拟月壤的峰值摩擦角更高；相对密度越高，峰值摩擦角越大；切线模量和剪切模量均随着围压和相对密度的减小而减小；剪胀角随围压的减小和相对密度的增大而增大，且低围压水平下剪胀角对围压变化十分敏感。最后就低围压下QH-E模拟月壤与饱和砂土特性的差异，及重力场环境和施加围压的介质的影响进行了讨论。

关键词：QH-E模拟月壤；低围压；剪切强度；摩擦；剪胀

超高面板堆石坝面板挤压破坏机理及数值模拟方法研究

周墨臻¹，张丙印¹，张宗亮²，冯业林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. 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051)

摘 要：面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制，认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面板发生挤压破坏的本质原因。基于非线性接触力学的方法，自主开发了可描述面板坝复杂多体接触特性的计算方法和三维有限元计算程序系统。使用局部子结构模型对面板纵缝的转动接触挤压效应进行了分析。计算结果表明，转动挤压和位移挤压均可在纵缝两侧面板表面部位引发严重的应力集中，可从量值上解释面板发生挤压破坏时面板中部挤压应变实测值和计算值仍远低于混凝土极限抗压应变的现象。

关键词：超高面板堆石坝；混凝土面板；挤压破坏；转动接触挤压效应；非线性接触

泥质粉砂岩高围压三轴压缩松弛试验研究

田洪铭¹，陈卫忠^{1, 2}，肖正龙¹，伍国军¹，韩光钦³

（1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071；2. 山东大学岩土结构中心，山东 济南 250061；3. 贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550008）

摘 要：高应力条件下应力松弛特性是岩石长期力学特性研究的重要方面，开展了泥质粉砂岩围压为15～35 MPa的三轴松弛试验研究。高围压下应力松弛曲线的分析表明，岩石的应力松弛可以分为衰减松弛和稳定松弛两个阶段。当松弛初始应力水平较低时，试样主要以衰减松弛为主，很快趋于稳定，当松弛初始应力水平接近岩石峰值应力时，应力松弛明显增大，并出现明显的稳定松弛阶段。不同围压条件下，试样松弛曲线对比分析表明，松弛初始应力水平较低时，岩石处于黏弹性阶段，围压对岩石松弛特性的影响相对较小，随着松弛初始应力水平的增大，当应力水平接近峰值应力时，岩石的应力松弛将随围压的增大而减小。基于三轴松弛试验结果的分析，建立了能够反映泥质粉砂岩三轴松弛特性的西原模型，并验证了模型的合理性。

关键词：泥质粉砂岩；高围压；应力松弛特性；西原模型

顺坡渗流条件下土质边坡浅层稳定分析

连继峰，罗 强^*，蒋良潍，刘 钢，谢 涛

(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：从斜坡土体应力状态出发，结合Mohr–Coulomb破坏理论，开展了降雨入渗形成顺坡渗流条件下的无限长土质斜坡浅层稳定分析，提出了边坡浅层失稳呈现上缘张拉区、中段主滑区和下缘挤压区三段滑动区域组成的“顺坡曲线”破坏模式；基于定积分元素法，论证了上下缘滑动区域土体的破裂面具有对数螺旋线形态特征，建立了考虑渗透力作用、采用有效应力表达、能较好反映入渗深度和主滑区长度L₂等因素影响的“顺坡曲线”组合滑面浅层稳定分析方法。研究表明：边坡浅层土体稳定性随L₂增大逐渐降低，最终趋近于无限长斜坡稳定分析结果；随增加直到最大入渗深度，处于极限平衡状态下的滑体L₂逐渐减小至零，浅层局部失稳的“顺坡曲线”破坏模式将退化为深层整体失稳的对数螺旋线型曲面破坏模式；＜时，对边坡浅层稳定性若采用整体曲面滑动法进行分析将得到偏于危险的结果。

关键词：顺坡渗流；土质边坡；浅层破坏；“顺坡曲线”组合滑面；稳定分析

基于SFG模型的非饱和膨胀土本构模型研究

李吴刚，杨 庆^*，刘文化，杨 钢

(大连理工大学土木工程学院岩土工程研究所，辽宁 大连 116024)

摘 要：Gens和Alonso提出了非饱和膨胀土本构概念模型（G–A模型），将土体膨胀分为微观层次和宏观层次，能够预测土体变形趋势。但G–A模型框架内建立的膨胀土模型参数多且难确定。在SFG模型的框架下，推导膨胀土的中性加载面（NL屈服面）方程，建立了膨胀土本构模型。该模型以总变形来反映土体微观层次变形，不再区分微观层次和宏观层次的结构变形，减少了非饱和膨胀土本构模型的参数。试验数据和数值模拟结果表明，中性加载屈服面和膨胀势曲线基本一致。通过与膨胀土的膨胀试验结果对比，本模型数值计算结果和试验结果较吻合，证实了所提模型的正确性。

关键词：膨胀土；SFG模型；非饱和土；中性加载面

饱和软土地层静压沉桩阻力理论研究

李镜培^1，2，李 林^1，2，孙德安³，唐剑华^1，2

（1. 同济大学岩土及地下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. 上海大学土木工程系，上海 200072）

摘 要：基于空间滑动面（SMP）屈服准则改进的修正剑桥模型，考虑土体超固结比及土体强度的三维力学特性，在不排水条件下采用应力空间转换方法推导了圆孔扩张问题的弹塑性解答。在此基础上，根据饱和软土地层静压沉桩机理，考虑桩端阻力影响范围和土体分层情况，分别采用柱孔扩张和球孔扩张模拟桩身和桩端应力状态，得出了软土饱和地层静压沉桩阻力的计算方法。通过实测结果与理论计算值的对比，验证了计算方法的有效性，进而分析了沉桩阻力的影响因素。研究结果表明：由于采用的本构模型充分考虑了土体强度的三维力学特性，因而可以较准确地预测软土地层静压沉桩阻力；与桩端阻力相比，沉桩过程中桩侧阻力较小，软土地层静压沉桩阻力主要为桩端阻力，其影响范围取决于桩径和土体特性；桩径、土体超固结比对桩身阻力和桩端阻力影响显著，土体有效内摩擦角对沉桩阻力影响较小。

关键词：沉桩阻力；SMP准则；修正剑桥模型；圆孔扩张；超固结比

不同粒度砂岩力学和渗透特性试验研究

邹 航^1，2，刘建锋^*1，2，边 宇^1，2，周志威^1，2，卓 越^1，2

（1. 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川 成都 610065；2. 四川大学水利水电学院，四川 成都 610065）

摘 要：为探讨砂岩粒度对力学行为和渗透特性的影响，利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统，对取自同一工程的粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩进行常规三轴试验和三轴压缩全过程渗透试验。研究表明：随着粒度减小，砂岩抗压强度及抗剪强度参数c和φ均增大；渗透水压作用下砂岩强度降低5.15%～24.66%。渗透率变化规律与变形变化特征呈阶段对应：线弹性阶段砂岩内部孔隙被压密，渗透率降低；弹塑性阶段渗透率先是缓慢增加然后急剧上升，在峰后达到最大值；峰后继续破坏阶段渗透率又呈逐渐降低特征。相同粒度砂岩的渗透性随围压增加而降低，且不同围压下渗透率可拟合成线性函数；相同围压下不同粒度砂岩渗透率整体特征表现为：粗粒砂岩渗透率K约为中粒砂岩的10⁵倍，中粒砂岩渗透率K约为细粒砂岩的10倍。

关键词：砂岩；粒度；常规三轴试验；三轴渗透试验；渗透率

露天矿泥岩路基双重改性研究

杨建林^1，2，王来贵²，李喜林³，张 鹏²

(1. 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，辽宁 阜新 123000；2. 辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁 阜新 123000；3. 辽宁工程技术大学建筑工程学院，辽宁 阜新 123000)

摘 要：为了对露天矿临时性公路泥岩路基进行改良，提高泥岩路基的力学强度和耐崩解性，提出了双重改性方法。采用XRD、激光共聚焦显微镜、SEM、红外光谱仪、静态水接触角试验、力学性能测试等手段对改性前后泥岩的成分、微观结构、憎水性、膨胀率和抗剪强度等特征进行表征，分析了不同改性方法对泥岩改性的微观机理。结果表明：改性前泥岩浸水10 min崩解成碎屑，有机改性和双重改性后泥岩浸水2 d表面无明显变化，无机改性后泥岩浸水2 d周围有崩解碎屑产生；有机改性和双重改性后泥岩的润湿角由2.6°分别增加为116.3°和119.4°，而无机改性后润湿角仅为4.5°；经过有机改性、无机改性和双重改性，膨胀率由改性前的16.7%分别减小为11.2%，4.2%和2.4%；改性前泥岩的抗剪强度随含水率的增加而减小，改性后抗剪强度随含水率的增加先升高后降低，双重改性对抗剪强度的提高最明显，含水率为25%时泥岩改性效果最好。有机改性时岩粒表面形成一层非极性憎水膜，但泥岩的抗剪强度提高幅度较小；无机改性时泥岩内部孔隙被三维网状凝胶结构填充，力学强度明显提高，但耐崩解性提高幅度较小；双重改性综合了有机改性和无机改性的优点，力学强度和耐崩解性显著提高。

关键词：泥岩；有机；无机；双重改性；力学性能；微观机理

粒间应力、土骨架应力和有效应力

邵龙潭^1，2，郭晓霞^1，2，郑国锋^1，2

(1. 工业装备结构分析国家重点实验室（大连理工大学），辽宁 大连 116024；2. 大连理工大学工程力学系，辽宁 大连 116024)

摘 要：有效应力的概念和有效应力原理对于土力学具有奠基性的意义。但对于诸如“有效应力是虚拟的应力还是真实应力”，“有效应力方程是否需要修正”等问题在土力学界一直存有争议，尚没有形成共识。在明确有效应力就是不包含孔隙流体压强作用的土骨架应力的基础上，由土颗粒间力的平衡分析和土骨架单元体的平衡分析得到有效应力与总应力以及孔隙流体压强关系的表达式。对于饱和土，这一表达式就是Terzaghi的有效应力方程。表明Terzaghi的有效应力是真实的物理量，具有明确的物理意义，Terzaghi的有效应力方程不需要做任何修正。文中阐明了有效应力、粒间应力和土骨架应力的物理意义及其相互关系。说明在分离考虑孔隙流体压强作用的情况下，有效应力、粒间应力和土骨架应力三者可以是一致的，即不包含孔隙水压强作用的粒间应力和土骨架应力就是有效应力。土骨架应力可以分成孔隙流体压强产生的土骨架应力和有效应力两部分，两者都对土体的变形和强度有贡献，但是作用效果不同。在孔隙流体压强作用对土体的变形和强度的贡献可以忽略的条件下，有效应力决定土的变形和强度。

关键词：粒间应力；土骨架应力；有效应力；孔隙流体压强；有效应力方程

深部两软煤层沿空巷道冲击地压成因与防治研究

潘立友^1，2，陈理强³，张若祥⁴

（1. 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地，山东 青岛 266590；2. 山东科技大学采矿工程研究院，山东 泰安 271019；3. 山东科技大学矿业与安全工程学院，山东 青岛 266510；4. 山东能源龙口矿业集团有限公司，山东 烟台 265700）

摘 要：针对两软煤层的地质条件，建立了两软煤层冲击地压发生的力学模型。通过对模型的力学分析与现场实践，得出了深部两软煤层条件下冲击地压发生的主要原因，是受上部力源层和下部稳定层夹持下的软弱冲击层出现应力集中和能量积聚，采动活动诱发积聚的能量向破碎缓和区突然释放，造成煤岩块瞬时喷出，形成冲击地压。从深部两软煤层冲击地压发生的应力条件、能量条件、物质条件和冲击地压诱发因素等方面进行分析研究，制定了转移应力、保持护巷煤柱稳定性、巷帮加固、松动帮部、形成顶板支护体阻挡结构的冲击地压防治措施，并进行了现场实践，实现了工作面安全高效无冲击开采。

关键词：软煤层；沿空巷道；冲击地压；力学机制；防治原理

基于岩土渐进变形特征的数字散斑相关优化分析法

李元海^1，2，贾冉旭^1，2，杨 苏^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 221116；2.^.中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏 徐州 221116)

摘 要：图像分析效率是数字散斑相关方法（DSCM）在岩土工程试验应用中的关键问题之一，而一些岩土类材料在荷载作用下的位移大小与方向具有缓慢变化的图像特征。为提高DSCM图像分析效率，提出了一种基于岩土渐进变形特征的“局部定向搜索”（LDSM）优化分析方法，给出了该方法适用的前提条件以及具体算法和实用公式，并在自行研制的数字照相量测软件PhotoInfor中编程实现了相应功能。此外，给出了“局部定向搜索法”的关键参数——搜索角度的推荐取值范围（30°～45°）。研究表明：“局部定向搜索”优化方法分析结果与常规方法相同；在搜索角度为45°时，其计算效率相对于常规方法提高（1.3～1.6）倍；随着测点数量的增多，计算效率呈现出一定的稳定性。局部定向搜索法对于DSCM在岩土力学与工程试验研究领域中的广泛应用，具有比较重要的的实用价值。

关键词：变形量测；数字散斑相关；数字照相量测；局部定向搜索

Mn(II)、Cr(III)在黄土上共存吸附特性研究

王 艳¹，唐晓武²，刘干斌¹

(1. 宁波大学建筑工程与环境学院，浙江 宁波 315211；2.浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058)

摘 要：重金属是土体污染中最重要的污染物质之一，土中的重金属污染往往是复合污染的形式。通过一系列室内试验，研究了锰铬重金属共存时在黄土上的吸附特性。在Mn(II)、Cr(III)重金属复合体系中，Mn(II)在黄土上的吸附明显受到抑制，吸附量减小14.6%～46.5%，而Cr(III)在黄土上的吸附基本不受Mn(II)的影响。Mn(II)的吸附能较好地符合Langmuir模型，受Cr(III)的抑制而不能很好地符合Fredunlich、D-R模型，Cr(III)的吸附仍能较好地符合Fredunlich、D–R模型。在pH=5～7酸性条件下Cr(III)促进了Mn(II)在黄土上的吸附，Mn(II)对Cr(III)的吸附稍有抑制；在碱性条件下，Cr(III)基本不受影响能完全被去除，而Mn(II)的吸附受到很大的抑制作用。重金属本身的物理属性比如水解常数大小以及黄土中的矿物成分都对Mn(II)、Cr(III)在黄土上吸附特性发挥了重要作用。

关键词：锰；铬；复合污染；吸附；黄土

破碎性堆石料单剪试验研究

刘斯宏¹，黄明坤^*1，王子健²，孔维耀²，谢 浩¹，王怡舒¹

(1. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098；2. 浙江省水利水电勘测设计研究院，浙江 杭州 310002；3. 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200092)

摘 要：介绍了自行研制的叠环式大型单剪试验仪。对两种不同岩性的堆石料进行了不同竖向应力条件下大变形的单剪试验，分别研究了竖向应力施加过程（压缩过程）及单剪过程中颗粒破碎的变化。试验结果表明：颗粒破碎与颗粒抗压强度及施加的竖向应力有关，颗粒抗压强度小及施加的竖向应力大，压缩过程与剪切过程中颗粒破碎率大；无论是压缩过程还是剪切过程，颗粒破碎均存在一个临界值；颗粒破碎主要发生在压缩或剪缩过程中。

关键词：单剪试验；颗粒破碎；颗粒强度；堆石料
非水反应型材料灌浆堵漏模型研究
符平，赵卫全，张金接
（中国水利水电科学研究院，北京100038）


摘要：灌浆是解决工程渗漏问题的重要技术手段，堵漏材料是灌浆技术的核心。水泥浆液、水泥膏浆、速凝膏浆、改性沥青、低热沥青等非水反应型浆液是最常用的堵漏材料。根据浆液流变性质、在宽大孔（裂）隙中的扩散方式和封堵机理以及灌浆工艺参数建立了非水反应型灌浆材料的堵漏模型，对不同浆液在不同开度、不同流速地层的堵漏效率和堵漏效果进行了计算分析，可以为非水反应型浆液在堵漏工程中的选择使用提供依据。
关键词：灌浆堵漏；非水反应型材料；动水堵漏模型；地层；堵漏效果
基于SH加固材料的土遗址夯土试样室内滴渗试验研究

谌文武^*1，2，郭志谦^1，2，徐彦荣^1，2，陈鹏飞^1，2，张 帅^1，2，叶 飞^1，2

(1. 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室，甘肃 兰州 730000；2. 兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000)

摘 要：表面严重风化是中国西北干旱地区土遗址的主要病害之一。目前解决防风化问题的主要方法是通过研制的防风化加固材料进行工程加固和修复，然而防风化加固材料的研制尚无法满足实际工程的要求。系统研究了不同浓度SH滴渗夯土试样表面渗透半径和渗透速率的分布变化规律，及渗透加固后试样波速和崩解性的变化。试验结果表明，单孔最优注浆量为30～40 mL，此时滴渗时间约为300 min，最终表面渗透半径为3～4 cm。渗透后试样波速升高，抗崩解性能明显提高，以1.0%SH渗透后最为明显。

关键词：夯土；SH；渗透性；波速；崩解

千枚岩碎屑土三轴试验剪切带扩展性状的CT研究

左永振^1，2，程展林^1，2，赵 娜^1，2

(1. 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：土体剪切带的产生和发展是岩土工程界一直关注的问题。对千枚岩碎屑土进行了固结排水剪切试验，并在试验过程中采用CT可视化技术进行了实时监测扫描，得到同一断面位置不同应变条件下的系列CT切片，从CT切片中可观测到试样随应变的增加而出现的明显的剪切带。采用CT技术真实再现了三轴试样在轴向力作用下，局部裂纹扩展逐渐贯穿形成完整剪切带的过程。对CT切片进行了7个区域的CT数平均值和CT数标准差统计，分析认为，轴向应变在3%~10%范围内是剪切带形成和发展的主要阶段，在应变3%前试样主要被压缩，在应变3%后试样在偏应力的作用下逐渐出现微裂隙，并随应变的增加，微裂隙越来越明显。CT数统计值出现微裂隙的应变和宏观观测到微裂隙的应变不对等，在判断剪切带微裂隙出现应变上建议以CT数统计值为准值。

关键词：千枚岩碎屑土；剪切带；CT三轴试验；CT数

冲击地压巷道围岩支护作用动力学分析

唐 治^1，2，潘一山²，王凯兴²

（1. 辽宁工程技术大学矿山安全技术装备研究院，辽宁 阜新 123000；2. 辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁 阜新 123000）

摘 要：建立了冲击地压巷道围岩支护作用动力学模型，模型将上覆岩层简化为由多个质量块组成的块系，岩块简化为刚体，岩块间的连接简化为Kelvin-Voigt模型，把支护系统简化为弹簧和耗能阻尼器，初始岩块受冲击载荷作用。支护系统中阻尼为零时，为常规支护系统；支护系统中阻尼大于零时，为吸能防冲支护系统。分析得出：加强支护，提高支护强度，可以大幅度减少巷道冲击载荷作用下围岩加速度和位移幅值；支护系统中加入阻尼构件有利于快速平息围岩震动，增强支护抗冲击载荷能力，提高巷道围岩稳定性。提出了高强度吸能支护防治巷道冲击地压，为冲击地压巷道安全防冲支护设计提供理论依据。

关键词：冲击地压；动力学模型；围岩支护；吸能防冲

原位十字板试验评价上海软黏土灵敏性的可靠性

高彦斌

(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 岩土及地下工程教育部重点实验室（同济大学），上海 200092)

摘 要：详细分析了上海某工程勘察数据以及相关文献资料，发现FVT试验得到的灵敏度要明显小于UCT试验结果,因而会不同程度地低估上海地区各软黏土层的灵敏度。进一步研究表明，十字板重塑方式（而不是手工重塑）是造成FVT试验得到重塑土强度过高因而灵敏度偏低的主要原因，而这两种试验采用的试验方法以及原位应力对灵敏度测试结果的影响并不大。这种现象应引起工程界的重视以便正确评价我国沿海地区广泛分布的海相沉积软黏土的结构性和灵敏性。

关键词：软黏土；灵敏度；原位十字板试验；无侧限抗压强度试验

改进CSMR法在露采矿山边坡中的应用

曹 平，刘帝旭

(中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083)

摘 要：针对传统CSMR法没有考虑露采矿山边坡出露频率快、存在周期长和边坡高度差异大对岩体质量等级的影响，引入时间影响系数，修正不连续面与坡面倾角间关系调整参数F3和坡高修正系数，提出改进CSMR法，对一般露采矿山的不同高度边坡岩体进行质量分级，提高其分级适用性。边坡实例分析表明，改进CSMR法比传统质量分级SMR法和CSMR法更加符合工程实际，运用改进CSMR法对露采矿山边坡岩体质量分级更加合理。

关键词：改进CSMR法；时间影响系数；露采矿山边坡；岩体质量分级