高混凝土面板堆石坝地震损伤机理研究

陈生水^1，2，王庭博^3，1，傅中志^1，2，魏匡民^1，2

(1. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024；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；3. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092)

摘 要：以紫坪铺面板堆石坝为例，基于堆石料的黏弹性模型和地震残余应变模型计算分析了高混凝土面板堆石坝的地震响应，并结合震害调查结果分析了高混凝土面板堆石坝的地震损伤机理。研究表明，输入地震加速度在坝顶附近和坝坡表面显著放大，呈现出显著的鞭梢效应，导致坝顶和下游坝坡上部堆石体松动滚落。地震导致大坝堆石体产生显著剪缩，坝体断面整体向内收缩，刚性混凝土面板与垫层料之间脱空，脱空后面板与垫层料之间的摩擦力大幅减小甚至消失，面板在自重和地震惯性力联合作用下向下滑动，致使面板水平施工缝发生错台，面板表面产生裂缝。地震还导致岸坡附近左右坝段堆石体向河谷中央位移，致使岸坡附近面板垂直接缝发生拉伸破坏，河床中部垂直接缝及附近混凝土面板发生挤压破坏。数值计算和震害调查结果均表明，高混凝土面板堆石坝的地震损伤现象主要与其堆石体地震残余变过大，以及堆石体与防渗系统之间变形不协调密切相关，故强震区修建高面板坝应尽可能提高堆石体压实密度，以减小坝体的地震残余变形。

关键词：高面板堆石坝；地震响应；残余变形；损伤机理

武汉绿地中心大厦大直径嵌岩桩现场试验研究

王卫东，吴江斌，聂书博

(华东建筑设计研究院有限公司地基基础与地下工程设计研究中心，上海 200002)

摘 要：武汉绿地中心大厦高636 m，基底平均压力达1500 kPa，开展了桩径为1200 mm，有效桩长25.9～33.6 m，以较硬岩（微风化砂岩）和软岩（中—微风化泥岩）为桩端持力层共4组嵌岩桩承载力静载荷试验，并对桩身轴力与变形进行了量测。试验表明：4根试桩Q–s曲线皆为缓变型，极限承载力不小于45000 kN，对应工程桩桩顶标高沉降为9.7～10.8 mm，桩端沉降为2.4～2.8 mm，桩顶沉降的90%为桩身压缩量。软岩嵌岩桩与较硬岩嵌岩桩的侧摩阻力分布曲线及承载特性存在显著差异。四根试桩的端阻比介于45.3%～58.7%。软岩嵌岩桩的实测桩端阻力大于基岩单轴抗压强度，采用桩基规范方法计算将低估其实际承载力。本工程4根试桩均表现出较好的承载与变形控制能力，静载试验结果为本工程嵌岩桩设计提供了依据，同时为武汉地区大承载力嵌岩桩实践与理论研究提供了有益参考。

关键词：嵌岩桩；静载试验；承载性状；侧摩阻力；端阻力；砂岩；泥岩

固化粉土小应变剪切模量与强度增长相关性研究

张 涛^1，2，刘松玉^1，2，蔡国军^*1，2

(1. 东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096；2. 江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室（东南大学），江苏 南京 210096)

摘 要：小应变剪切模量和无侧限抗压强度是表征固化土刚度和强度特性的两个重要参数。简要介绍了弯曲元测试技术的原理及其在试验中存在的问题，采用压电陶瓷弯曲元测试技术对水泥和木质素固化剂固化粉土试样在不同养护龄期下的小应变剪切模量进行了测试，同时对相应龄期下试样进行了常规无侧限抗压强度试验，通过引入归一化参数G₂₈和UCS₂₈对不同固化土的小应变剪切模量和无侧限抗压强度之间的相关关系进行分析，提出了固化土刚度与强度的相关性模型，可为地基处理中固化土的无损测试与加固效果评价提供新的方法。结果表明，水泥、木质素固化粉土的小应变剪切模量随养护龄期增加而增加，养护龄期28 d内增长显著，28 d后增长趋于平稳；相同类型固化土不论固化剂掺量多少，其小应变剪切模量随养护时间的发展在本质上是相同的；固化土归一化无侧限抗压强度表现出与小应变剪切模量相似的发展趋势；提出的固化土归一化模型可作为一种土体强度无损检测的新方法。

关键词：粉土；小应变剪切模量；无侧限抗压强度；弯曲元；归一化参数

软土循环扭剪应力应变响应的弹塑性分析

王建华^1，2，程星磊^1，2

(1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072；2. 天津大学岩土工程研究所，天津 300072)

摘 要：为了分析笔者提出的增量弹塑性模型对描述一般应力状态土单元循环应力应变响应的适用性，进行了软土不排水循环三轴压缩试验与无初始轴向偏应力的循环扭剪试验，得到了两种应力状态土单元的循环应力应变响应。进而依据循环三轴压缩试验结果确定模型参数，再利用模型预测软黏土循环扭剪试验土单元的应力应变响应，并与试验结果进行对比分析。结果表明，预测出的无轴向静偏应力作用的循环扭剪土单元环向剪应力应变滞回曲线与试验结果相比偏小，但是总变化趋势与试验结果较为一致；预测出的循环扭剪土单元环向累积剪应变随循环次数的变化与试验结果基本一致。研究工作表明，该增量弹塑性模型能够较好描述不同应力状态土单元的不排水循环应力应变响应，特别是循环累积应变响应。

关键词：软黏土；弹塑性模型；动本构关系；循环扭剪试验；循环累积应变

超长沉管隧道纵向地震响应频域分析方法

刘鸿哲^1，2，黄茂松^*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：中国目前还没有专门的沉管隧道抗震规范，且以往的地震响应分析方法考虑的因素不够全面，比如通常忽略隧道惯性的影响、不能考虑复杂地基条件、不能考虑沉管底部非一致地震激励以及不能考虑土体动刚度系数和阻尼系数的外部激励频率相关性等。基于此考虑，在借鉴日本水下隧道抗震设计规范所推荐方法（响应位移法）的基础上，利用Winkler地基梁理论和快速Fourier变换技术，建立了动力Winkler地基梁频域分析方法。最后，分别采用响应位移法和本文所提之分析方法对港珠澳大桥海底沉管隧道工程进行了纵向地震响应计算，对两种计算方法作了讨论和评价，并提出了一些对港珠澳沉管隧道工程抗震设计具有参考价值的结论和建议。

关键词：沉管隧道；地震反应；动弹簧刚度；阻尼系数；频域

可液化地基中单桩基础的三维数值分析方法及应用

王 睿^1，2，张建民^1，2

(1. 清华大学岩土工程研究所，北京 100084；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)

摘 要：在砂土液化大变形物理机制的基础上，建立了三维的砂土液化大变形统一本构模型，该本构模型能够实现对不同状态砂土单调和循环加载以及液化前后力学行为的统一描述。利用这一本构模型，在OpenSees有限元平台上发展了针对可液化地基中桩基础震动的三维弹塑性有限元动力时程分析方法。在有限元分析中，土体采用u–p格式流体固体耦合立方体单元模拟，桩基础采用立方体实体单元模拟。利用本文建立的本构模型和相应分析方法，对水平可液化地基中单桩基础，以及发生侧向流动的倾斜地基中单桩基础的离心机振动台试验进行了三维有限元数值模拟。模拟结果验证了数值方法在模拟地基和桩基础震动响应方面的有效性。

关键词：液化地基；本构模型；单桩基础；离心机振动台试验；有限元数值模拟
基于两相介质理论之土层弹塑性大变形地震反应分析

李永强^1，2，景立平¹，单振东¹，张 锋²

(1. 中国地震局工程力学研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；2. 日本国立名古屋工业大学都市社会工学科，

日本 名古屋 466-8555)

摘 要：基于土–水两相混合体完全耦合场方程及土体静–动统一本构，构建了新型普适性土层弹塑性大变形地震反应分析方法。考虑强震中土体大变形动力特性描述的困难，基于客观性张量推导，给出了严格的土–水两相混合体平衡方程式和连续方程式，分别进行空间和时间离散，编制了显式有限元–有限差分程序。通过超固结、结构性和应力诱导各向异性状态变量的引入，建立了物理意义明确的土体静–动统一本构，能够合理的表征土体的各类力学特性。数值计算中采用转换应力法，实现了试验应力状态向一般应力状态的拓展，满足复杂三维地层的动力计算需求。通过局部透射人工边界的设置，形成了辐射边界条件，构建了完备的土层反应程序。将分析结果与等效线性化方法和单相介质时域非线性分析结果进行对比，指出饱水砂土层的存在对地震波传播和地表地震动反应特性的影响。

关键词：两相介质；非线性动力响应；有限元；透射边界

考虑波流联合作用的大直径钢管桩自由站立稳定性分析

周 龙¹，刘 润^1，2，张金凤¹，郭绍曾¹

（1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072；2. 港口岩土工程技术交通行业重点实验室，

天津 300222）

摘 要：随着海洋工程建设水深的不断增加，导管架平台的钢管桩基础呈现出大直径、深贯入的特点。桩基承载力的提高导致了打桩施工难度的增长，不仅要求具有更大锤击能量的打桩设备，而且对打桩全过程的安全控制提出了更高的要求。桩的自由站立稳定性是打桩分析的第一个重要环节。针对置锤荷载的瞬态性特征，以钢管桩自由站立稳定性的静力分析方法为基础，提出了采用动力算法考虑作用于钢管桩上的波浪力和海流力，建立了钢管桩自由站立稳定性分析的动力模拟方法。研究表明，由于API规范法考虑的是荷载长期作用效果，与钢管桩置锤瞬间的瞬态过程不符，用该方法验算桩的自由站立稳定性偏于保守；动力法分析与API规范的计算结果对比表明，规范中的强度折减系数用于验算桩基自由站立稳定性时可以放大1.5倍。

关键词：大直径钢管桩；自由站立；波流联合作用；稳定性；强度折减系数

基于原位测试指标的砂土时间效应定量表征初步研究

周燕国^1，2，丁海军^1，2，陈云敏^1，2，黄 博^1，2

(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. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058)

摘 要：时间效应对土体抗液化强度有显著影响，其定量表征是砂土地震液化判别的研究难点之一。基于土体小应变剪切模量G_max和静力触探锥尖阻力q_c的经验表达式，对土体密实度和有效应力作归一化处理，提出了砂土时间效应的表征指标AI。该表征指标在数学上表达为小应变剪切模量与大应变静力触探锥尖阻力的结构性参数的比值函数。通过分析已有室内试验数据发现重塑砂土具有稳定的AI值，而对现场数据的分析则揭示了砂土沉积年代越久、AI值越大的整体趋势。该表征指标能揭示土体力学特性随时间的演变规律却不含时间变量，因此是一个“表观时间”参数，为进一步研究时间效应对砂土抗液化强度的影响规律提供了基础。

关键词：砂土液化；时间效应；小应变剪切模量；静力触探测试；表征

考虑流固耦合作用的高土石坝动力分析

吴永康，王翔南，董威信，于玉贞^*

(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)

摘 要：在土石坝施工、蓄水和遭遇地震时，流固耦合作用对土石坝的静动力响应有重要影响，应在计算分析中有所考虑。以糯扎渡高心墙堆石坝为例，选用莫尔–库仑弹塑性模型来描述坝料的力学性质，并采用流固耦合的方法对该坝进行了静动力分析。静力分析中模拟了大坝施工和蓄水过程，然后基于静力分析得到的初始应力场，采用完全耦合的非线性方法研究了大坝的地震动力响应。该分析方法能够更为合理准确地描述土石坝在地震动作用下残余变形的发展及超静孔压的累积和消散过程。计算结果表明：超静孔隙水压力随地震过程逐渐累积，最大值出现在心墙的底部；由于鞭梢效应，加速度放大系数在坝顶处达到最大；水平和竖直方向的永久变形同样都是在坝顶处达到最大值。

关键词：流固耦合；土石坝；动力分析；初始应力场；施工；蓄水

近场地震动峰值加速度及频谱衰减特性研究

贺秋梅¹，李小军^1,2，董 娣³，李亚琦¹，杨 宇⁴

(1. 中国地震局地球物理研究所，北京 100081；2. 北京工业大学建筑工程学院，北京 100124；3. 重庆市地震局，重庆 401147；4. 环境保护部核与辐射安全中心，北京 100082)

摘 要：计算分析了333组震中距小于40 km的欧洲及其毗邻地区的近场强震动记录的峰值加速度和3种频谱周期参数，采用回归分析方法，探讨了场地类别、震级、震中距等因素对近场地震动特性的影响特征，并统计给出了不同类别场地和震级档的近场地震动峰值加速度和频谱周期的衰减关系。结果表明：震中距是影响近场强震动峰值加速度和频谱特性的重要因素，随着震中距的增大近场强震动峰值加速度逐渐减小；特征周期参数基本上满足随着震中距增大而增大的趋势，且场地越软这一趋势越明显；因为近场地震动的复杂性，场地类别和震级对峰值加速度和特征周期有一定的影响，但具有不确定性。竖向与水平向地震动的加速度峰值比均值为0.60，但约有1/3的强地震动记录加速度峰值比大于2/3；竖向地震动的特征周期约为水平向地震动的0.8倍，且场地越软该值越小。

关键词：近场；峰值加速度；特征周期；竖向地震动

砂土循环累积变形规律与显式计算模型研究

王 磊^1，2，朱 斌^1，2，来向华³

(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. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058；

3. 国家海洋局第二海洋研究所，浙江 杭州 310058)

摘 要：海洋基础在上部结构风和波浪等长期循环荷载的作用下产生累积变形，易影响海上风电机组等构筑物的正常服役性能，其本质是基础周边土体的循环累积变形问题。针对该问题，开展了一系列饱和砂土在排水条件下的循环剪切三轴试验，研究了动应力比、初始密实度、初始平均应力和初始静应力比等土性和应力参数对循环累积变形的影响，发现随动应力比、初始平均应力和初始静应力比的增大及初始密实度的减小，饱和砂土的轴向循环累积应变增大。从试验数据分析来看砂土轴向循环累积应变和循环次数之间近似存在双对数线性关系。将砂土轴向循环累积应变与第一次循环轴向应变归一化能消除上述土性和应力参数的影响，进而分析了第一次循环轴向应变与土性和应力参数之间的关系，通过引入与密实度相关的砂土抗剪强度计算表达式，建立了饱和砂土在排水条件下的循环累积变形显式计算模型，适合海洋基础长期循环累积变形分析。

关键词：砂土；三轴试验；排水条件；循环累积变形；模型

透明岩体相似物理模拟试验新方法研究

李元海^1，2，林志斌³

（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；3. 河南理工大学土木工程学院，河南 焦作 454000)

摘 要：在传统岩土工程模型试验中，物理模型通常由不透明材料制备而成，变形的直接观测仅限于模型表面，而模型内部变形只能通过局部的、间接的方法进行有限观测，致使全面细致的岩体变形破裂过程及其复杂力学行为研究受到很大局限。借鉴已有一定研究基础的透明土试验的思路与方法，以软岩相似物理模拟为突破口，针对透明相似材料的透明度、强度、相似性和变形量测等几个关键难题，系统研发了透明岩体模型的制作方法、试验加载系统、数字散斑照相量测等关键技术。通过透明岩体基本物理力学实验和相似物理模型试验研究，①提出了透明岩体试样的制备方法，获得了试样透明度较为理想的硅粉、液体石蜡以及正十三烷的配比参数，研制了一种适合模拟软岩物理力学性质与变形破裂特征的透明相似物理试验材料。②通过透明岩体试样内置人工测点和散斑面，分别采用激光切面和白光照射，提出了两种较为有效的透明岩体内部变形的数字照相观测方法。③建立了透明岩体相似物理模拟试验新方法，包括透明岩体组成材料的选择、试样制作的材料配比、制作过程要素控制、模型内测点和散斑面设置、数字照相量测以及配套加载物理试验系统等。

关键词：透明土；透明岩体；数字照相量测；相似模拟；模型试验

地震荷载等效循环周数的预测模型

高广运¹，石 超¹，陈青生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. 新加坡国立大学土木与环境工程系，新加坡 117576)

摘 要：荷载等效循环周数的计算在分析地震动力响应中有重要作用。目前等效循环周数的计算方法大多是建立在累计损伤理论的基础上，这些方法一般需要已知地震时程曲线，而预测分析时并不知道实际的地震时程曲线，且等效转换处理较麻烦。为了解决以上问题，统计了涵盖不同震中距级别和震级级别的296条水平地震记录，计算出作用于相对密实度为45%的砂土的等效循环周数。基于统计分析的非线性混合效应模型，建立了单向及双向地震荷载等效循环周数与震级和震中距之间的预测模型。采用回归分析中常用的值检验法及残差分布方法对预测模型进行检验，结果表明预测误差在合理范围内。通过实测值与预测值比较，证明了预测模型在统计意义上的可行性与准确性。

关键词：等效循环周数；混合效应模型；地震荷载；非线性回归分析

特厚煤层冲击地压重复发生的机理研究

杨伟利¹，姜福兴¹，杨 鹏^2，1，朱权洁，魏全德¹，王存文¹

（1. 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083；2. 北京联合大学北京市信息服务工程重点实验室，北京 100101）

摘 要：以现场同一区域重复发生冲击地压为工程背景，通过理论分析、现场监测、数值模拟等方法研究冲击地压重复发生机理，得出如下结论：①特厚煤层重复冲击区域存在应力恢复现象，而力源作用下的特厚煤层的扩容是导致应力恢复的主要原因；②重复冲击是冲击体受到的冲击力与阻抗力多次搏弈的结果，煤体由完整状态向碎裂状态过渡过程中满足冲击力大于阻抗力的条件而发生多次冲击，直至煤体进入碎裂状态；③通过消除力源、阻止应力恢复可防止冲击地压重复发生。研究结果对防治特厚煤层冲击地压具有重要意义。

关键词：特厚煤层；冲击地压；重复冲击；应力恢复；力源

基于弹性波理论的土石混填地基压实质量评价研究

张献民¹，吕耀志²，董 倩^1，3，张宇辉¹

(1. 中国民航大学机场学院，天津 300300；2. 天津市市政工程设计研究院，天津 300201；3. 天津大学建筑工程学院，天津 300072)

摘 要：为了准确、高效地评价土石混填地基的压实质量，提出了一种基于弹性波理论的压实质量评价新方法。通过理论与试验分析，建立了土石混合料的剪切波速模型，实现了由土石混合料宏观剪切波速推定出其中石料间细粒土的压实度，并以此来表征混合料整体压实质量。通过室内大型振动压实试验，得到在不同含石量与含水率时，混合料中细粒土所能达到的最大干密度（或压实度），以此作为土石混合料表征压实度评价的参考标准。研究了土石混合料剪切波速与瑞雷面波波速的关系，使得利用现场瞬态面波测试所得到的频散曲线来反演计算剪切波速成为可能。最后通过对某机场跑道填筑工程土石混填地基压实质量的评价，验证了评价方法的可行性。

关键词：土石混合料；压实质量；剪切波速；瑞雷面波；无损检测

紫坪铺大坝下游坝坡震后抗震加固措施大型振动台模型试验研究

杨正权^1，2，赵剑明^1，2，刘小生^1，2，周国斌³，刘启旺^1，2

(1. 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038；2. 中国水利水电科学研究院，北京 100048；

3. 广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510635)

摘 要：紫坪铺水库面板堆石坝坝顶区下游干砌石护坡在汶川地震中遭到了较严重的震损破坏，是大坝震后抗震加固处理的重点环节。综合考虑已有高土石坝坝坡抗震加固措施在大坝震后加固中的适用性，并参考浆砌石护坡在强震中表现出的良好抗震性能，浆砌石护坡成为了紫坪铺大坝下游坝坡震后抗震加固的重要选择。针对紫坪铺大坝坝坡震后抗震加固工程，进行堆石坝坝顶区坝坡抗震加固措施（干砌石护坡和浆砌石护坡）大型振动台模型试验，研究砌石护坡的抗震加固机理并验证其抗震加固效果；同时，结合大坝地震动力反应计算和大坝振动台模型试验的研究成果，确定了大坝坝顶区浆砌石护坡的加固范围。研究表明：浆砌石护坡在强震中具有良好的整体性，干砌石护坡在强震中的局部碎、块石滑移导致护坡整体渐进破坏，浆砌石护坡对堆石坝坡的保护作用明显优于干砌石护坡；紫坪铺大坝下游坝坡震后浆砌石护坡加固范围取为3/4坝高以上坝顶区坝坡较为合理。

关键词：紫坪铺大坝；抗震加固措施；干砌石护坡；浆砌石护坡；加固机理；加固效果

长期交通荷载作用下路基沉降的实用计算方法

张幸幸^1，2，张建民¹，温彦锋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. 流域水循环模拟与调控国家重点实验室

(中国水利水电科学研究院)，北京 100038)

摘 要：目前尚没有方法能很好地预测长期不规则交通荷载引起的路基沉降变形。土在长周次微小振幅荷载作用下产生塑性变形的机理尚不清楚，现有弹塑性理论也很难描述这种变形。基于等价黏弹塑性模型的理论，提出了一个实用的预测长期交通荷载作用下路基沉降的计算方法。等价黏弹塑性模型由两部分组成：一部分为黏弹性模型，用于计算地基的动力响应，采用了Ramberg–Osgood动剪切模量公式和Hardin- Drnevich阻尼比公式；另一部分为计算残余应变的经验公式。根据动三轴试验所揭示的无黏性土在长周次循环荷载作用下的变形特点，以及移动荷载作用下路基土单元动应力过程的特点，建立了本模型中计算残余应变的经验公式。在得到各单元的残余应变后，可结合有限元方法计算得到路基的沉降。

关键词：黏弹性模型；路基；沉降；交通荷载；有限元法

爆破场地黄土震陷空间分布特征研究

徐舜华^1，2，孙军杰^1，2，王兰民^1，2

(1. 中国地震局甘肃省黄土地震工程重点实验室，甘肃 兰州 730000；2. 中国地震局兰州地震研究所，甘肃 兰州 730000)

摘 要：黄土震陷是广大黄土地区在进行工程建设时避免不了的一种主要地震灾害。许多年来，黄土震陷研究是以室内试验为主要手段，天然地震黄土震陷现象的例证与现场试验的研究较为罕见。在典型震陷性黄土场地通过爆破方法模拟实际地震动的现场试验能够直观地了解黄土震陷发生的真实过程和分布特征和影响因素。试验结果表明，较强的地震动可以诱发黄土震陷的发生；场地内黄土震陷的最大量值可达33 mm，最小值约为13 mm；通过分析场地内黄土震陷分布特征和地震动强度分布特征可知，地震动强度与频谱H/V值是影响黄土震陷的决定性因素，地形也对震陷分布具有一定的影响；因为离爆破点较近，场地下部土层沉降贡献率大于上部土层。

关键词：黄土；震陷；爆破；空间分布特征；地震动强度

地震基岩面的选取对深厚场地地表地震动参数的影响

朱 姣^1，2，陈国兴^*1，2，许汉刚^3，2

（1. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009；2. 江苏省土木工程防震技术研究中心，江苏 南京 210009；

3. 江苏省地震局，江苏 南京 210014）

摘 要：地震基岩面的选取对场地设计地震动参数取值的合理性有重要影响。以苏州城区的钻孔剖面为研究对象，选取剪切波速介于400～800 m/s的9个土层顶面作为地震基岩面，采用等效线性方法考虑土的非线性特性，采用一维波传法分析地震基岩面的选取对地表地震动特性的影响。结果表明：①地表峰值加速度PGA随地震基岩面剪切波速的增大而增大，PGA的增大幅度随输入地震动强度的增大而减小；②地表加速度反应谱放大系数谱谱值也随地震基岩面土层剪切波速的增大而增大，且谱谱值随输入地震动强度的增大而减小；对于中强地震的近场地震动作用，基岩面深度对周期小于1.0 s的谱谱值的影响较大；而对于特大地震的远场地震动作用，基岩面深度对周期小于4.0 s的谱谱值均有较大影响；③远场地震动作用时的谱谱值明显大于近场地震动作用的谱谱值；④取剪切波速不小于700 m/s的土层顶面为地震基岩面较为适宜。

关键词：地震基岩面；深厚场地；等效线性化方法；一维波传法；地表峰值加速度；地表加速度反应谱放大系数

冲击荷载作用下有碎石保护结构的海底管线

DEM-FEM联合分析研究

邱长林，王 菁，闫澍旺

(天津大学建筑工程学院岩土所，300072 天津)

摘 要：海上平台落物或抛锚对海底的撞击会对海底管线造成一定的损害。通常的防护措施是在管线的上部铺设碎石层形成碎石保护结构，从而耗散部分冲击能量。为了分析该保护结构的防护性能，运用离散元–有限元联合分析的方法，建立冲击荷载作用下有碎石保护结构的海底管线反应分析方法。在该方法中，离散元用于模拟碎石结构，有限元用于模拟其它的连续体。离散元单元和有限元单元通过在它们之间设置接触面的方式进行相互作用。计算得到的碎石保护结构对冲击能量的吸收结果与挪威海洋工程规范中建议的公式一致，且计算得到的海底管线变形规律与模型试验的结果相符。这些结果验证了该方法在评价碎石保护结构下海底管线安全性能方面的适用性。

关键词：碎石保护结构；冲击荷载；离散元–有限元联合分析；海底管线

砂砾土抗液化强度的小型土箱振动台试验研究

王炳辉^1，2，陈国兴^*2，孙 田²，李小军^3,2

（1. 江苏科技大学土木工程与建筑学院，江苏 镇江 212003；2. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009；

3. 中国地震局地球物理研究所，北京 100081）

摘 要：近来数次大地震中出现大量的砂砾土液化震害，饱和砂砾土的地震液化问题越来越引起重视。针对砂砾土的抗液化强度问题，开展了4种砾含量、3种相对密度情况下，饱和砂砾土的小型土箱振动台试验研究。为获得较为合理的抗液化强度结果修正了由加速度计倾斜产生的加速度时程漂移，并描述了土体中加速度和动孔压发展特性。饱和砂砾土的抗液化强度结果显示：含砾量和相对密度对饱和砂砾土的抗液化强度均有明显影响。饱和砂砾土的抗液化强度随着含砾量和相对密度的增加明显增大，增大的趋势越来越明显，且明显高于相近相对密度的饱和砂土的抗液化强度。

关键词：砂砾土；抗液化强度；振动台试验；含砾量；相对密度

砂土中锚板拉拔模型试验及其抗拔力计算

郝冬雪¹，符胜男¹，陈 榕^*1，张永建²，侯立群¹

(1. 东北电力大学建筑工程学院，吉林 吉林132012；2. 海南省电力设计研究院，海南 海口 570203)

摘 要：锚板基础因其具有良好的抗拔特性而广泛应用于各类岩土工程问题中。在不同密实程度砂土中采用不同几何形状的锚板进行小比尺拉拔模型试验，分析锚板型式及尺寸对上拔承载特性的影响。试验结果表明，相同直径和埋深比的螺旋锚与平板锚上拔承载特性无明显差别；相同埋深比时，直径为50 mm的锚板上拔承载力系数略小于直径为20 mm锚板的上拔承载力系数，而其上拔破坏位移比明显高于小直径锚板。进一步根据破坏位移比与埋深比关系曲线确定中密及密砂中浅、深破坏模式的临界埋深比，同时结合已有试验结果假设两种破坏模式的滑裂面，利用极限平衡分析推导并给出两种破坏模式下上拔承载力公式；通过与41个拉拔试验数据进行比较，验证了所提理论公式的适用性及准确性。

关键词：锚板型式；上拔承载特性；浅及深破坏模式；极限平衡分析；理论公式

砂质海床中锚板基础水平振动动力特性研究

贺 瑞¹，王立忠^*2

(1. 河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏 南京 210098；2. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058)

摘 要：基于埋置在耦合海水–海床半空间中刚性、无重量圆盘基础的水平振动动力阻抗^[1]，简单讨论了海洋工程中常用的承受竖向拉力的、有自重的锚板基础在水平波浪动荷载下的振动情况。给出了计算深埋锚板基础在发生共振时的共振频率和放大系数的简化计算公式。最后通过采用实际的海床砂土参数及锚板参数，得出了只要锚板的厚径比满足一定的要求，深埋锚板基础一般不会发生共振的结论。对于真实的深埋锚板基础，这个厚径比要求一般是较容易满足的。此外，锚板水平位移对低频海洋波浪水平荷载的频率变化并不敏感，最大水平位移发生在频率为0即静载情况下。本文结论对于理解海洋工程中锚板基础在水平波浪荷载作用下的振动特性有所帮助。

关键词：海水–海床半空间；深埋锚板基础；水平振动

基于汶川地震震害经验的土石坝抗震设计规范修编

刘小生^1，2，赵剑明^1，2，杨玉生^1，2，王钟宁^1，2，杨正权^1，2，刘启旺^1，2，陈 宁^1，2

(1. 流域水循环模拟与调控国家重点实验室（中国水利水电科学研究院），北京，100048；2. 水利部水工程抗震与应急支持工程技术研究中心，北京 100048）

摘 要：基于汶川等地震震害、地震响应、震害机理、安全评价等方面的研究成果，主要从4个方面论述了《水工建筑物抗震设计规范》修编中有关地基和土石坝抗震设计的进展。①抗震设防标准及基本原则：调整了抗震设计标准和设计地震的确定方法；对特别重要工程按最大可信地震校核不发生库水失控下泄灾变安全裕度；一定情况下设计地震反应谱的确定需要考虑地震近场效应、上盘效应及频谱不平稳性等；对抗震甲类工程抗震设计需制定防震减灾应急预案；规定了土石坝地震反应谱，取加速度最大反应谱值=1.60，对应的阻尼比为20%。②场地与地基：调整了工程建设场地分类方法，场地土类型由4类调整为5类，场地类别划分更为详细；对标贯击数判别液化方法中的液化临界标贯击数计算公式进行了调整，并修订了考虑上覆有效应力影响的标贯击数校正公式。③土石坝抗震计算与安全评价：扩充了抗震计算的内容要求，规定抗震计算包括抗震稳定计算、永久变形计算、防渗体安全评价和液化可能性判别等内容；扩大了要求采用动力法进行地震作用效应分析和安全性评价的范围，规定对设计烈度Ⅶ度且坝高150 m以上，设计烈度Ⅷ、Ⅸ度且坝高70 m以上，地基中存在可液化土层等3种情况，应同时进行基于有限元法的动力分析，对覆盖层厚度超过40 m的土石坝宜进行动力分析；补充了对土石坝地震作用效应进行动力分析的原则要求，包括本构模型选取、计算参数确定、残余变形计算、稳定分析要求等；补充规定了根据动力法成果对土石坝的抗震安全性进行综合评价的原则要求。④面板堆石坝抗震工程措施：主要根据紫坪铺大坝设计、建设及震害经验，增加了针对面板堆石坝的抗震工程措施，包括坝体地震变形控制、坝顶及其附近坝坡防护、面板及垂直缝抗挤压、水平施工缝抗错台及接缝细部构造设计等。

关键词：汶川地震；震害经验；规范修编；土石坝；抗震计算；抗震措施

黄土动力学研究进展与前缘科学问题

田文通¹，孙军杰^1，2，3，王兰民^1，2，3，徐舜华^1，2，3，刘 琨^1，2，3，孙 昱¹

（1. 中国地震局兰州地震研究所，甘肃 兰州 730000；2. 中国地震局甘肃省黄土地震工程重点试验室，甘肃 兰州 730000；3. 甘肃省岩土防灾工程技术研究中心，甘肃 兰州 730000）

摘 要：通过分析黄土动力学的研究进展，概括已有研究的切入点和存在的问题，结合黄土动力学向定量化和理论化发展的需求，提出关键的前缘科学问题。分析结果表明，饱和黄土液化与非饱和黄土震陷的客观存在性和危害性不容质疑；现有的相关工作，基本以动三轴试验为基础，研究切入点集中于土体物性参量、微观结构特征和动荷载类型等因素的影响分析之上，在引入黄土动力问题的物理过程和力学机制方面普遍欠缺，定量化乃至理论化仍嫌偏弱。未来的研究中，定量描述动荷载的加载效应、基于固水气微观作用的黄土动力响应机制、黄土固相动力响应与其宏观强度的定量关系、地震与降雨对黄土体动力响应的耦合影响、黄土体动力灾害风险的概率性评价等，应是值得关注的科学问题。

关键词：黄土动力学；震陷；液化；地震滑坡

人工土山的地震永久变形分析

李 明，辛鸿博

（中冶建筑研究总院有限公司，北京 100088）

摘 要：人工土山的地震稳定性评价是其设计与建造过程中的关键问题之一，目前还没有得到很好地解决。采用等效黏弹性分析理论和Newmark滑块位移法对土山的地震永久位移进行研究，分析了不同高度、坡度和地震动条件下人工土山的地震永久位移。发现当坡度较缓时，山坡最大位移滑块和拟静力法的最危险滑块不论是所处位置还是大小均有较明显差别。最后，根据土山最大地震永久位移量和屈服加速度的关系，提出利用屈服加速度估算人工土山地震永久位移的简便计算方法。

关键词：人工土山；屈服加速度；地震反应；Newmark滑块位移法；永久位移