天津滨海吹填泥浆的自重沉降固结特性研究

张先伟^1，3，杨爱武^1，2，孔令伟³，周 奇³，王 韬^1，2

（1. 天津市软土特性与工程环境重点实验室，天津 300381；2.天津城建大学土木工程系，天津 300381；

3. 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）

摘 要：以天津滨海新区吹填泥浆为研究对象，对初始含水率w₀=200%～2000%的泥浆开展长达100 d的自然沉降模型试验，研究吹填泥浆的自重沉降固结规律与形成土的微观结构特性，据此提出吹填工程设计的控制指标，为吹填工程的设计与施工提供可靠的技术支撑。结果表明，天津吹填泥浆的沉降类型主要是沉积沉降和固结沉降，沉积沉降过程分为絮凝阶段、阻碍沉降阶段、自重固结阶段。含水率临界值（或土的形成含水率）w₀^*=400%，且w₀^*与液限w_L具有较好的线性关系。初始含水率w₀≤w₀^*，发生固结沉降，沉降量可以用一维固结理论计算；w₀>w₀^*，发生沉积沉降，沉降量可以用沉积规律计算。土的形成孔隙比e₀^*=10.92；沉降稳定时间T_c可用T_c=159(w_0/ w_L)^-1计算；稳定孔隙比e_c可由分段公式计算，e_c=0.08+5.4（e₀≥13.65），e_c=0.4+1.03（e₀<13.65）；絮凝屈服应力P_s=0.3 kPa，界限孔隙比e_s=6.4。研究还表明，泥浆沉降过程其实是絮凝屈服应力与有效应力相互影响的过程，进而产生不同的沉降特征；吹填形成土在平行于沉降方向为絮凝结构，而垂直沉降方向呈堆叠结构。

关键词：吹填泥浆；自重沉降固结；孔隙比；含水率；时间

致密岩石气体渗流滑脱效应试验研究

王环玲¹，徐卫亚²，巢志明¹，孔 茜²

(1. 河海大学港口海岸与近海工程学院，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：由于致密结构和低的渗透率，气体在孔隙喉道小的致密岩石中流动会受到滑脱效应的影响。以湖南某试验场地致密砂岩为研究对象，对岩样进行了微观结构的SEM分析，通过一系列围压和孔隙压力作用下的砂岩气体流量和渗透率测试，研究气体在致密岩石中渗流特征，证明了致密砂岩气体流动存在滑脱效应现象，其渗流不符合Darcy定律。分析了孔压对滑脱效应的影响、滑脱效应对气测渗透率的影响以及滑脱因子与绝对渗透率的函数关系。研究结果表明，滑脱效应对气测渗透率的影响随着围压和气体孔隙压力的变化有所不同。同等围压下，孔隙压力越小，滑脱效应越明显，导致气测渗透率大于砂岩绝对渗透率。同等孔压下，当围压达到某一值后，其对滑脱效应的影响有限，同时也说明围压对岩石的压密是有限的。砂岩的平均气体孔隙压力与气测渗透率关系更加符合二次项曲线方程。计算获得的克努森数K_n说明了在相对高的围压和低的孔隙压力条件下，气体渗流过程位于滑脱流和过渡流之间，传统的N-S方程可能不再适用，应用Knudsen扩散方程更加合理，特别是当克努森数K_n比较高时。

关键词：致密砂岩；气体渗透率；滑脱效应；试验研究；克努森数

金川水电站地下厂房裂隙围岩渗控效应数值模拟与评价

孙超伟¹，柴军瑞^1，2，许增光¹，覃 源¹

（1. 西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室，陕西西安710048；2. 三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌 443002）

摘 要：针对金川水电站工程区复杂的地质条件和渗控措施，分别建立基于排水孔等效模拟的坝基整体模型和基于密集排水孔“弃孔算法”精细模拟的左岸厂区子模型，采用Signorini型变分不等式和自适应罚函数相结合的稳定渗流分析方法对厂区围岩的长期渗控效应进行论证和敏感性分析。在数值模拟中，为了克服传统分析所采用的均质各向同性渗透系数不能反映裂隙岩体渗透特性的不足，首先根据两岸和坝基岩体优势裂隙组的空间展布情况，基于统计学方法初步确定其渗透系数张量并获得主值及主方向，再根据钻孔压水试验资料确定的等效渗透系数对其进行修正，并通过坝址区的地下水位反分析对该方法进行了验证。结果表明，运行期工况下防渗排水系统对山体地下水位具有控制作用，主变洞和发电机层底板处于自由面之上，厂房和调压室底板稍有承压性。帷幕的渗透特性、辅助排水孔幕以及排水孔间距对渗流场分布影响很小但能显著减小厂房洞室及排水廊道的渗漏量，因此应保证防渗帷幕的施工质量并建议设置辅助排水孔幕，建议中层廊道以下的排水孔间距设为3 m，中层廊道以上的排水孔间距放宽到4.5 m。

关键词：水利工程；金川水电站；地下厂房；渗流分析；裂隙岩体；密集排水孔；数值模拟

寒区路基遮阳的热流平衡模型及其应用

谭康豪^1，2，覃英宏^1，2

(1. 广西大学土木建筑工程学院，广西 南宁 530004；2. 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西 南宁 530004)

摘 要：在路肩上铺设遮阳板是冷却多年冻土路基的一种重要工程措施，遮阳板上下表面及路肩的热流量控制其降温效果，但现有的研究大多分析实地遮阳板的降温效果以及遮阳板的设计参数。基于能量平衡原理，构建遮阳板与路肩的热流平衡理论模型并利用实测数据验证模型的准确性。经过对模型参数敏感性分析发现：减小遮阳板下表面热辐射系数可以有效地降低遮阳板到路肩表面的长波辐射量，从而降低路面温度。而增大遮阳板下表面的风速对减少路肩热吸收量的贡献很小。因此，减小板下表面的热辐射系数同时将遮阳板尽可能安设在接近路基表面的位置，此举既可以有效冷却路基又可以尽量避免遮阳板遭受风力破坏，有利于一步推广遮阳板的使用。

关键词：寒区路基；遮阳板；多年冻土；热辐射系数；净长波辐射

考虑主应力偏转的土体浅埋隧道支护压力研究

汪丁建，唐辉明^*，李长冬，李 纯，林成远

（中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074）

摘 要：传统方法计算浅埋隧道支护压力时，未考虑上覆土体主应力偏转过程，与实际情况不符且计算结果不准确。为真实分析和计算浅埋隧道支护压力，以砂土为研究对象，首先概括浅埋隧道围岩破坏模式，在此基础上分析隧道上覆土体主应力偏转过程和应力状态，得到水平微分土层平均竖向压力与侧向压力和层间平均剪切力的定量关系，进而建立水平微分土层受力平衡方程求解上覆土体竖向压力。最后以隧道侧面滑移土体为对象，通过受力平衡方程求解获得支护压力表达式。新方法考虑了上覆土体主应力真实偏转过程，较传统方法更符合实际，研究结果表明：距离隧道顶部中心线越远，水平正应力与大主应力比值越小；随着土体内摩擦角的增大，竖直正应力与大主应力比值呈现先减小后增大的规律。与模型试验结果对比表明：当隧道埋深较浅时，新方法计算所得支护压力与模型试验结果高度吻合，优于不考虑主应力偏转方法计算结果和半经验性的Terzaghi方法计算结果，从而验证了该方法的有效性，可为浅埋隧道支护设计提供一定理论依据。

关键词：浅埋隧道；土压力；主应力偏转；极限平衡法；破坏过程

考虑桩间水平土拱效应的边坡桩间墙组合结构受力计算方法

赵晓彦¹，吴 兵^{1, 2}，李登峰¹，蒋楚生³，李玉龙⁴，肖世国¹

(1. 西南交通大学地质工程系，四川 成都 610031；2. 四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，四川 成都 610017；

3. 中铁二院土建三院，四川 成都 610031；4. 中铁七局，陕西 西安 753200)

摘 要：抗滑桩桩间水平土拱效应目前主要用于确定桩间距，在桩间组合结构的受力计算中应用较少。如桩间墙，设计者多按设桩处的剩余下滑力计算桩上荷载，采取将土压力或剩余下滑力折减，或将土体参数提高的方法估算墙上荷载，未充分考虑桩间水平土拱的影响。首先理论分析了桩间水平土拱对桩间墙组合结构受力的影响，认为在桩间水平土拱影响下，抗滑桩的受力应为土拱拱顶处的剩余下滑力；挡土墙的受力应为拱前土体产生的主动土压力或剩余下滑力。在此基础上，推导了考虑土拱效应时该组合结构中抗滑桩和挡土墙的受力计算方法。以某实际铁路堑坡为例，通过计算考虑桩间水平土拱效应的桩间墙受力分配，说明了桩间水平土拱效应对桩间墙组合结构受力的影响。

关键词：抗滑桩；水平土拱效应；挡土墙；受力计算方法

改进一步法模型及TDR自适应方法研究

赵 云^1，2，凌道盛^*1，2，王云龙^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. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058)

摘 要：建立土体含水率和干密度与电磁参数间的经验模型是TDR技术在岩土工程中应用的关键。在原一步法模型基础上，分别建立了土体含水率、干密度与土体介电常数等电磁参数间新的经验关系模型，实现了干密度和含水率的解耦计算。分析了击实功、孔隙水电导率、温度等因素对新经验公式的影响。通过标定后，新经验公式计算的干密度相对偏差在±5%以内，含水率偏差在±0.02 g.g^-1以内。同时，提出了一种TDR自适应方法，可在现场无标定条件下实现土体干密度和含水率的快速高效测定。

关键词：干密度；含水率；经验公式；TDR；自适应

双层非均质地基中单桩受扭弹塑性分析

邹新军¹，赵灵杰¹，徐洞斌^1,2，赵明华¹

（1. 湖南大学土木工程学院，湖南 长沙 410082；2. 建发房地产集团有限公司，福建 厦门 361008）

摘 要：为探讨双层非均质地基中单桩的受扭承载特性，基于单层土体剪切模量呈幂函数分布的假定，考虑桩–土接触面上极限摩阻力随深度非线性变化，建立出桩顶扭矩作用下的桩身扭转控制方程，进而导得桩顶及桩身的扭矩(T)与扭转角(Φ)等解答，并将其退化为单层非均质及双层均质地基后与已有成果进行了对比验证。同时，桩顶T–Φ曲线参数分析结果表明：增加桩体剪切模量G_p有利于控制桩顶扭转角；桩径r₀增加一倍，相同扭转角下桩顶能承受的扭矩值增大4～6倍；随地面处土体剪切模量μ₁和模量分布函数中非线性系数α₁，α₂的增加，桩身受扭性能得到显著改善。此外，桩顶扭转影响因子I_Φ的对比分析表明：桩身在ζL<0.2和ζL>5.0时分别表现为刚性桩和柔性桩，且后者传至桩底的扭矩极小而可忽略；当ζL>5且上下土层顶部剪切模量比μ₁/μ₂>1时，0.2倍桩长(L)范围内的上部土层对桩身受扭性能影响较大；当ζL>10且μ₁/μ₂<1时，桩身受扭能力主要源自0.4L的表层土。

关键词：桩基础；双层非均质地基；扭矩荷载；弹塑性分析

模型试验中膜式土压力盒标定及其应用

芮 瑞，吴端正，胡 港，徐路畅，夏元友

(武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070)

摘 要：土工模型试验和现场试验中常采用膜式土压力盒作为压力测试元件，即通过测量膜的变形（挠曲）量获取压力值。膜式土压力盒作为埋入介质内部的测试元件，由于土压力盒与岩土介质的刚度差，测试中受到由差异变形导致的岩土介质土拱效应的影响，特别是模型试验的应力历史也会产生不同程度的土拱效应影响。针对桩承式路堤多陷阱门模型试验中的加卸载条件，采用相同的试验用砂在相同的相对密度条件下进行了1组加载标定和4组不同填料高度下的卸荷标定试验。结果显示，加载曲线线性较好，而卸载曲线可采用指数曲线来进行拟合。将获取的标定系数应用于桩承式路堤多陷阱门模型试验当中，发现填料填筑过程中采用砂标系数处理得到的平均土压力值与路堤自重应力较为吻合。在陷阱门下沉模拟桩间土下沉过程中，分别采用砂标加载系数和卸荷系数处理土压力数据，与实际情况能够较好的吻合。

关键词：膜式土压力盒；土拱效应；标定试验；陷阱门试验；桩承式路堤

考虑桩侧土体三维效应和地基剪切变形的隧道开挖

对邻近桩基影响分析

张治国^1，2，3，徐 晨¹，宫剑飞³

(1. 上海理工大学环境与建筑学院，上海 200093； 2. 重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地，重庆 400074；3. 中国建筑科学研究院建筑安全与环境国家重点实验室，北京 100013)

摘 要：目前就隧道开挖对桩基变形影响的解析理论研究一般基于Winkler地基模型，较少考虑地基的剪切变形和桩侧土体三维作用效应。基于Pasternak地基模型，首先推导了隧道开挖与邻近桩基相互作用的简化理论解，该解反映了地基剪切变形但未考虑桩侧土体三维作用效应。在此基础上，为反映桩侧土体三维作用效应，将其等效成集中力通过剪切层传递到桩基两侧，推导了体现三维作用效应的群桩反应表达式。将考虑与不考虑桩侧土体三维作用效应的结果进行对比，发现考虑桩侧土体三维作用效应的桩基水平位移和弯矩值更接近监测数据和离心试验数据。此外，还针对群桩影响因素进行了分析。结果表明：土体剪切变形对桩基影响不容忽视，剪切层模量越大，隧道开挖引起的桩身水平位移越小；桩径越大，桩身水平位移越小，桩身弯矩越大；桩基与隧道距离越小，桩基最大水平位移和弯矩值越大。

关键词：隧道开挖；地层剪切变形；桩侧土体三维作用；群桩变形；桩基弯矩；简化理论解

考虑岩体完整程度的岩石爆破损伤模型及应用

陈俊桦^1，2，张家生^1，2，李新平³

(1. 中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075；2. 高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南 长沙 410075；

3. 武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070)

摘 要：现有爆破损伤本构模型未能考虑岩体完整程度对爆破作用效果的影响。为此，对Yang等提出的爆破损伤模型进行了改进，建立考虑初始损伤的弹塑性爆破损伤本构模型及提出用于评价围岩受爆破影响的损伤判据。该本构模型包含初始损伤变量和岩体完整性指数、声波波速等参数间的关系式，并利用岩体初始完整性指数的变化考虑其完整程度对爆破损伤作用的影响。把该模型引入到LS-DYNA数值软件中，并结合工程实例进行数值模拟，得到爆破损伤云图及相应的爆破影响范围。然后将计算得到的爆破影响范围与现场实测值、基于常用的TCK爆破损伤模型的数值计算结果进行了对比。最后，分析了爆破影响最大半径、最大深度与岩体初始完整性指数间的关系。研究表明，爆破影响最大半径、最大深度均随岩体初始完整性指数的减小而增大，且前者的变化更为显著。基于所提出模型的数值计算结果和现场实测值较为符合；提出的损伤模型可为考虑岩体完整程度对爆破开挖影响的理论研究和工程实践提供参考。

关键词：岩石；爆破损伤；岩体完整性指数；数值模拟；声波波速

不同开挖方式下深埋隧洞微震特性与岩爆风险分析

赵周能^1，2，冯夏庭^2，3，肖亚勋³，丰光亮³

(1. 西南科技大学环境与资源学院，四川 绵阳 621010；2. 东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110004；

3. 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)

摘 要：在分析钻爆法和TBM法开挖下围岩应力状态的基础上，基于锦屏二级水电站深埋隧洞微震监测数据，对比研究了钻爆法和TBM法开挖条件下深埋隧洞的微震特性及岩爆风险。结果表明：①钻爆法开挖引起的围岩应力集中距洞壁较远，形成的应力梯度较小；而TBM法开挖引起的围岩应力集中临近洞壁，形成的应力梯度较大。②钻爆法开挖时围岩应变能主要集中在爆破后数小时，尤其是在1 h内释放，而TBM法以连续的方式开挖卸载，剧烈的能量释放伴随着施工全过程。③TBM法开挖导致的事件震级及震源破裂尺度均比钻爆法开挖引起的大。④钻爆法开挖时，围岩积聚的应变能大多以岩体破裂的形式耗散，以岩爆形式显现的较少；而TBM法开挖时，围岩应变能常逐次释放，导致事件频繁发生，而且部分应变能以岩爆形式显现，一般地，同一小范围内常多次发生轻微岩爆，高等级岩爆孕育过程中常伴有低等级岩爆，如中等岩爆发生前伴有轻微岩爆，强烈岩爆孕育过程中伴有轻微和（或）中等岩爆，以此类推。综合上述研究结果认为，在具有强岩爆风险的深埋隧洞中，就防治岩爆而言，钻爆法优于TBM法。

关键词：深埋隧洞；微震；岩爆；钻爆法；TBM

固液耦合模式下含断层缺陷煤层回采诱发底板损伤及

断层活化突水机制研究

张培森^1，2，4，颜 伟^*1，4，张文泉^1，4，SHEN Baotang³，王 浩^1，4

（1. 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地（山东科技大学），山东 青岛 266590；2. 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽淮南 232001；3. 澳大利亚联邦科学研究院（CSIRO），布里斯班 昆士兰 4069；4. 山东科技大学矿业与安全工程学院，山东 青岛 266590）

摘 要：针对具体地质条件，以现场试验数据为基础，采用相似材料试验及数值模拟相结合的分析方法，对含断层缺陷煤层回采过程中底板损伤破坏及断层活化规律进行研究，研究得出：采用内径不同的水管能够很好地反映底板岩层渗透性的空间差异性，通过采用调节注水管水柱高度的方式可以控制水压以满足设计要求；煤层埋深、承压水水压及断层落差越大越易突水，断层防水煤柱宽度越大越不易突水；通过试验及模拟计算再现了不同因素影响下煤层回采过程中底板采动裂隙形成、断层活化到突水通道形成的全过程，揭示了含断层构造底板突水通道的形成机制；研究结果对承压水上含断层缺陷煤层回采时防水煤柱的留设具有重要的参考价值。

关键词：固液耦合；底板损伤；断层活化；突水机制

盾构隧道管片注浆幂律流型浆液渗透扩散模型

叶 飞，陈 治，贾 涛，毛燕飞，毛家骅

(长安大学公路学院，陕西西安 710064)

摘 要：为研究盾构隧道管片注浆的渗透扩散模型，以幂律流型浆液为研究对象，运用流体力学理论及毛细管组理论，推导了盾构隧道管片注浆渗透扩散模型的理论计算式，分析了其公式的适用范围及各参数的确定方法。结合具体计算案例，讨论了注浆压力、浆液性质（水灰比）、地层条件（地下水压力和地层渗透系数）等因素对浆液扩散半径的影响及浆液对管片总压力的影响。结果表明：注浆压力与浆液扩散半径成线性关系；注浆压力、水灰比及地层渗透系数增大，浆液扩散半径也增大；地下水压力增大，浆液扩散半径减小；注浆压力、水灰比、地层渗透系数增大，浆液对管片的总压力增加；地下水压力的变化不会影响管片所受的总压力。

关键词：盾构隧道；管片注浆；幂律流体；渗透扩散

考虑应力历史的冻土一维蠕变模型

刘萌心^1,2，姚晓亮^*1，齐吉琳^1,3，马 玲⁴

(1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所（冻土工程国家重点实验室），甘肃兰州 730000；2. 中国科学院大学，

北京 100049；3. 北京建筑大学，北京 100049；4. 北方民族大学，宁夏 银川 750021)

摘 要：受力历史是影响冻土力学行为的关键因素。引入融土中考虑应力历史的一维蠕变模型并进行了相应修正，使其能够反应温度对冻土蠕变特性的影响，通过不同温度条件下的K₀加载试验获取相关模型参数，经过回归分析得到了各参数与温度的函数关系。通过对比试验和模型计算结果表明，修正后得到的冻土一维蠕变模型在预测不同温度条件下土体的蠕变发展规律时具有较好的预测精度。同时，随着施加压力的增大，该模型能够准确描述当外压力超过其历史上所受最大压力时所产生的应变急剧增长现象。因此，该模型可以作为寒区工程稳定性分析和设计的可靠依据。

关键词：冻土蠕变模型；应力历史；模型参数；温度相关

基于SPH的边坡稳定性计算中失稳判据研究

唐宇峰^1，2，施富强^1，2，廖学燕²

（1. 西南交通大学机械工程学院，四川 成都 610031；2. 四川省安全科学技术研究院，四川 成都 610045）

摘 要：在用强度折减法进行边坡稳定性分析时，失稳判据的选择对安全系数有着直接的关系。光滑粒子流体动力学法（SPH）是一种新型的无网格法，由于其在大变形等领域的优势而逐渐发展起来，并扩展至边坡稳定性分析领域。然而，目前对于该方法在边坡稳定性分析中失稳判据的研究尚未见报道。首先通过Fortan语言编写了基于SPH强度折减法的边坡稳定性分析程序，然后通过一个经典边坡案例，讨论了不同失稳判据对安全系数的影响，并提出了一种新的位移变化失稳判定方法。结果表明，在基于SPH的边坡稳定性分析中，以塑性区贯通或以位移变化为判定准则时各有优劣，但得到的安全系数均与极限平衡法及有限元法得到的安全系数十分接近，均可作为失稳判据。而当采用位移变化准则进行分析时，采用“两步走”的方法即可以减小计算量，又可以得到较准确的安全系数，是一种值得推荐的方法。

关键词：光滑粒子流体动力学；SPH；稳定性分析；失稳判据；强度折减法

阶梯方形基础板挠度和内力场的求解

黄模佳¹，程华虎^*2，李爱民¹，兰志文¹，周斌喜³

(1. 南昌大学工程力学研究所，江西 南昌 330031；2. 江西农业大学工学院，江西 南昌 330045；3. 郑州宇通客车股份有限公司，河南 郑州 450061)

摘 要：四边自由阶梯方形基础板挠度和内力场的求解极为复杂，它不仅涉及基础板四自由边界条件的难愈满足，更涉及阶梯过渡处位移连续性和光滑性的难愈处理。到目前为止，人们还未给出四边自由阶梯方形基础板在中心垂直荷载作用下挠度和内力场的表达式。本文将载荷与弯曲刚度相除，提出了载刚比的概念，巧妙地解决了基础板阶梯过渡处连续性和光滑性难愈处理的问题，然后将基础板的载刚比展开成双重余弦傅里叶级数，将挠度函数展开成带补充项的双重余弦傅里叶级数，在满足板控制方程和四自由边界的条件下，确定双重余弦傅里叶级数中的待定系数，获得阶梯方形基础板挠度和内力场的级数表达式，所得表达式得到有限元数值仿真结果的验证。文中提出的载刚比概念将为非等厚度基础板挠度和内力场的解析求解提供新思路。

关键词：阶梯方形基础板；挠度；内力场；载刚比的傅里叶级数展开；阶梯过渡处的处理

循环荷载下冻土振陷增长规律试验研究

王 淼^1，2，孟上九^*1，2，3，王兴隆⁴，袁晓铭^1，2，孙义强³

(1. 中国地震局工程力学研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；2. 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080；3. 哈尔滨理工大学，黑龙江 哈尔滨150080；4. 黑龙江省交通科学研究所，黑龙江 哈尔滨 150080)

摘 要：通过新型低温动三轴仪的等幅循环荷载试验，以更为符合客观实际的围压、动应力幅值以及固结和冻结方式，研究了冻土冻结期的残余应变规律，包括了温度、荷载作用大小和次数对冻土的残余应变的影响。结果表明：冻土的残余应变随着荷载振动次数的增加不断增长，随着温度的降低不断减少；冻土的残余应变增长模式表现为开始阶段残余应变增长较快，后逐步缓慢增长，当动应力超过临界破坏应力之后，土试样残余应变迅速增长并达到破坏；低温冻土破坏应力较常温较大提高，低温-5℃提高了20%～25%，低温-10℃提高了45%～50%；冻土大多数荷载情况下处于非破坏状态，在一定次数荷载作用后，不同温度土的残余应变发展近似平行状态，大动应力幅值下的土试样的残余应变对温度更敏感。试验设计克服了以往试验过大固结应力和过大动应力的缺欠，得到的结果应符合客观实际。

关键词：冻土；振陷；残余应变；循环荷载；低温动三轴试验

堆石料的颗粒破碎规律研究

蔡正银^1，3，李小梅^2，1，关云飞¹，黄英豪¹

(1. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；

3. 河南工业大学土木建筑学院，河南 郑州 450001)

摘 要：粗颗粒土剪切过程中的颗粒破碎现象已被广泛认识，并且在试验和理论方面进行了大量研究。利用大型三轴仪开展了一系列不同级配、不同密度、不同围压条件下堆石料的排水剪切试验，并对试验前后的试样分别进行了颗粒分析，以探讨堆石料的颗粒破碎规律及其影响因素。试验结果表明：密度对颗粒破碎影响较小，而级配和围压的影响较大，围压越高则颗粒破碎越严重。对比试验前后的粒径分布曲线发现，颗粒破碎主要集中在粒径20 mm以上的颗粒范围内，粒径变化幅度随粒径的减小呈减小趋势。基于分形理论，建立了颗粒破碎分形维数与围压和颗粒级配之间的关系表达式，为进一步研究堆石料的强度、变形及剪胀特性提供依据。

关键词：堆石料；颗粒破碎；级配；密度；围压

黑色页岩巴西劈裂破坏的层理效应研究及能量分析

侯 鹏^1，2，高 峰^1，2，杨玉贵^1，2，张志镇^*1，2，张向向^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：以重庆龙马溪组黑色页岩为试样，对黑色页岩进行了不同层理角度的巴西劈裂试验，研究了其抗拉强度和破坏形态的各向异性特征，分析了其变形破坏过程中的吸收能变化规律，揭示了层理角度、抗拉强度、AE能量与最终吸收能之间的关系。结果表明：①黑色页岩的抗拉强度受层理影响明显，90°时，抗拉强度最大，最小值则出现在30°附近。在0°≤θ ≤30°和60°≤θ ≤90°，抗拉强度值变化较小，而30°≤θ≤60°，其值随着层理角度增加而迅速增大；②试样破坏形态可以分为三类典型的裂纹，且低层理角度的试样仅出现单一种类的裂纹，而高层理角度的试样存在多种裂纹形态；③吸收能随着载荷增加呈非线性增长，根据吸收能增长速率的大小，发现黑色页岩发生拉伸滑移、滑移拉伸、纯拉伸、滑移和压张型拉伸破坏的剧烈程度依次减弱；④低角度试样的最终吸收能小，高角度试样的最终吸收能大，在30°≤θ≤60°，最终吸收能变化跨度最大，其与抗拉强度和AE能量均存在相应的二次非线性关系，为页岩气勘探开发提供了参考。

关键词：黑色页岩；巴西劈裂；层理效应；抗拉强度；吸收能；破坏形态

北疆地区砾石土岸坡冲刷破坏大比尺模型试验及其破坏机理研究

赵 波^1，2，张桂荣^*1，何 宁¹，王国利¹，何 斌¹，周 成³

（1. 南京水利科学研究院水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室，江苏 南京 210024；2. 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081；3. 四川大学水利水电学院，四川 成都 610065）

摘 要：以北疆地区广泛存在的砾石土重建岸坡，开展砾石土岸坡冲刷破坏大比尺模型试验研究。引入新型观测方法 三维激光扫描技术，对岸坡冲刷破坏全过程进行观测，并详细分析获取的扫描数据。联合三维激光扫描和现场传统测量成果，依据不同阶段的破坏特征，将岸坡破坏划分为3个阶段，即冲刷破坏阶段、局部失稳阶段和整体失稳阶段，确定北疆地区砾石土岸坡的冲刷变形失稳过程与破坏模式。基于砾石土岸坡大比尺模型试验成果，推导建立砾石土岸坡稳定性计算公式和局部失稳破坏高度预测公式，并建立砾石土岸坡冲刷破坏阶段和局部失稳阶段的有机联系，以深入揭示砾石土岸坡失稳破坏机理。

关键词：砾石土岸坡；冲刷破坏；破坏机理；大比尺模型试验

一种边坡稳定分析的新方法

秦忠国，张向阳

(河海大学力学与材料学院工程力学系，江苏 南京 210098)

摘 要：结合有限单元法和极限平衡法，提出了一种边坡稳定计算的新方法，介绍了该方法的基本理论和公式推导。与边坡稳定经典计算方法的不同在于，不需要对条间力等条件进行人为简化和假定，且严格满足所有的平衡条件。数值算例分析表明了该方法的正确性和有效性，适用范围广，且计算公式相对简单，易于编程，收敛速度快。

关键词：边坡稳定；有限元法；极限平衡；条间力假定

波散射问题求解中消除多次透射公式漂移失稳的一种措施

唐 晖¹，李小军^2，3，周国良¹

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

摘 要：在采用多次透射公式求解结构－地基体系地震反应等波散射问题时，其稳定性是人们所关注和研究的重要方面。针对其漂移失稳机制的研究表明，在将总波场分离为入射波场和散射波场从而实现波动输入和多次透射边界条件施加的过程中，采用连续介质解析解给出的入射波场与计算中的实际入射波场存在较大差别，会导致漂移失稳现象的出现。基于此，提出了一种直观的改进措施，即利用多次透射边界建立边界计算区，从而获得入射波离散数值解，并应用于波动的输入过程。数值实验验证了该措施可以有效地消除计算中的漂移失稳现象，给出更为合理的计算结果。

关键词：多次透射公式；散射问题；波动输入方法；漂移失稳；入射波场

含软弱夹层顺层岩质边坡动力破坏模式的能量判识方法研究

范 刚^1，2，张建经^*1，2，付 晓^1，2，王志佳^1，2，田 华³

（1. 西南交通大学土木学院岩土工程系，四川成都 610031；2. 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；3. 核工业西南勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610061）

摘 要：基于希尔伯特–黄变换和边际谱理论，进行了含软弱夹层顺层岩质边坡的大型振动台试验，并利用试验结果对含软弱夹层顺层岩质边坡动力破坏模式的能量判识方法进行了研究，结果表明：边际谱峰值和特征频率的变化能清晰地表征边坡内部的震害损伤发展过程；地震作用下含软弱夹层顺层岩质边坡的损伤首先出现在坡肩位置，随着地震动强度的增大，震害损伤逐渐向低高程发展，最终边坡在坡体中上部相对高度0.56处沿软弱夹层顺层剪出，试验中坡面的位移监测结果表明坡体中上部位移出现陡增时刻晚于坡肩，边际谱分析结果与位移监测结果吻合较好；坡面附近的震害程度强于坡体内部；边坡中下部特征频率发生突变，表明坡体中下部为边坡动力响应的不连续带；含软弱夹层顺层岩质边坡的破坏形式主要表现为边坡后缘垂直的拉裂破坏和沿边坡中上部相对高度0.56处软弱夹层的剪切滑出破坏，边坡的破坏模式为拉裂-滑移-崩落式。本文提出的能量判识方法对识别边坡的破坏模式具有一定的指导意义。

关键词：软弱夹层；顺层岩质边坡；边际谱；振动台；破坏模式