软黏土中上覆荷载对注浆抬升长期效果影响的模型试验研究

郑 刚^1，2，张晓双^1，2

(1. 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室，天津 300072；2. 天津大学建筑工程学院，天津 300072)

摘 要：利用注浆模型试验装置进行了一系列室内注浆试验，研究在不同上覆荷载条件下，软黏土中注浆抬升长期效果的变化规律，以及注浆间隔时间、土体超固结比和软黏土中加固措施对注浆抬升长期效果的影响。结果表明：正常固结土的最终补偿注浆率随上覆荷载的增大而减小，注浆峰值压力随上覆荷载的增大而增大，且与上覆荷载呈线性关系；总注浆量相同时，采用重复注浆方式时，上覆荷载较小时最终补偿注浆率小于连续注浆时最终补偿注浆率，上覆荷载较大时则大于连续注浆时最终补偿注浆率；相同上覆荷载条件下，重复注浆间隔时间越长，最终补偿注浆率越小；对超固结土，注浆抬升效果较好，最终补偿注浆率随超固结比的增大而增大，当上覆荷载大于75 kPa或者超固结比增大到2.0后，最终补偿注浆率几乎不随上覆荷载的变化而变化；对软黏土进行预先加固后再进行抬升注浆，可显著提高其最终补偿注浆率，注浆抬升效果明显。

关键词：上覆荷载；补偿注浆；间隔时间；超固结比；加固

有限土体刚性挡墙平动模式被动土压力试验研究

应宏伟1，2，张金红1，2，王小刚1，2，李冰河3，朱 伟4

(1. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；2. 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；3. 浙江省建筑设计研究院， 浙江 杭州 310008；4. 浙江绿城建筑设计有限公司，浙江杭州 310007)

摘 要：经典的库仑或朗肯土压力理论无法适用有限土体情况下的土压力问题。利用研制的土压力试验模型装置，进行了一组不同填土宽度的刚性挡墙平动模式室内模型试验，采用微型土压力盒量测从静止状态到被动极限状态的水平土压力分布的变化，利用颗粒图像测速技术研究土体内滑裂面发展规律。试验结果表明：半无限土体情况下的被动土压力大小、分布和合力作用点与库仑被动土压力较为接近。而有限宽度情况下移动挡墙上各深度的被动土压力值均大于库仑被动土压力，且土体宽度越窄，挡墙的被动极限位移有增大趋势，挡墙下部的被动土压力增大更明显，土压力分布的非线性程度愈高，被动土压力系数越大，被动土压力合力作用点明显往墙底移动。随着填土宽度的减小，填土表面的隆起愈明显，滑裂面的倾角略有增大。当移动挡墙达到或接近极限状态时，固定边界上的水平土压力随填土宽度的减小而逐渐增大，甚至接近库仑被动土压力。

关键词：模型试验；有限土体；被动土压力；平动模式；土体变形；砂土

深部多裂隙岩体开挖变形破坏规律模型试验研究

李树忱¹，马腾飞¹，蒋宇静²，李术才¹，张露晨¹

(1. 山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061；2. 长崎大学，日本 长崎)

摘 要：深部资源开发中地下洞室围岩稳定控制必须面对峰后碎裂岩体的变形和破坏问题，目前深部多裂隙岩体开挖强卸荷引起的围岩变形破坏规律尚不清楚，常导致大体积塌方、大变形等重大工程事故。采用大尺度三维模型相似试验系统，分析具有一定倾角的多组裂隙的岩体在高地应力下开挖变形破坏规律。试验结果表明：隧道上下侧围岩主要呈现大变形现象，左右侧围岩呈现分层破裂现象，破裂区随时间增长由内向外逐渐增多，在拱顶、底板大变形的诱导下发生边墙大体积坍塌；隧道围岩由内向外位移值和应力值呈现波动状分布；裂隙倾角与破坏区分布形态有一定相关性。为保障深部工程的安全兴建与运营提供了试验基础。

关键词：高地应力；多组裂隙；分层破裂；模型试验

单轴压缩湿土样最大剪切应变场数字图像相关方法结果的统计分析

王学滨^1，2，3，张 楠²，潘一山²，杜亚志²

(1. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083；2. 辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁 阜新 123000；

3. 辽宁工程技术大学计算力学研究所，辽宁 阜新 123000)

摘 要：研究了单轴压缩湿土样沿剪切带方向的最大剪切应变的均值和标准差以及剪切局部化区域尺寸的演变规律。为了深入揭示土样剪切带萌生的过程，根据纵向应变较高时清晰剪切带所处位置在土样上布置测线，对由数字图像相关方法获得的结果进行双三次样条插值，从而获得测线上光滑性较好的最大剪切应变分布。研究发现，随着纵向应变的增加，沿剪切带方向的最大剪切应变由低值多峰向高值少峰转变。测线上最大剪切应变发生突增的点、局部高值点及低值点均有可能发展成为主峰。测线上最大剪切应变的均值和标准差随纵向应变的演变规律在总体上均呈上凹形，但当纵向应变较低时，二者均呈线性。以上述两种统计量线性规律丧失所对应的平均最大剪切应变作为剪切带萌生的条件。随着纵向应变的增加，土样中发生剪切局部化的区域越来越大。欲达到相同的剪切局部化区域尺寸，含水率高的土样所要求的纵向应变较高。当纵向应变较高时，含水率高的土样的剪切局部化区域尺寸比含水率低的土样要大，这与其塑性变形阶段较长有关。

关键词：湿土样；剪切带；最大剪切应变；统计；剪切局部化

基于极限平衡法和有限元法的边坡协同式可靠度分析

李典庆，肖 特，曹子君^*，唐小松，方国光

（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）

摘 要：极限平衡法和有限元法是两种常用的边坡稳定分析方法。基于极限平衡法的边坡可靠度分析计算效率较高，但需要假定失效模式，从而导致计算结果不准；与之相反，基于有限元法的边坡可靠度分析更为严格，但计算效率较低。为此，提出了一种新的基于随机模拟的边坡可靠度分析方法——边坡协同式可靠度分析方法。该方法包括初步可靠度分析和精细可靠度分析两步，可以同时利用极限平衡法和有限元法的优势，实现既高效又准确的边坡可靠度分析。通过一个考虑空间变异性的两层土坡算例验证了该方法的有效性，结果表明：协同式可靠度分析方法与基于有限元法的蒙特卡洛模拟或子集模拟相比，不仅具有一致的可靠度分析结果，而且显著提高了小概率水平下的计算效率，促进了基于有限元法的边坡可靠度分析在实际工程中的应用。该方法可以将基于极限平衡法的边坡可靠度分析成果合理纳入到基于有限元法的边坡可靠度分析中，从而获得大量的失效样本，以制定合理的边坡防治措施。该方法非常适用于高维可靠度问题，如考虑空间变异性的边坡可靠度问题。

关键词：边坡可靠度分析；空间变异性；极限平衡法；有限元法；子集模拟；响应调节法

土工织物充灌袋简易设计计算方法研究

孙立强^1，2，官婷婷^1，2，郭 伟³，路江鑫^1，2，闫澍旺^1，2，贾天强^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；

3. 新加坡南洋理工大学，新加坡)

摘 要：土工织物充灌袋广泛应用于围堤结构、挡水结构以及橡胶坝中。其理论分析方法国内外许多学者进行了较深入的研究，但研究成果多为解析解，在工程设计应用中具有一定的局限性。为了提出一种能够方便设计使用的简易而准确的设计计算方法，建立了能够根据泵送压力计算充灌袋拉力、截面形状的解析方程。为了能够方便研究不同泵送压力与充灌袋周长、充灌袋拉力以及截面尺寸之间的关系，对泵送压力、充灌袋拉力、充灌袋高度和宽度进行无量纲化处理。根据提出的解析方程编制计算程序，计算标准化泵送压力与标准化高度、标准化截面面积以及标准化拉力之间的关系曲线。采用Chapman-Richard成长曲线模型对标准化的曲线进行拟合，进而提出土工织物充灌袋简易的设计计算方法。通过与其他计算方法和模型试验结果对比，验证了该方法的正确性。因此该方法可以用于土工织物充灌袋的工程设计。

关键词：土工织物充灌袋；Chapman-Richard成长曲线模型；曲线拟合

振动波型对X形桩桩–筏复合地基动力响应影响的模型试验研究

孙广超^1，2，刘汉龙^1，2，3，孔纲强^1，2，丁选明³

（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. 河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210098；3. 重庆大学土木工程学院，重庆 400450）

摘 要：基于大比例模型试验系统，开展砂土地基中现浇X形桩桩–筏复合地基的模型试验研究；分析正弦波与“M”波荷载作用下X形桩桩–筏复合地基的累计沉降、动位移幅值、动刚度、振动速度等的变化规律，初步揭示X形桩桩–筏复合地基动力响应机理。试验结果表明，桩筏复合地基的沉降s与荷载循环次数N的关系曲线可近似用对数函数描述；动位移幅值和动刚度与荷载形式和振幅有关。振动速度随深度增加而逐渐衰减，碎石垫层在振动速度向地基土传播过程中起到了良好的减震作用。研究成果为X形桩–筏复合地基的应用提供了参考依据。

关键词：桩–筏复合地基；X形桩；累计沉降；动力荷载；模型试验

冻结状态青藏粉质黏土的渗透系数测量研究

张 虎，张建明，张致龙，柴明堂

（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）

摘 要：粉质黏土在青藏高原多年冻土地区广泛分布，为了充分认识其在冻结状态下的渗透性质，开展了一系列渗透试验测量了在-0.6℃～0.1℃条件下含水率为50%的青藏粉质黏土的渗透系数。结果显示：在高负温区间内，冻结粉质黏土的渗透系数处于8.22×10^-11～7.19×10^-9 cm/s 之间；另外，渗透系数与土温之间呈现出幂函数关系，土温越接近于0℃，渗透系数增大越快；冻土的渗透系数表现出随着未冻水体积含量的增加而快速增大的趋势。渗透性的存在可测意味着高温冻土在外荷载下会存在固结作用。

关键词：青藏粉质黏土；高温冻土；渗透系数；渗透介质

突发堆载引起软土地铁盾构隧道大变形整治研究

邵 华^1，2，3，黄宏伟^1，2，张东明^1，2，王如路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. 上海地铁维护保障有限公司，上海 200070)

摘 要：城市地铁的快速发展难以避免频受外部工程活动扰动影响，其中突发堆载已成为突出问题。上海某地铁区间盾构隧道上方突发大量堆土，最大堆高约7 m，从而引发结构产生横向收敛大变形（ΔD）最大达到34.5‰倍的隧道外径(D)，堆载严重威胁到地铁结构及运营安全。介绍了该工程案例，包括堆载引起的隧道结构横纵断面变形及相应的结构病害，提出并实施了及时卸载、堵漏及碎裂修补、后采用芳纶布及钢环结构补强的结构整治措施。卸载对于减缓堆载对隧道结构沉降影响作用明显，卸载之后隧道沉降恢复且部分产生隆起现象，后续张贴芳纶布及钢板环加固措施，可提高盾构隧道横断面承载能力，相比隧道沉降，隧道结构收敛变形状况改善并不明显，水平直径收敛最大仅回缩2.6‰D。案例对于外部扰动对盾构隧道影响及整治研究，具有重要的工程实践价值。

关键词：突发堆载；盾构隧道；收敛变形；结构病害；钢环加固

岩石变形破坏次声异常的能量特征研究

徐 洪^1，2，3，周廷强⁴

（1. 重庆地质矿产研究院外生成矿与矿山环境重点试验室，重庆 400042；2. 煤矿开采与安全生产重点试验室重庆研究中心，重庆 400042；3. 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045；4.重庆三峡学院，重庆 404000）

摘 要：采用室内试验方法，对8组砂岩试件进行了压缩破坏试验，同步记录岩石变形破坏过程中的次声信号，采用小波分析方法对异常信号的能量特征进行了分析研究。结果表明：岩石变形破坏次声异常信号能量主要集中在3.91～7.81 Hz的中频段和7.81～15.62 Hz的高频段两个频率范围内，其中中频段能量大于高频段能量，同时在低频段0～3.19 Hz内也存在一定的能量分布，通过不同频段能量分布对比，可对信号进行识别；随着岩石变形破坏程度的增加，次声异常信号的中低频段能量在相对减少，而高频段能量相对增加，在岩石临近破坏前，次声信号的中低频段能量与高频段能量的比值接近1。以上几个方面特征的发现，为岩石变形破坏的次声异常信号识别及破坏前兆预警提供了重要的依据。

关键词：岩石；变形破坏；次声波；频带；小波分解；信号能量

水工结构接触问题的多体有限元法

苏 超，赵业彬^*

（河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098）

摘 要：针对水工结构中的局部接触问题，提出了一种新的数值分析方法—多体有限元法。基于DDA方法的分析思路，以结构面切割而成的块体作为分析单元，每一块体均可允许自身有独立的位移和变形，通过块体间的接触和几何关系形成一个完整的块体系统。块体内部采用有限元法求解，块体之间通过接触力相互联系，且在接触界面上引入变形协调条件，保证了多个块体互相接触作用时块体位移和应力状态的连续性，从而使得计算更加符合实际情况。该方法接触求解过程中无需指定法向刚度及切向刚度等参数，避免了DDA方法因引入刚性弹簧而出现的嵌入问题，同时提高了块体内部变形的求解精度。推导了多体有限元法求解接触问题的支配方程，并给出了其增量形式的定解条件和判定条件。最后通过3个数值算例验证了本文方法的正确性和有效性。

关键词：多体有限元法；水工结构；接触问题；接触判断

基于组合赋权–未确知测度理论的围岩稳定性评价

穆成林，黄润秋，裴向军，裴 钻，路军富

（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都 610059）

摘 要：针对岩体围岩稳定性评价多指标性和不确定性的特点，使用改进的层次分析法和熵值法确定各影响指标权重，并在此基础上，提出一种新的组合赋权规则，得到相对客观准确的结果。依据岩体围岩稳定性影响指标和分级标准，甄选了6个定性指标和8个定量指标，采用组合赋权–未确知测度理论耦合评价模型，构建了评价指标未确知测度函数、评价指标组合赋权值、置信度判别准则，对研究评价12处围岩断面进行了稳定性评价，获得了每个围岩断面稳定性等级，并与现场评价和模糊理论评价结果对比，评价结果基本符合实际情况。研究表明: 岩体围岩稳定性的组合赋权–未确知测度模型是一种科学合理的方法，确保了评测对象信息的完整性和评测结果的客观性、准确性、可靠性，为工程岩体围岩稳定性的评价分级提供了一种新思维，具有工程实践指导意义。

关键词：组合赋权；未确知测度；围岩稳定性；置信度识别；熵值法

宽广吸力范围内弱膨胀土的抗剪强度及其预测

张俊然^1,2，孙德安²，姜 彤^*1，黄志全¹

(1. 华北水利水电大学河南省岩土力学与结构工程重点实验室，河南 郑州 450045；

2. 上海大学土木工程系，上海 200072)

摘 要：在宽广吸力范围内对不同吸力的非饱和弱膨胀土进行了一系列吸力控制的三轴剪切试验。关于吸力的施加，较低吸力采用轴平移技术；高吸力采用蒸汽平衡法。试验结果表明：在净应力相同的条件下，试样的应力应变关系曲线随着吸力的增大而升高、剪缩量变小，并且随着吸力的增大其偏应力–应变关系和体变明显地表现出类似超固结土的特性。主要原因是试样受到较大的吸力，弱膨胀土试样失水收缩、孔隙比减小均明显，使试样剪切过程中表现出类似超固结黏土的特性。在宽广吸力范围内，吸力所引起弱膨胀性土体积收缩明显，不可忽视。根据压汞试验结果确定的微观饱和度引入有效饱和度中，再将试验结果与修正后的Bishop非饱和土强度公式的预测值进行比较，证明了修正后的Bishop非饱和土强度公式在宽广吸力范围内可较为准确地预测非饱和弱膨胀土的抗剪强度。

关键词：宽广吸力范围内; 弱膨胀土；压汞试验；抗剪强度; 预测

考虑概率分布影响的低概率水平边坡可靠度分析

蒋水华，魏博文^*，姚 池，杨建华

(南昌大学建筑工程学院，江西 南昌 330031)

摘 要：目前考虑土体参数空间变异性的边坡可靠度分析所研究的边坡几何尺寸相对较小。为有效地分析考虑参数空间变异性的几何尺寸相对较大的边坡可靠度问题，提出了基于多重响应面与子集模拟的边坡可靠度分析方法。以一个坡高为24 m的两层非均质黏土边坡为例验证了提出方法的有效性，并探讨了正态、对数正态、极值I型、Gamma和Beta这5种概率分布类型对边坡可靠度的影响。结果表明，提出方法具有以下优势：①可以有效地计算考虑多参数空间变异性的低概率水平边坡可靠度；②可以较好地解决几何尺寸相对较大的边坡可靠度问题；③有较高的参数敏感性分析计算效率，可为调查概率分布类型和波动范围等参数统计特征对边坡可靠度的影响提供技术支持。此外，参数概率分布类型对边坡可靠度具有重要的影响，常用的正态和对数正态分布分别用于表征参数概率分布特征时，可能会分别高估和低估边坡失效概率。

关键词：边坡可靠度；空间变异性；低概率水平；概率分布；子集模拟

真空预压地基卸荷变形特性试验研究

明经平，孙振远

（南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024）

摘 要：为认识真空预压地基在真空压力卸载中的变形特性，对原状软黏土土样进行了常规三轴仪等向压缩与膨胀试验以及CKC三轴仪压缩膨胀试验，以模拟真空预压地基中各种应力状态下的土体单元在卸除真空压力这种球形压力后的变形特征。研究结果表明，真空压力卸载过程中地基土体既产生弹性的体积膨胀，因偏应力的存在，土体还产生剪切变形，在真空联合堆载预压中，堆载产生的较大偏应力将导致真空压力卸载时地基回弹很小，甚至地基继续沉降。真空压力卸载时，地基的沉降效果是土体膨胀变形和土体的剪切变形的叠加。

关键词：真空预压；卸荷；回弹；球形应力；偏应力水平

中高应变率下花岗岩动力特性三轴试验研究

卢志堂¹，王志亮^*1，2

（1. 同济大学土木工程学院，上海 200092；2. 合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009）

摘 要：利用改进的霍普金森压杆对不同围压、不同应变率下的岩样进行了试验研究，分析了其在中高应变率下的冲击响应特征与破坏模式。基于试验结果发现在围压一定情况下，岩石的动态抗压强度和峰值应变随应变率的增大而增大，其中抗压强度随应变率呈对数增长；弹性模量对围压和应变率不敏感，且应变率越大岩石破碎现象越严重。其次，在应变率相近情况下，花岗岩的动态抗压强度随围压呈增大趋势，其破坏模式由低围压下的轴向劈裂转向高围压下的压剪破坏；高围压下花岗岩应力–应变曲线出现屈服平台，具有明显的脆—延性转化特征。最后，检验了莫尔–库仑准则和霍克–布朗准则的适用性，指出此花岗岩更符合莫尔–库仑准则，其动态强度增大主要由黏聚力的应变率效应引起。

关键词：黑云母花岗岩；围压；应变率；破坏模式；动态破坏准则

双排桩加预应力锚索加固边坡锚索轴力地震响应特性研究

范 刚^1，2，张建经^*1，2，付 晓^1，2，吴金标^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：利用大型振动台，设计并进行了双排抗滑桩加预应力锚索加固边坡的模型试验，试验结果表明：锚索轴力的变化体现了坡体稳定性的发展过程，小震作用下锚索并未开始工作，在地震的扰动下所有锚索均出现预应力损失。随着输入地震波强度增大，坡肩部分出现局部失稳，锚索开始受力导致轴力增加，直至边坡整体出现失稳趋势，所有锚索均开始受力引起轴力增加，随后边坡与锚索形成新的平衡体系。在新的平衡体系下，锚索轴力在地震扰动作用下继续降低。试验中最大锚索预应力损失比例为16.28%，因此锚索预应力施加初始值应为设计值的1.2倍左右。坡腰抗滑桩以上^#2锚索动态响应峰值较大，坡腰抗滑桩与坡脚抗滑桩之间7号锚索轴力动态响应峰值较大，^#4，^#5，^#6号锚索轴力动态响应峰值随高程增加而增大。同一工况下坡面所有锚索轴力的动态响应峰值出现时间接近，且锚索轴力的动态响应峰值出现时间随着输入地震波强度的增大而提前，锚索轴力动态响应峰值出现时间在激励地震波的峰值时间附近。在预应力锚索抗震设计时应采用“分区设计”的思想，即根据不同区域内锚索的动态响应特征对边坡拟加固区域进行锚索设计分区，在不同分区内做针对性的锚索设计。

关键词：锚索；预应力损失；动态响应；边坡；振动台试验

基于广义粒子动力学的巷道围岩弹塑性分析

赵 毅¹，周小平¹，钱七虎²

(1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 解放军理工大学国防工程学院，江苏 南京 210007)

摘 要：提出了广义粒子动力学数值分析方法，该方法是一种无网格数值分析方法，可以考虑关联塑性流动法则和非关联塑性流动法则对岩石材料塑性变形的影响。将广义粒子动力学数值分析方法应用于巷道围岩的弹塑性分析，确定了巷道围岩的应力场、位移场和塑性区。该数值模拟结果与有限元结果吻合较好，表明将考虑岩石材料剪胀特性的弹塑性本构理论引入到广义粒子动力学数值分析方法，不失为模拟岩石类材料弹塑性破坏的一种有效数值手段，研究结果为更好地理解岩石材料的屈服破坏过程提供重要的参考。

关键词：巷道围岩；剪胀角；弹塑性；广义粒子动力学；位移；塑性区

横观各向同性层状地基上埋置刚性条带基础动力刚度矩阵求解

韩泽军¹，林 皋²，周小文¹，李建波²

(1. 华南理工大学土木与交通学院，广东 广州 510641；2. 大连理工大学建设工程学部，辽宁 大连 116024)

摘 要：提出了求解横观各向同性层状地基埋置刚性条带基础动力刚度矩阵的精确算法。算法利用空间变换方法求解得到了横观各向同性层状地基表面或内部任意点的动力位移响应，针对开挖基础求解开挖区域内节点群的动力柔度矩阵，最后利用容积算法求解埋置刚性条带基础动力刚度矩阵。此算法采用精细积分算法求解频率–波数域内层状地基的动力柔度系数，对层状地基的层数和厚度均没有任何限制。此外，算法基于维数较小的矩阵（2×2）运算，数值计算稳定，求解效率较高，数值算例验证了所提算法的精确性及对横观各向同性多层地基的广泛适用性。

关键词：横观各向同性；层状地基；精细积分算法；埋置刚性条带基础；动力刚度矩阵

岩石应变软化及渗透率演化模型和试验验证

张春会^1，2，郑晓明¹

(1. 河北科技大学建筑工程学院，河北 石家庄 050018；2. 辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁 阜新 123000)

摘 要：为预测承载岩石的应变软化和渗透率演化，基于Gebdykes白云岩的三轴试验结果，分析了围压对岩石弹性模量、破坏应变、峰值强度、强度退化过程、残余强度和剪胀扩容的影响规律。将岩石变形全过程简化为3阶段，使用强度退化指数、脆性模量系数和扩容指数改进FLAC中的SS模型，建立了考虑围压影响的岩石应变软化模型。基于淮南潘一矿煤、凝灰岩、巴里坤砂岩、山西安家岭泥岩的渗透率与体积应变实验数据，建立了基于体积应变增透率的岩石渗透率演化模型，与改进SS模型结合，建立了考虑围压影响的岩石应变软化和渗透率演化模型。利用本文模型分别模拟了安家岭泥岩和Gebdykes白云岩的三轴压缩、渗透率演化和体积扩容过程，结果表明：①体积应变渗透率演化模型能较好地描述体积应变与渗透率的关系；②本文模型能较好地模拟围压对岩石残余强度、峰后强度退化过程和剪胀扩容的影响，能较准确预测承载岩石的渗透率演化。

关键词：应变软化；改进SS模型；体积应变增透率；渗透率演化

非标准椭圆形应力路径下饱和松砂动强度的试验研究

王忠涛，刘 鹏^*，杨 庆

（大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024)

摘 要：基于线性规则波浪作用下有限厚度海床动力响应的解析解，证明了非饱和、各向异性海床中一点土体单元上由主应力轴旋转所引起的应力路径应为非标准椭圆形而不是传统认知的圆形，并推导了量化该非标准椭圆形应力路径大小和形状的3个特征参数。通过27组不排水条件下的循环主应力轴旋转试验，讨论了轴向偏差应力和剪应力的幅值及初始相位差对饱和砂土动强度的影响。试验结果表明轴向偏差应力对动强度的影响高于剪应力的影响，同时初始相位差对动强度的影响显著。随着初始相位差的增大，破坏周次的对数基本呈线性减小，进而得出了非标准椭圆形和标准椭圆形两种应力路径下砂土动强度的关系。研究成果克服了传统圆形应力路径下土体动强度特性难以直接用于分析有限厚度海床稳定性的不足，可为近海海洋工程设计提供技术支持。

关键词：动强度；非标准椭圆形应力路径；饱和松砂；波浪荷载

托底抗拔桩承载特性的模型试验研究

邵光辉，赵志峰，吴正余

(南京林业大学土木工程学院，江苏南京210037)

摘 要：托底抗拔桩是一种通过无黏结钢绞线将上拔荷载传至桩底，使桩身混凝土受压工作的一类新型抗拔桩。能合理解决桩身受拉开裂问题和基础筏板受桩顶托问题，其承载特性与普通抗拔桩存在差异。通过室内模型试验，对比分析了普通抗拔桩与托底抗拔桩在极限抗拔承载力、桩身轴力传递、桩侧摩阻力分布方面的差异及其原因。探讨了泊松效应对上述两种桩承载力的影响。基于普通抗拔桩承载力确定方法，引入桩相对柔度参数确定托底抗拔系数，提出了托底抗拔桩极限承载力的计算方法与关键参数得取值建议，并通过模型试验数据对该计算方法的合理性进行了验证。

关键词：模型桩试验；托底抗拔桩；普通抗拔桩；砂土；承载力；抗拔系数

土工膜环向约束气胀变形试验研究

李旺林，刘占磊，孟祥涛，徐 芳

(济南大学环境与资源学院，山东 济南 250022)

摘 要：对于库底采用土工膜水平防渗的围坝型平原水库，由于库水渗漏、地下水位上升等多种原因，使库区非饱和土层中孔隙气体聚集、上升，并在土工膜膜下形成有压气体，使土工膜产生局部隆起的气胀现象。根据土工膜气胀鼓起变形的特点，将土工膜气胀变形近似简化为环向约束球形鼓胀变形。为了解土工膜环向约束条件下球形鼓胀变形的特性，研制了4种不同规格的土工膜气胀变形专用试验设备，分析了试验设备孔径对土工膜胀破压力的影响，选择外径20 cm试验设备作为土工膜气胀变形试验的基本设备。利用选定的土工膜气胀变形基本试验设备，进行了环向约束条件下土工膜气胀变形和气胀破坏试验，总结了土工膜气胀变形和破坏的规律，得出结论：①土工膜气胀应力应变曲线可分为线性变形、强化变形、弱化变形和胀破拉断4个阶段；②气胀变形表现为不均一性，气胀破坏为张拉破坏，破坏形态表现为一条通过球冠顶点的大圆曲线或不通过球冠顶点的小圆曲线；③对于厚度0.35～0.6 mm的土工膜，其气胀胀破压力为0.08～0.12 MPa，胀破冠顶高度为4.6～5.5 cm；④对于厚度0.35～0.6 mm的土工膜，其气胀延伸率为17.6%～18.5%，远小于土工膜单向拉伸延伸率。

关键词：平原水库；库盘防渗；土工膜；气胀变形；胀破压力；气胀延伸率；胀破冠顶高度

酸性环境干湿循环作用对泥质砂岩力学参数的劣化研究

王子娟^1，2，刘新荣^*1，2，傅 妟³，张 梁⁴，袁 文^1，2

（1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045；3. 重庆大学建设管理与房地产学院，重庆 400045；4. 重庆市巴南区建设工程质量监督站，重庆 401320)

摘 要：针对降雨和库水位升降对库岸边坡消落带岩体力学参数的劣化问题，选取泥质砂岩进行不同pH水环境干湿循环作用下的单轴与三轴压缩试验，结合室内试验结果，应用广义Hoek–Brown准则求得不同地质强度指标评分（GSI）下岩体的单轴抗压强度、弹性模量、材料常数和黏聚力。研究表明：破碎程度越大的泥质砂岩受浸泡的溶液酸性越强、干湿循环次数越多，其力学参数劣化程度就越高；在同一个GSI评分下，泥质砂岩各个力学参数随pH值和干湿循环次数n的劣化效应排序有所差异，综合劣化效应最大为弹性模量，累积劣化效应最明显为黏聚力，其劣化系数与浸泡溶液的pH值、干湿循环次数的对数ln(n)成线性相关。基于上述研究提出了泥质砂岩力学参数与pH值、干湿循环次数n的三维劣化方程，为酸性环境干湿循环作用下现场岩体力学参数的获取以及边坡稳定性寿命的预测提供了理论依据。

关键词：干湿循环；pH值；广义Hoek-Brown准则；劣化系数；三维曲面

考虑土颗粒间胶结面积的粒间吸力计算

姜小雷，李培超^*

（上海工程技术大学机械工程学院，上海 201620）

摘 要：粒间吸力的计算是非饱和土有效应力原理研究的重点之一。首先考虑土颗粒间胶结面积，建立了微观状态下土颗粒相互作用的理想简化模型，推导给出了土颗粒接触点处各个力之间的相互关系，并分析了宏观上两种典型的堆积方式，从而总结得到了粒间吸力的统一表达式。而后，讨论了土颗粒间胶结面积对粒间吸力的影响。结果表明，直接使用表面张力分量来计算粒间吸力，可以简化粒间吸力的计算。最后，通过算例分析，阐明了颗粒间胶结面积对粒间吸力大小的影响。并基于多孔介质双重有效应力的假说，引入本研究给出的考虑土颗粒间胶结面积的粒间吸力公式，推导得到了适用于低含水率条件下非饱和土双重有效应力的计算公式。

关键词：非饱和土；粒间吸力；胶结面积；双重有效应力