湛江黏土动剪切模量的结构损伤效应与定量表征

孔令伟1，臧 濛1，2，郭爱国1

（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. 武汉轻工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430023）

摘 要：湛江黏土是一种具有高结构强度的灵敏性黏土，其强度包络线在固结围压达到结构屈服应力时存在明显转折，为了考察小应变条件下该黏土的动剪切模量随围压水平演化规律，开展了原状样与重塑样在不同围压水平下的共振柱试验与三轴CU试验，探讨考虑土体结构性损伤影响的动剪切模量表征方法。结果表明，重塑土最大动剪切模量Gmax随有效围压的变化可用Hardin公式很好表征，而原状土Gmax随有效围压的变化呈现先增大后减小特征，其转折点对应围压大于结构屈服应力，但最大动剪切模量与不排水剪切强度比值或经孔隙比函数归一化后的最大剪切模量随有效围压变化的转折特征点与结构屈服应力相当。出现上述现象的缘由在于该黏土Gmax同时受土体压硬性的正效应与结构损伤的负效应双重影响，当固结压力小于结构屈服压力时，正效应占主导，反之则相反。针对Hardin公式未考虑结构性损伤的影响与难以延伸极端应力水平的不足，提出具有更广适宜性的描述模式。基于不同固结压力下该黏土的静刚度与微观结构演变性状，阐明了结构性损伤对其动剪切模量影响的物理机制，并间接印证了提出表征公式的合理性。

关键词：湛江黏土；动剪切模量；结构损伤；共振柱试验；Hardin改进公式




考虑板土相互作用的排水板通水特性试验研究

朱群峰1，2，高长胜1，2，占鑫杰*1，2，张 凌1，2，杨守华1，2，明经平1，2

（1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210024；2. 水文水资源与水利工程国家重点试验室，江苏 南京 210029）

摘 要：为研究排水板在实际工况下的通水特性，研制排水板纵向通水量测试新仪器，采用室内真空预压模型试验、堆载预压模型试验和直接充灌淤泥等方法来制作板土单元体（试样），并开展板土单元体（试样）通水能力测试。试验结果表明：无论是直接充灌淤泥法、堆载预压法还是真空预压法，高性能排水板通水量均大于现行规程试验结果，而普通排水板通水量均小于现行规程试验结果，现行规程方法高估了真空预压后普通排水板的通水能力。对比结果表明：高性能排水板在堆载预压后通水能力与真空预压后通水能力接近，而普通排水板在堆载预压后通水能力明显高于真空预压后通水能力。因此，对于变形大且固结时间长的新近吹填淤泥地基加固工程应优先选用高性能排水板。

关键词：高性能排水板；普通排水板；通水量测试新仪器；板土单元体；模型试验




各向异性砂土宏微观特性三维离散元分析

蒋明镜1，2，3，张 安1，2，3，付 昌1，2，3，4，李 涛1，2，3

（1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，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；4. 河南省电力勘测设计院，河南 郑州 450007）

摘 要：各向异性对砂土强度和变形特性有显著的影响，为了研究各向异性砂土的宏微观特性，基于三维离散元法，对7个不同沉积角的试样进行了一系列的三轴模拟试验。利用“Clump”命令生成近似椭球形状颗粒，并且采用三维抗转动模型来模拟颗粒间的抗转动能力。离散元模拟结果与已知室内试验结果吻合很好。结果表明：随着沉积角的增大，偏应力和轴向应变的关系逐渐由应变软化向应变硬化发展。沉积角较小的试样剪胀性更强并且容易到达临界状态，颗粒组构–应力联合不变量（表征颗粒长轴组构张量和应力张量的相对角度）的值接近于-1，且颗粒长轴组构各向异性先增大后减小；然而对于沉积角较大的试样，在轴向应变50%处，仍不能达到临界状态，并且联合不变量的值大于-1，颗粒长轴组构各向异性先减小后不断增大。对于法向接触组构，组构主轴方向迅速向应力主轴方向偏转，组构各向异性的演化规律与偏应力随轴向应变的演化规律相似。

关键词：各向异性；三维离散单元法；砂土；临界状态；三轴试验




深部岩体隧洞即时型岩爆微震震源体积的分形特征研究

于 洋1，2，冯夏庭2，陈炳瑞2，肖亚勋2，丰光亮2

(1. 华东交通大学江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室，江西 南昌 330013；2. 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：根据即时型岩爆孕育及发生过程中微震信息的自相似性，提出了一种震源体积的分形计算方法。运用上述方法，基于锦屏二级水电站施工排水洞及4条引水隧洞施工过程中的大量不同类型、等级的即时型岩爆案例，展开微震事件震源体积分布的分形行为研究。研究结果表明：即时型岩爆孕育及发生过程中的微震信息震源体积分布是具有分形结构的；即时性应变型岩爆体积分形维数大于0.7，即时性应变–结构面滑移型岩爆体积分形维数小于0.6，这意味着根据微震事件体积分形维数可以对即时性岩爆的类型进行区分；对于即时型岩爆来说，岩爆等级越强则微震体积分形维数值越大；对于即时性应变–结构面滑移型岩爆，结构面数越多则震源体积分形维数值越小。上述研究结果可以为高地应力条件下不同类型岩爆的预测与防治提供合理的科学依据。

关键词：即时型岩爆；水电站；微震事件；震源体积；分形维数




水泥掺量和颗粒级配对碎石基床冻融特性影响的试验研究

王天亮1，2，宋宏芳3，1，郭卓豪1，2，岳祖润1，2，林永清1，2

（1. 石家庄铁道大学土木工程学院，河北 石家庄 050043；2.道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室（石家庄铁道大学），河北 石家庄 050043；3. 北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044）

摘 要：基于水泥稳定碎石在寒区高速铁路路基基床中应用的工程背景，借鉴公路行业水泥稳定碎石工程性能评估方法并结合寒区高速铁路路基基床的特点，通过一系列室内试验，深入研究和分析了水泥掺量、颗粒级配对碎石基床压实效果、冻胀性能、渗透性能、冻融耐久性能和温干缩指标的影响规律。研究结果表明：试验配比条件下，水泥稳定碎石基床各项压实指标均满足或超过高铁路基基床压实标准。较大粒径土颗粒的缺失，削弱了水泥稳定碎石试样的冻胀敏感性，提高了渗透性，降低了强度和水稳定性；水泥的掺加有效地弥补了粒径缺失导致的强度降低现象，但却增大了温缩、干缩变形；抗压强度随冻融次数的增加呈现整体衰减的趋势，并在经历10次冻融后趋于稳定。工程实践中，建议选用细粒土含量3%、水泥掺量3%的级配碎石作为非渗水性基床填料，去除0.5 mm以下颗粒、水泥掺量3%的级配碎石作为渗水性基床填料。

关键词：高铁路基；水泥稳定碎石；水泥掺量；颗粒级配；工程性能




烧碱激发钢渣粉在淤泥质土中的试验研究

吴燕开1，2，胡晓士2，胡 锐2，石玉斌2，韩 天2，于佳丽2

(1. 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛266590；2. 山东科技大学土木工程与建筑学院，山东 青岛 266590)

摘 要：钢渣粉是炼钢生产后排出的工业废渣经球磨后形成的一种粉末状产物，与水泥有着相似的性质，但活性较差，需对其进行激发处理。将烧碱（NaOH）作为钢渣粉的激发剂，研究在不同烧碱掺入量下，钢渣粉与水泥混合后对淤泥质土的固化效果。试验结果表明：未掺烧碱的钢渣–水泥固化土早期强度低，后期固化效果较好；掺入烧碱之后，在其激发作用下，钢渣粉的固化效果良好且可使固化土早强。钢渣–水泥固化土的无侧限抗压强度随着烧碱掺量的增加而出现先增大后减小的变化。对胶凝材料进行X射线衍射（XRD）分析，发现材料中有单硫型硫铝酸钙（AFm）物质生成，该物质可提高固化土的强度。

关键词：钢渣粉；淤泥土；烧碱；无侧限抗压强度；X射线衍射




多元不排水长短桩复合地基固结解析解

杨 涛1，李 超1，阮一舟2

(1. 上海理工大学土木工程系，上海 200093；2. 中国建筑上海设计研究院有限公司，上海 266044）

摘 要：多元复合地基是一种新型的复合地基技术。推导出瞬时加荷条件下多元不排水长短桩复合地基桩间土的固结方程，基于双层地基一维固结理论建立了相应的固结解析解。通过与有限元解的比较验证了解析解的正确性。利用建立的固结解析解进行参数分析，研究了多元不排水桩长短桩复合地基的固结特性。计算结果表明，多元不排水长短桩复合地基的固结速率随长桩压缩模量和置换率的增加而增大。短桩压缩模量和置换的变化对复合地基固结速率的影响很小。短桩较短时，短桩长度的变化对复合地基固结速率几乎没有影响，短桩较长时，复合地基固结速率随短桩长度的增加而增大。此外，多元不排水长短桩复合地基的固结速率随短桩以下土体压缩模量的增加而增大。

关键词：多元不排水长短桩；复合地基；解析解；固结；有限元




三峡库区塔坪H2古滑坡台阶状复活变形的库水–降雨耦合作用机制

黄 达1，2，顾东明2，陈智强3，朱 宏2，陈赐金4

（1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044；2. 河北工业大学土木工与交通学院，天津 300401；

3. 重庆市地质矿产勘查开发局107地质队，重庆401120；4. 巫山县地质灾害整治中心，重庆404700）

摘 要：三峡水库蓄水以来，出现了大量大规模的老滑坡体复活现象。较多大型复活滑坡体的监测位移–时间曲线呈台阶状阶跃变化。此类滑坡的稳定状态识别难度较大，严重影响治理方案及治理时机的选择。以巫山曲尺塔坪H2滑坡为例，通过地质、位移监测及数值模拟方法，研究了此滑坡在实际降雨与库水涨落条件下渗流场、稳定性以及变形场演化规律。在汛期及库水位变动时期滑坡会发生变形，特别是库水位下降诱发滑坡前缘变形，并对后部坡体产生牵引作用。而降雨主要影响库水位变动带以上部分滑体的变形，并对前缘坡体产生推动作用。在周期性降雨和库水位涨落的循环作用下，滑坡体反复受到“推–拉”作用，导致滑坡的位移–时间曲线呈现台阶状阶跃特征。总体来说，库水位涨落是滑坡变形的主要因素，而降雨促进了滑坡变形进一步发展。

关键词：三峡库区；滑坡；台阶状变形；库水位；降雨




土工织物散体桩桩体大三轴试验研究

陈建峰1，王兴涛1，曾 岳1，叶观宝1，冯守中2，李丽华3

(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 武汉广益交通科技股份有限公司，湖北 武汉 430074；3. 常州泰勒思达新材料有限公司，江苏 常州 213021)

摘 要：对密实状态的土工织物散体桩桩体进行大三轴试验，研究其在不同围压和不同聚丙烯土工编织布筋材强度下的应力–应变特性，并据此提出桩体强度及模量理论计算公式。研究结果表明：土工织物散体桩桩体在三轴压缩下呈剪胀破坏，其剪切带上主要是筋材的横向筋丝产生断裂，且桩体剪切角与碎石的莫尔–库仑理论破裂角比较接近；在加载初期，土工织物散体桩应力–应变曲线下凹，而后近似线性增长至峰值应力，随后应力随应变减小并趋于稳定，表现为应变软化特性；同一筋材强度、不同围压的土工织物散体桩桩体强度所对应的轴向应变值比较接近；土工织物散体桩桩体的似黏聚力随筋材强度呈较好的线性增长关系，其较碎石的似黏聚力大很多，而筋材对桩体碎石的内摩擦角影响不大；建立了土工织物散体桩桩体强度及模量的理论计算公式，并采用试验值对理论公式进行修正，经修正后的结果与试验值吻合很好。

关键词：土工织物散体桩；大三轴试验；应力–应变曲线；强度；模量




超大次循环荷载下超固结黏土的长期不排水力学特性研究

韩 剑1，3， 姚仰平1，尹振宇*2，3

(1. 北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100191；2. 同济大学地下建筑与工程系，岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；

3. 南特中央理工大学土木与力学工程研究所，南特 法国 44300)

摘 要：风、波浪等荷载具有超大循环次数的特征，极大影响黏土的长期不排水动力特性，是黏土地基基础设计的关键问题之一。针对现有动力试验荷载循环次数不足的现状，以超固结度为4的重塑土试样为研究对象，开展了一系列不排水三轴动力试验，研究了在超大次（比如超过106次）循环加载情况下黏土的相关特性。试验结果表明，在对称循环加载作用下，饱和黏土存在循环应力比门槛值为0.44～0.48。在循环加载初期，试样的轴应变及孔压的变化与前人对黏土动力试验研究结果一致。然而，随着循环加载次数的增加，动轴向应变减小，累积轴向应变增加；尤其是加载过程中由正孔压降低到负孔压。针对这一新的发现，增加了一个超固结土的蠕变试验结果进行了分析解释，为研究超大次循环荷载下超固结黏土的长期不排水力学特性的机理提供了新的思路。

关键词：黏土；超大循环次数；蠕变；孔隙水压力；不排水三轴试验




软弱地层联络通道冻结法施工温度及位移场全程实测研究

杨 平1，陈 瑾1，张尚贵2，万朝栋2

（1. 南京林业大学土木工程学院，江苏 南京 210037；2. 中铁十八局集团有限公司，天津 300222）

摘 要：研究软弱地层联络通道冻结法施工的冻结温度场、解冻温度场、冻胀融沉发展规律，是解决其冻胀及工后融沉预测与控制的前提。以软土隧道联络通道冻结法工程为背景，对冻结温度场、解冻温度场、地表变形、深层土体冻胀融沉及温度变化规律等进行了全程实测，对冻结壁的形成及解冻全过程进行了分析。结果表明：冻结过程温度变化规律可分为温度快速下降、降温减慢、降温速度加快、土体温度稳定、维护冻结等5个阶段。解冻期间，土体温度经历快速回升、0℃附近稳定、温度持续回升3个阶段。冻结圆柱交圈是产生迅速冻胀的临界时间点，冻胀主要发生在冻结18～45 d；联络通道解冻15 d，部分土体温度达到0℃附近，冻土进入相变阶段，因此应在15 d后开始融沉跟踪注浆；入土深度越大土体相变阶段持续时间越长，粉土融沉主要发生在解冻前2个月，其完全解冻需要100 d左右，此为跟踪注浆至少应持续时间。深部土体温度、冻胀融沉位移均随深度增大呈线性递增。实测拱顶冻结壁处最大冻胀及融沉位移分别是对应地表冻胀、融沉量的3.6倍、4.9倍。地表冻胀融沉槽为联络通道中线两侧符合拟正态分布规律，其影响范围约为隧道底部埋深的1.2倍。

关键词：联络通道；冻结法；冻结温度场；解冻温度场；深层土体冻胀融沉；全程实测




后压浆桩增强效应作用机制及荷载沉降关系研究

戴国亮1,2，万志辉*1,2

(1. 东南大学混凝土及预应力混凝土教育部重点实验室，江苏 南京 210096；2. 东南大学土木工程学院，江苏 南京 210096)

摘 要：基于台州湾大桥及接线工程开展的6个标段场地10根大直径超长钻孔灌注桩现场静载荷试验结果，分析后压浆桩的荷载传递特性，并在后压浆桩增强效应作用机制的基础上，采用双曲线函数的荷载传递模型，给出了后压浆桩荷载沉降关系的计算方法，并确定了不同土层桩侧和桩端增强系数，最后通过工程实例验证了该方法的合理性。结果表明，桩端压浆对桩端土体产生预压作用，使桩端阻力在竖向荷载作用下提前发挥，改善了桩端阻力与桩侧阻力发挥的异步性和不协调性；后压浆桩是在浆液对桩端土的加固、桩端压浆的预压作用、压浆形成桩底扩大头及浆液上返对桩侧加固四方面因素共同作用下显著增强桩端阻力和桩侧阻力，而忽略浆泡半径的影响或不考虑浆液上返段的作用都不能很好的预测压浆桩的极限承载力。

关键词：后压浆桩；增强效应；预压作用；荷载沉降关系；荷载传递法




基于组合权重–理想点法的应变型岩爆五因素预测分级

徐 琛1，刘晓丽*1，2，王恩志1，2，王思敬1，3

(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. 清华大学三江源协同创新中心，北京 100084；3. 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029)

摘 要：基于理想点法的基本理论，综合考虑了岩爆发生机理，选取围岩洞壁最大主应力与岩石单轴抗压强度的比值、围岩洞壁最大切向应力与岩石单轴抗压强度的比值、岩石单轴抗压强度与岩石单轴抗拉强度比值、岩石弹性能指数以及岩体完整性系数作为评判预测指标，通过层次分析法和熵权理论计算主客观权重，综合确定各个指标的权重系数，构建了应变型岩爆组合权重–理想点法预测分析模型。通过统计相关工程案例，利用模型进行工程实例分析，验证了该模型的可行性与适用性。基于岩爆预测分级模型，开发了相应程序，可以为类似工程岩爆预测与等级划分提供重要支撑。

关键词：理想点法；岩爆；组合权重；层次分析法；熵权理论




复杂结构面缓倾层状岩体边坡破坏机制

王林峰，唐红梅，唐 芬，叶四桥

(重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室，重庆 400074)

摘 要：缓倾层状岩体边坡在结构面的切割下易发生崩塌灾害。以含有两组及两组以上结构面的复杂缓倾角岩体边坡为研究对象，首先基于断裂力学和材料力学，建立了复杂缓倾角岩体边坡层间荷载和稳定系数的计算方法，然后以重庆綦江羊叉河缓倾岩体边坡为例分析了边坡的稳定性，计算结果与边坡现场破坏情况基本一致。再通过数值模拟得到了重庆綦江羊叉河缓倾岩体边坡的稳定系数，模拟结果与计算结果基本一致。最后通过数值模拟揭示了重庆綦江羊叉河缓倾岩体边坡的破坏模式与规律，边坡下部岩腔破坏的主要诱因为压力。建立的复杂缓倾角岩体边坡层间荷载和稳定系数的计算方法可为复杂缓倾角岩体边坡防治结构的设置提供理论依据。

关键词：层状岩体边坡；缓倾角；断裂力学；数值模拟；破坏机制




水泥固化的风积沙地基扩展基础抗拔试验研究

盛明强1，乾增珍2，鲁先龙3

(1. 南昌大学，江西 南昌 330031；2. 中国地质大学（北京），北京 100083；3. 中国电力科学研究院，北京 100192)

摘 要：沙漠风积沙地基结构松散、稳定性差、承载力低，利用水泥作为固化剂固化稳定风积沙，形成水泥固化风积沙地基是改善其不良工程特性的有效手段。将取自内蒙古库布齐沙漠的现场风积沙重塑为3%含水率的试验用风积沙，向其中掺入6%普通硅酸盐水泥经充分拌和形成水泥固化风积沙填料，完成了水泥固化风积沙地基中9个扩展基础模型抗拔试验。结果表明，风积沙水泥固化方法可显著提高风积沙抗拔承载性能。上拔荷载作用下，当水泥固化风积沙扩展基础抗拔深度与底板边长比值小于3.5时，其荷载–位移曲线呈2阶段变化：初始弹性段—峰值荷载、峰值荷载后破坏段，极限抗拔承载力对应的位移与底板边长比值变化范围为0.04%～1.05%，平均0.54%。按“土重法”确定的水泥固化风积沙“上拔角”远大于天然风积沙。

关键词：沙漠；风积沙；水泥固化风积沙；抗拔试验




基于环剪试验的汶川地震大型滑坡启动机理探索

崔圣华1，2，裴向军*1，王功辉2，黄润秋1

(1. 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室（成都理工大学），四川 成都 610059，2. 京都大学防灾研究所，日本 京都 6110011)

摘 要：2008年5·12汶川地震触发了大量滑坡灾害，牛眠沟滑坡是发生于震中的同震大型滑坡。经过现场调查，该滑坡启动后即与对岸山梁相撞并产生20 m爬高，估算速度达19.8 m/s，表现出高速启动特征。取滑带材料进行室内环剪试验，结果表明试样在不排水条件下具有很高的剪切液化能力，且动剪应力下容易液化，液化后材料视摩擦角仅为 9.4°，从而得出地震滑带材料液化可能导致牛眠沟滑坡高速启动。通过能量方法，估算了不排水动剪试验材料的液化能量和地震过程通过滑带的地震能量。结果表明，滑带材料破坏所需峰值加速度为192 gal，液化所需能量为2.3×104 J/m2；汶川地震沿滑带方向提供最大地震加速度为799 gal，从而满足滑带液化的能量条件，并推测滑坡可能在地震初期突然触发。

关键词：牛眠沟滑坡；汶川地震；环剪试验；高速滑坡；滑坡启动




回填EPS混合土的防滑悬臂式挡墙地震稳定性分析

高洪梅1，2，卜春尧1，王志华*1，2，周 薇1，陈国兴1，2

(1. 南京工业大学城市地下空间研究中心，江苏 南京 210009；2. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009)

摘 要：以一种带防滑齿的“T”型悬臂式挡土墙为对象，采用振动台模型试验揭示了分别回填EPS混合土和天然南京细砂时的挡墙地震稳定性特征。分析并比较了墙–土体系的地震反应以及墙背动土压力分布，重点讨论了试验的防滑悬臂式挡墙位移模式以及回填土性质对墙背动土推力的影响。试验结果表明，回填EPS混合土时，填土地表加速度反应相对更小。回填土的动土推力对墙体转动位移的贡献随激励峰值的增大而增大；墙–土惯性相互作用效应与回填土的动力变形模式密切相关。两种回填料下的墙背动土压力分布形态具有显著差异；砂土–挡墙体系的动土推力与地表峰值加速度间趋向非线性关系，作用点接近2/3墙高。回填EPS混合土时两者更接近线性关系，且动土推力作用点接近1/3墙高。两种体系的动土推力作用点随地表峰值加速度增大均略有下移。基于试验结果与几种经典的解析方法预测结果比较，给出了EPS混合土柔性挡墙抗震分析的几点建议。

关键词：悬臂式挡土墙；EPS混合土；地震稳定性；动土压力；振动台试验




不同含水饱和度低渗透岩石气体滑脱效应研究

巢志明1，王环玲1，徐卫亚2，贾朝军2，方应东1

（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：低渗透岩石气体滑脱效应的研究是油气开采与存储领域十分重要的内容，但目前关于低渗透岩石气体滑脱效应的研究大多是在气体单相流下进行的，对于气–液两相流时，液体对气体滑脱效应的影响，所做的研究不足。因此，利用研发的低渗透岩石惰性气体渗透性测试系统，对含水饱和度为0～70%的低渗透砂岩，进行了不同含水饱和度的低渗透岩石气体滑脱效应及有效渗透率变化规律的研究，试验结果表明：①二次公式 可以较为准确的解释低渗透岩石的气体滑脱效应，准确性明显高于Klinkenberg公式。②含水饱和度对低渗透岩石的气体滑脱效应有明显影响，气体滑脱效应随着含水饱和度增大而减少，在含水饱和度超过50 %时，气体滑脱效应几乎完全被限制。③由于水的作用，含水的低渗透岩石随着围压增大，气体滑脱效应减少，这与克氏理论的结论相反。④含水饱和度对低渗透岩石的有效渗透率影响显著，随含水饱和度的增大有效渗透率减少，且围压越大，低渗透岩石的有效渗透率对含水饱和度变化越敏感。⑤低渗透岩石的有效渗透率与含水饱和度符合幂函数关系，即 。

关键词：低渗透岩石；克林伯格公式；含水饱和度；有效渗透率；滑脱效应




弱胶结结构性软黏土力学特性的试验研究

陈 波1，2，孙德安2，高 游2，李 健2

(1. 衢州学院建筑工程学院，浙江 衢州 324000； 2. 上海大学土木工程系，上海 200444)

摘 要：对取自不同地区的两种弱胶结结构性软黏土原状（undisturbed）样、重塑（remolded）样和泥浆（reconstituted）样进行了单向压缩和三轴剪切试验，分别得到土样的压缩曲线和应力–应变曲线。试验结果表明：原状样的压缩曲线为陡降型曲线，而不同制样土样的压缩曲线存在明显的差异；由于孔隙比和孔径分布对土体抗剪强度的综合影响，不仅导致相同围压下三轴剪切时孔隙比不同的重塑样和原状样强度差异较大，且孔隙比相近的不同土样的强度也存在不同程度的差异；若同一孔隙比下，两种软黏土的不同制样土样的强度关系均为原状样的强度最高，重塑样的强度最低，并可通过相近孔隙比下孔径大于0.2 μm的孔隙体积量和孔径分布均匀性可合理地解释3种制样土样强度高低的关系。由于不同制样土样的孔径分布的差异不会随固结压力的增大而消失，用参考孔隙比e* 10，简单表示土的孔隙比和孔径分布(即组构)参数，对压缩和剪切试验结果进行归一化整理后，发现不同土样的试验结果可归一化为相关度高的e/e* 10-σv曲线和ef/e* 10-qf曲线，证明结构屈服应力后，不同土样变形和强度差异主要是由孔隙比及孔径分布(即组构)的不同引起的，用参考孔隙比e* 10简单表示土的组构参数是有效的。

关键词：软黏土；压缩曲线；应力–应变曲线；孔径分布；参考孔隙比




内源爆炸荷载作用下饱和土中圆形衬砌隧道的瞬态响应解答

高 盟1，2，张继严1，2，王 滢*1，2，晁明颂 1，2，陈青生3

（1. 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266590；2. 山东科技大学土木工程与建筑学院，山东 青岛 266590；

3. 新加坡国立大学土木与环境工程系，新加坡 119077）

摘 要：内源爆炸荷载作用下隧道的动力响应，经常被简化为以爆源为中心的二维平面应变问题，其实际上是一个三维岩土工程问题。为评价隧道爆源及周围区域的爆炸破坏，采用Laplace和Fourier变换，提出一种在内源爆炸荷载作用下，饱和土体中圆形衬砌隧道的瞬态响应精确解答。基于Biot波动理论，将周围土体和衬砌结构分别看成饱和两相介质和弹性介质，推求了Laplace和Fourier变换域内爆炸荷载作用下衬砌和周围饱和土体的动力响应解析解。利用Laplace和Fourier反变换的数值方法，进行了爆炸荷载作用下衬砌和周围土体的动力响应数值分析。结果表明：与简化的二维平面应变模型相比，基于三维模型得到的切向应力、径向位移和孔隙水压力较小；隧道的动力响应随时间而迅速减小，并随着与爆源距离的增加，而在径向和轴向上呈指数衰减。

关键词：圆形衬砌隧道；饱和土体；三维动力响应；内源爆炸荷载；Laplace变换；Fourier变换




不同接触状态岩石节理的剪切力学性质试验研究

唐志成1，王晓川2

(1. 中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074；2. 武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 430071)

摘 要：除粗糙度外，节理上、下面壁的接触状态是影响其剪切力学性质的重要因素。采用水泥砂浆制备若干不同形貌的节理，对其上、下面壁沿剪切方向错开不同的位移量、形成不同的接触状态以模拟不同偶合度的节理，在常法向应力条件下进行试验研究。试验结果表明：峰值剪切强度随错开位移量的增加而呈非线性减少，但错开位移对峰值剪切强度的影响随法向应力的增加而减弱；峰值剪切位移随错开位移量的增加逐步变大；剪切刚度随错开位移量的增加逐步减少直至某一恒定值，且在高法向应力下错开位移量对剪切刚度的影响更为明显。采用几种不同的简单函数分析峰值剪切强度与错开位移量之间的关系，在偶合节理峰值剪切强度准则的基础上提出不同接触状态节理的峰值剪切强度准则。与已有的准则相比，新准则采用的描述节理接触状态的参数易于确定且更为客观。

关键词：岩石力学；节理；直剪试验；剪切力学性质；峰值剪切强度准则




酸碱环境干湿循环作用下砂岩抗剪强度劣化规律研究

刘新荣1，袁 文1，傅 晏2，王子娟1，朱乐文 3，谢应坤4

(1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 重庆大学建设管理与房地产学院，重庆 400045；3. 浙江瑞安安阳中心城区管委会，

浙江 瑞安 325200；4. 重庆市高新工程勘察设计院有限公司，重庆 401121)

摘 要：为研究酸碱环境中砂岩在干湿循环作用下抗剪强度的劣化规律，在浸泡溶液pH值分别为7，9，4的环境中，对砂岩试件进行次数为1，3，6，10次的干湿循环试验。通过不同循环次数后的单轴和三轴试验，计算得到每个阶段循环后砂岩的黏聚力和内摩擦角及其与干湿循环次数N的变化关系式，从而获得砂岩在不同pH值干湿循环作用下抗剪强度随循环次数的变化公式。结果表明，砂岩的抗剪强度随着循环次数的增加而降低，在干湿循环作用前期，受影响较为显著，抗剪强度降幅很大，而后，强度降幅相对较小；酸性环境下，砂岩抗剪强度劣化最为严重，碱性次之，中性最轻；干湿循环后的干燥试件抗剪强度劣化幅度远不如湿状态下的劣化幅度。

关键词：干湿循环；酸碱环境；砂岩；抗剪强度；劣化




考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系预测方法

李 林1，2，李镜培*1，2，孙德安3，张凌翔1，2

（1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092； 2. 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：考虑天然饱和黏土地层的原位力学特性，采用圆孔扩张模型考虑沉桩效应，结合太沙基一维径向固结理论推导了桩周土再固结过程中土体强度和剪切模量的解析解。在此基础上，根据桩基加载过程中桩侧土体的剪切变形特性，采用指数函数型荷载传递曲线分别建立了静压桩的桩侧和桩端荷载传递模型，提出了考虑时效性的静压桩荷载–沉降关系理论预测方法。通过现场试验对本文解答进行验证，研究了沉桩结束后静压桩荷载–沉降特性随时间的变化规律，分析了静压桩沉桩后不同历时的荷载传递特性。研究结果表明，沉桩结束后静压桩承载特性的变化主要是由于桩侧承载特性的提高；特定休止期后的静载试验结果与静压桩真实承载特性存在一定差异。因此，实际工程中应根据桩周土体力学特性的改变结合静载试验合理确定静压桩的承载特性。

关键词：沉桩效应；时效性；荷载传递；刚度；极限承载力；荷载–沉降




不同加载速率下冻结黏土的强度及破坏特性

栗晓林1,2，王红坚3，牛永红*1

(1. 中国科学院西北生态环境资源研究院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. 工程兵科研一所，江苏 无锡 214035)

摘 要：冻土在不同加载速率下的强度和变形特性，是改进冻土机械开挖方法和设备所需的重要参数。通过对冻结黏土进行单轴压缩试验，研究了不同温度和加载速率条件下冻结黏土的强度特性、模量特性和破坏特性。通过分析试验，得到以下结论：①冻结黏土的抗压强度和起始屈服应力均随温度的降低和加载速率的增大而增大，且起始屈服应力与抗压强度有很好的线性关系。②温度和加载速率对起始屈服模量和切线模量影响很大，不同温度条件下切线模量与加载速率存在对数函数关系。③在不同温度条件下，破坏应变和破坏时间均随加载速率的增大而减小。④在较大加载速率条件下，温度对冻结黏土的破坏应变和破坏时间影响不明显。

关键词：冻结黏土；加载速率；强度特性；模量特性；破坏特性