高壓實膨潤土孔隙結構特征研究進展

李昆鵬1，2，陳永貴*1，2，葉為民1，2，崔玉軍3

(1. 同濟大學地下建筑與工程系，上海 200092；2. 同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室，上海 200092；3. 法國國立路橋大學，法國 巴黎 74455)

摘  要：在詳細闡述高壓實膨潤土孔隙結構組成及其界限孔徑確定方法的基礎上，全面總結了處置庫近場條件下孔隙結構演化規律及其對水力特性影響的研究成果。結果表明：高壓實膨潤土具有由晶層間孔隙、層疊體間孔隙、集合體間孔隙組成的三孔結構，而描述本構關系時通常簡化為由宏觀孔隙和微觀孔隙構成的雙孔結構。雙孔結構中宏、微觀孔隙界限孔徑的確定方法尚未取得共識?？紫督Y構演化規律受深地質處置庫近場環境影響，包括溫度場、滲流場、應力場、化學場，目前對多場耦合作用的研究還不夠深入?？紫侗燃翱讖椒植继卣鳠o法準確反映膨潤土的孔隙結構，尤其體現在孔隙形態及其空間分布規律，應用于討論孔隙結構對水力特性的影響時存在局限性?；诖?，選取適用于描述高壓實膨潤土本構關系的界限孔徑確定方法、揭示熱-水-力-化多場耦合作用下孔隙結構演化規律、構建科學合理的孔隙結構量化指標體系并建立相應的水力特性預測模型，是今后需要深入研究的方向。

關鍵詞：深地質處置庫；高壓實膨潤土；孔隙結構；水力特性；研究進展

考慮水力耦合的射孔圍巖水力壓裂破裂數值模擬方法

張  玉1, 2，王鵬勝1，李大勇1，張雨坤2，魏  凱3

(1. 中國石油大學(華東)儲運與建筑工程學院，山東 青島 266580；2. 山東科技大學山東省土木工程防災減災重點試驗室，山東 青島 266590；3. 長江大學石油工程學院，湖北 武漢 430100)

摘  要：以多孔介質流體滲流和圍巖應力耦合理論為基礎，提出一種基于有限容積法（FVM）的水力耦合作用下射孔圍巖水力壓裂破裂數值模擬方法。首先，考慮初始地應力和流體滲流對射孔圍巖的影響，運用坐標轉換和疊加原理得到圍巖應力分布。其次，考慮圍巖滲透率和孔隙度的應力敏感性，通過滲流力學分析確定射孔圍巖的流體壓力。最后，探討水力壓裂射孔圍巖破裂準則的基礎上，構建考慮水力耦合的射孔圍巖水力壓裂力學模型，并基于有限容積法對滲流方程和應力方程予以離散，提出水力耦合作用下射孔圍巖水力壓裂破裂數值模擬方法。該方法實現了流體滲流與圍巖應力的耦合，可精確求解水力耦合作用下射孔圍巖水力壓裂破裂壓力和破裂時間，亦能對流體壓力和圍巖滲透率演化予以準確描述。相關成果豐富了水力壓裂破裂機理的研究，亦可對實際工程設計提供重要的參考。

關鍵詞：水力耦合；水力壓裂；射孔圍巖；有限容積法；破裂壓力

逆斷層地表變形及避讓距離的離心模型試驗研究

沈  超1，2，薄景山1，2，張雪東3，孫強強4，王  磊1，2

（1. 防災科技學院地質工程學院，河北 三河 065201；2. 河北省地震災害防御與風險評價重點實驗室，河北 三河 065201；3. 中國水利水電科學研究院流域水循環模擬與調控國家重點實驗室，北京 100038；4. 河北大學建筑工程學院，河北 保定 071002）

摘  要：斷層同震錯動引起的地表變形破壞是工程場地評價中的難點之一，如何合理避開同震地表破裂帶是工程選址必須解決的問題，關鍵在于能否準確預測發震斷層錯動過程中的地表變形演化特征?；谕凉るx心模型試驗過程中獲取的高精度地表監測數據，定量分析給出了斷層面傾角為60°且厚度約為40 m的上覆砂土在不同基巖位錯下的地表變形和坡度變化規律，并將地表變形劃分為穩定區、傾斜變形區和嚴重變形區。最后，結合中國的危房鑒定標準，進一步分析給出了逆斷層在位錯量、震級和土層厚度影響下的地表避讓距離關系式，進而建立了實用的逆斷層地表避讓預測方法。有關成果使得解決強震地表變形這一復雜問題成為可能，對進一步認識和研究逆斷層錯動引起的地表變形及相關規范的修訂具有一定的理論和實際意義。

關鍵詞：離心模型試驗；逆斷層；地表破裂；避讓距離；上覆土層

深部巖體半正弦應力波擾動下的層裂試驗研究

滿  軻1，劉曉麗*2，宋志飛1

(1. 北方工業大學土木工程學院，北京 100144；2. 清華大學水沙科學與水利水電工程國家重點試驗室，北京 100084)

摘  要：針對深部巖體在應力波擾動作用下所呈現出的層裂破壞現象，基于一維彈性波理論，首先闡明了一個簡單的半正弦應力波在單個巖石桿件中的傳播機理，并剖析其層裂破壞原理；依據凈拉應力與動拉伸強度等特征因子，刻畫并表征了其破壞過程。進而，采用SHPB設備開展了巖石桿件的層裂試驗，發現層裂后巖石桿件其破壞斷口較為齊整，并且與拉伸應力方向基本保持為垂直，屬于典型的I型拉伸破壞。并且，層裂長度與理論分析值表征出一致的規律，亦即隨著層裂次數增加，巖石桿件斷裂的長度將逐漸增大。進一步地分析并揭示了巖石介質發生層裂的根本原因，是由于巖石處于強擾動所致的動力效應與巖石樣品自身不均勻性、非線彈性及各向異性所體現出的結構效應而共同作用、相互耦合所引起的。文中所揭示的某些巖石工程破壞行為背后的固有本質，可對巖土工程的精細化開挖與支護設計、巖爆預警與監測等提供相應的理論支撐，其對于深部地下工程的強動力擾動行為與漸進失穩破壞現象，亦有一定的理論指導意義與工程應用前景。

關鍵詞：深部巖體；層裂；半正弦應力波擾動；動力效應；結構效應

基于現代原位測試CPTU的土體液化勢統一評價方法

段  偉1, 2，蔡國軍*2, 3，劉松玉2，趙澤寧2，董曉強1，陳瑞鋒2

(1. 太原理工大學土木工程學院，山西 太原 030024；2. 東南大學巖土工程研究所，江蘇 南京 211189；3. 安徽建筑大學土木工程學院，安徽 合肥 230601)

摘  要：靜力觸探（CPT）測試是國際上常用的砂質土液化判別技術，但無法反映孔隙水壓力（孔壓）對液化行為的影響。能夠測試孔壓的現代原位測試技術孔壓靜力觸探（CPTU）對砂質土、粉質土具有更高的辨識度和靈敏度，因此在砂質土、粉質土液化評價方面具有獨特的優勢。通過編譯的CPTU液化案例數據庫，在簡化應力框架下，通過粒子群優化核極限學習機算法、穩健搜索技術和非線性擬合優化分析建立了基于CPTU測試參數的液化阻力比（CRR7.5）模型，該模型包括修正的錐尖阻力（qt1N）和土類指數（Ic,BJ）；其中Ic,BJ采用Jefferies和Davies提出的形式，包含了孔壓參數比（Bq）。這樣所提模型中土壤類型信息直接包含在液化判別公式中，無需根據土壤細粒含量進行貫入阻力的修正，更直接、更符合力學框架，適用于砂質土、粉質土等較廣范圍的土體；并通過內含Bq的土類指數Ic,BJ將砂質土和粉質土液化判別統一起來。最后用中國唐山地震液化案例證明所提模型的準確性和優越性。

關鍵詞：孔壓靜力觸探；粉質土；液化；土類指數；孔壓參數比

平面Rayleigh波入射下飽和土中淺埋隧道復合式襯砌的動力響應

范凱祥1，申玉生*1，聞毓民1，黃海峰1，王帥帥1, 2，高  波1

(1. 西南交通大學交通隧道工程教育部重點實驗室，四川 成都 610031；2. 中交第二公路工程局有限公司，陜西 西安 710065)

摘  要：基于Biot波動理論，采用Fourier-Bessel級數展開法，建立了平面Rayleigh波入射下，飽和土中淺埋隧道復合式襯砌的散射力學模型，求解了頻域內復合式襯砌的動應力集中系數、孔壓集中系數的解析解，通過參數化分析，研究了Rayleigh波在不同入射頻率作用下，內襯和外襯的剛度比、厚度比、隧道埋深等因素對復合式襯砌動力響應的影響規律。結果表明，入射頻率對復合式襯砌的動應力集中系數和孔壓集中系數的空間分布和幅值影響顯著；增大內襯和外襯的剛度比、厚度比可以顯著降低外襯的動應力集中系數和孔壓集中系數，最大降幅可達90%以上，但會顯著放大內襯的動應力集中系數，而且超過一定幅值后，對外襯的減震效果影響有限，建議內襯和外襯剛度比取值范圍為2～4，厚度比取值范圍為1～2；隨埋深的增大，內襯的動應力集中系數逐漸降低，Rayleigh波對淺埋隧道動力響應的影響更為顯著。研究成果可為水下隧道的抗減震設計提供理論支撐。

關鍵詞：隧道工程；飽和土；Rayleigh波；淺埋隧道；復合式襯砌；動力響應

考慮體變特征的遺址土脫濕過程持水特性

張  悅1, 2，葉為民*2

（1. 上海大學文化遺產保護基礎科學研究院，上海 200444；2. 同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室，上海 200092）

摘  要：作為土遺址最常見的病害，表層結皮龜裂及剝離嚴重威脅文物本體的存續，然而目前有關其形成過程和內在機理的系統研究仍顯不足。以世界文化遺產——交河故城為對象，開展泥漿樣的自由收縮試驗和壓汞試驗，從宏、微觀角度綜合探究試樣在干燥過程中的體積變化規律；結合已有的質量含水率與基質吸力關系，建立考慮體變的修正van Genuchten（vG）模型的土水特征曲面模型；最后基于微觀孔隙分布特征開展持水性預測與分析。結果表明：遺址土泥漿試樣的收縮特征曲線具有多階段特征，孔隙比隨著含水率降低先快速減小，再漸趨穩定；孔徑分布曲線形態經歷了單峰與雙峰結構互相轉換的過程；脫濕土水特征曲面能夠有效反映基質吸力和孔隙比對飽和度的綜合影響。結果對定量揭示土遺址表面雨蝕泥漿的干縮及其后續開裂破壞等行為特征具有重要參考價值。

關鍵詞：非飽和土；干燥收縮；土水特征；孔徑分布；土遺址保護

層理頁巖水力裂縫擴展規律的相場法研究

劉  嘉1，薛  熠*1，高  峰2，滕  騰3，梁  鑫1

(1. 西安理工大學西北旱區生態水利國家重點實驗室，陜西 西安 710048；2. 中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室，江蘇 徐州 221116；3. 中國礦業大學(北京) 能源與礦業學院，北京 100083)

摘  要：準確預測層理頁巖水力裂縫擴展路徑對于頁巖壓裂方案優化與壓裂效果評價至關重要?；诙嗫讖椥岳碚摵湍芰孔钚』斫⑺︸詈系南鄨瞿Ｐ?，采用交錯策略的分離式耦合方法進行求解。通過壓裂試驗數據對比驗證模型的可靠性，同時基于頁巖三維水力壓裂模擬分析，驗證該方法對于模擬不同地應力條件下的水力裂紋擴展問題的適用性?；谠撃Ｐ?，利用插值函數表征頁巖層理與基質的力學和滲流參數，研究不同層理角度與地應力差工況下，水力裂縫、天然裂隙以及層理面三者之間的交互作用。研究表明：頁巖的層理面改變了水力裂縫預期的擴展路徑，該作用效果取決于層理角度。隨著地應力差的增大，水力裂縫的擴展路徑以及與天然裂隙、層理面交互模式逐漸由地應力差所控制。相場法模擬多場耦合環境下的復雜裂紋擴展與交互等現象相對于其它數值方法具有顯著優勢。

關鍵詞：相場法；層理頁巖；水力壓裂；天然裂隙；地應力

微生物加固砂土彈塑性本構模型

崔  昊1，肖  楊*1,2,3，孫增春1，汪成貴1，梁  放1，劉漢龍1,2,3

（1. 重慶大學土木工程學院，重慶 400045；2. 重慶大學山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室，重慶 400045；3. 庫區環境地質災害防治國家地方聯合工程研究中心，重慶 400045）

摘  要：微生物誘導碳酸鈣沉淀（MICP）是一種利用環境友好的微生物加固巖土體的新方法。試驗結果表明，MICP加固砂的剛度，強度和剪脹性增強，可壓縮性降低。針對MICP加固砂土的力學特性和變形特征，在臨界狀態土力學理論框架下，采用非關聯流動法則，建立了微生物加固砂土的狀態相關彈塑性本構模型。在新的膠結退化準則中，將膠結退化速率與塑性應變的累積和固結圍壓建立關系。微生物加固砂土三軸排水剪切試驗的模擬結果表明所建立的本構模型可以較好地描述微生物加固砂土的應力–應變關系和剪脹行為，驗證了模型的合理性。

關鍵詞：MICP加固砂土；狀態參數；膠結作用；退化；本構模型

有限寬度填土擋墻主動土壓力的普適解法 

賴豐文1,2，劉松玉*1,2，楊大禹1,2，程月紅3，范欽建3

(1. 東南大學巖土工程研究所，江蘇 南京 211189；2. 江蘇省城市地下工程與環境安全重點實驗室，江蘇 南京 211189；3. 中億豐建設集團股份有限公司，江蘇 蘇州 215000)

摘  要：利用有限元極限分析方法（FELA），揭示了平動模式下有限寬度填土主動破壞機理。結果發現，有限土體條件下，填土主要呈現多滑裂面破壞機理，并呈“反射式”發展；同時總結了不同工況下滑裂面數量。據此，將有限填土劃分為上部未滑裂區與下部滑裂區，考慮墻后土拱效應及層間單元水平剪切力作用，引入彎曲微分單元概念，并用于求解非滑裂區主動土壓力；進一步考慮任意數量滑裂面，采用滑楔體極限平衡法和有限差分理論，得到了下部滑裂區主動土壓力解；同時給出了主動土壓力合力及其作用點高度計算表達式，系統地建立了有限寬度填土擋墻主動土壓力的普適解法。通過與已有研究對比驗證了所提方法的合理性與準確性。此外，分析了填土寬高比、填土內摩擦角及墻-土界面摩擦角對主動土壓力分布及其合力和作用點高度的影響。結果表明，滑裂面數量顯著影響主動土壓力分布規律，采用所提方法利于有限寬度填土擋墻經濟性設計。

關鍵詞：有限寬度填土；主動土壓力；土拱效應；水平剪切力；有限元極限分析

基于動態貝葉斯網絡的地鐵隧道施工風險評估

盧鑫月，許成順*，侯本偉，杜修力，李立云

(北京工業大學城市與工程安全減災教育部重點實驗室，北京 100124)

摘  要：近年來中國地鐵隧道建設發展迅速，然而地鐵施工事故頻繁發生。針對施工過程中風險隨時間的演變，提出基于動態貝葉斯網絡（DBN）和模糊綜合評價法（FCEM）的地鐵隧道施工動態風險評估方法，結合沉降監測數據進行地鐵隧道下穿既有建筑物的風險實時動態評估。該方法通過施工環境、施工技術、施工機械、施工管理4方面共12個風險因素與施工風險間的因果關系，建立地鐵隧道施工風險DBN模型，預測施工過程風險發生概率的動態變化；根據施工實測的累計沉降值和沉降變形速率反饋DBN模型，更新動態風險概率評估結果；基于FCEM評估地鐵隧道施工風險損失，并計算施工動態風險值。以北京地鐵14號線地鐵盾構施工下穿工程為案例驗證方法的合理性，結果表明該方法結合監測數據的動態風險評估結果能較好地反映實際施工過程中的突發風險事件。

關鍵詞：動態貝葉斯網絡；模糊綜合評價；監測數據更新；噪聲或門

考慮接觸角及粒徑級配影響的土水特征曲線滯回模型

伏映鵬1，廖紅建*1，呂龍龍1，柴小慶2

(1. 西安交通大學人居環境與建筑工程學院，陜西 西安 710049；2. 長安大學地質工程與測繪學院，陜西 西安 710054)

摘  要：土水特征曲線描述了非飽和土中含水率（或飽和度）與基質吸力（或土水勢）之間的關系。土水特征曲線存在滯回效應，即在相同的吸力下，土體在蒸發或重力排水的脫濕過程中賦存的水量比土體在入滲、毛細上升的增濕過程中所賦存的水量多。針對影響土水特征曲線滯回特性的兩個關鍵因素——接觸角及由顆粒粒徑級配（孔隙分布）引起的墨水瓶效應，首先，基于勢能最小原理采用數值模擬方法研究了斜面液滴行為，提出了增濕、脫濕過程微細觀界面關鍵參數接觸角與含水率的演化關系；其次，通過修正顆粒間液橋體積表達式，使Young-Laplace方程可用于計算w-lns平面上邊界影響區、過渡區及部分殘余區的基質吸力；最后，通過引入Rosin-Rammler顆粒粒徑分布函數，建立了考慮接觸角及粒徑級配影響的土水特征曲線滯回模型，該模型參數物理意義明確，能夠較好地描述接觸角及顆粒粒徑對土水特征曲線滯回特性的影響。以西安曲江某基坑壓實黃土土水特征曲線為例進行模型驗證，結果表明該模型能夠很好地反映基質吸力與含水率的非線性關系，該模型可進一步用于非飽和土抗剪強度、本構模型等的研究。

關鍵詞：土水特征曲線；滯回模型；接觸角；粒徑級配；Young-Laplace方程；Rosin-Rammler分布

大直徑埋地鋼管管頂土壓力及其設計模型研究

于金弘，石長征，伍鶴皋*，徐文韜

(武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室，湖北 武漢 430072)

摘  要：以往埋地鋼管的管頂土壓力研究結果多基于小直徑管道，對大直徑管道并不完全適用。建立了埋地鋼管有限元計算模型，分析了不同管徑、徑厚比和埋深下的管頂土壓力，并與傳統設計模型進行比較，探討了相關參數對土壓力的影響。提出了一種新型的土壓力設計模型——盆式模型，采用“直線+拋物線”形式描述土壓力分布，根據管徑和埋深情況采用“Marston+胸腔”荷載計算土壓力數值，并深入研究了盆式模型對大直徑埋地鋼管的適用性。結果表明：對于大直徑埋地鋼管，管頂土壓力分布的基本形式為“倒盆形”，徑厚比及埋深均會顯著影響土壓力，但徑厚比大于200后，土壓力變化很??；管徑小時，土壓力大體呈拋物線分布。增加回填土變形模量和泊松比、溝槽接觸面粗糙程度，減小溝槽寬度，均可降低土壓力，但影響有限。高埋深時，棱柱荷載過大；低埋深時，Marston荷載偏小，這兩種模型的計算精度及適應性較差；盆式模型與有限元分析的計算結果吻合度較好，計算精度高，適應性強，可為大直徑埋地鋼管的結構設計及規范制定提供借鑒和參考。

關鍵詞：埋地鋼管；大直徑；管頂土壓力；設計模型；有限元法

考慮溫度效應和纖維加筋作用的垃圾土熱-彈塑性本構模型

李修磊1,2，施建勇2，姜兆起2，李玉萍2

(1. 重慶交通大學山區公路水運交通地質減災重慶市高校重點實驗室，重慶 400074；2. 河海大學巖土工程研究所，江蘇 南京 210024)

摘  要：考慮填埋場內垃圾土成分的復雜性和有機質降解產熱導致的溫度升高，根據不同溫度不同纖維材料含量垃圾土的三軸試驗結果，表明溫度和纖維材料是影響垃圾土力學特性的關鍵因素，由此將垃圾土看作是類土材料和纖維材料的復合體。荷載作用下垃圾土的力學特性取決于類土材料和纖維材料的共同作用，認為溫度變化只影響垃圾土的體積變形，提出了考慮溫度效應的塑性體應變的硬化規律和纖維材料加筋作用的演化方程。通過構建一個新的反映溫度效應和纖維加筋作用的塑性勢函數，并依據相關聯流動性法則導出了適用于垃圾土的熱-彈塑性本構模型。通過對比文獻中已有垃圾土的三軸試驗結果，表明模型計算值與試驗結果具有較高的吻合程度，能夠很好地地模擬垃圾土應力–應變曲線上翹和體應變持續增加的變化特征，以及較高圍壓下強度較大、較高纖維含量強度較大、較高溫度下強度較小的垃圾土力學特性；在體積變形預測方面，模型計算值與試驗結果雖有所偏差，但還是較好地捕捉到了較高圍壓下體應變較小、較高纖維含量體應變有所增大、較高溫度下體應變略大的變形特征。由此可見，所建垃圾土的本構模型能夠較為準確地反映圍壓、纖維含量以及溫度對垃圾土應力–應變關系特性的影響規律，有效驗證了模型的合理性。

關鍵詞：城市生活垃圾土；溫度效應；纖維加筋作用；本構模型；應力–應變關系

堆載-真空聯合預壓下的未打穿豎井地基固結理論

田  乙1,2，吳文兵*1,2,3，張  霖4，蔣國盛1，宗夢繁1,2，梅國雄1,3

（1. 中國地質大學工程學院，湖北 武漢 430074；2. 中國地質大學浙江研究院, 浙江 杭州 311305；3. 廣西大學工程防災與結構安全教育部重點實驗室，廣西 南寧 530004；4. 中冶成都勘察研究總院有限公司，四川 成都 610023）

摘  要：針對現有未打穿豎井地基固結計算方法存在的不足，提出一種固結度簡化計算方法，將未打穿豎井地基分成包含豎井和不包含豎井的兩層土體分別進行計算。該方法基于連續排水邊界條件的思想，考慮了上下層土體間的孔壓連續性。在堆載–真空聯合預壓下分別推導得到頂面排水且底面排水（PTPB）和頂面排水且底面不排水（PTIB）條件下的超靜孔隙水壓力和平均固結度解析解。通過與現有近似法和半解析解的對比分析，驗證了本文解答的合理性?；谒媒?，探究了堆載–真空聯合預壓下的未打穿豎井地基的固結性狀。結果表明，豎井貫入度越大，土體整體固結速率越快；在考慮真空預壓的PTPB條件下，下臥層土體內的真空負壓沿深度向下衰減。

關鍵詞：軟土地基；未打穿豎井；固結；真空預壓；固結度

砂土液化概率計算新方法

袁近遠1，李天寧1，王蘭民2，汪云龍1，陳龍偉1，李兆焱1，袁曉銘*1，王永志1，陳卓識1，李瑞山1

（1. 中國地震局工程力學研究所，中國地震局地震工程與工程振動重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150800；2. 中國地震局蘭州地震研究所，甘肅 蘭州 730000）

摘  要：基于發展風險理念下液化防治技術的需求，推導出了一種基于單變量（UB）的概率計算新方法，提出了以實測標貫擊數為主控參數的砂土液化概率評價的半經驗半理論方法與新計算公式，并以近期地震大量實測數據對新方法進行了對比檢驗。研究表明：通過較為成熟的土層液化判定的確定性方法與求解概率的經典數學方法相結合，可解決目前實測資料不具備完備性導致的完全依靠樣本回歸或學習形成的評價方法的偏差問題，亦可克服采用CSR理論導致的既有液化概率計算方法在砂層埋深超過10 m后不合理的缺點；以2011年新西蘭地震中0.23g～0.89g的PGA范圍、2～30 m埋深的341組液化實測數據檢驗，新方法和公式的可靠性和先進性得到了驗證。提出的公式已被具有樣板規范性質的《建筑工程抗震性態設計通則》修訂版采納，可為相關規范修訂及工程應用提供指導與技術支持，同時提出的基于單變量的概率計算新方法對其他多自變量下二分類概率計算問題具有指導與參考意義。

關鍵詞：液化概率；半經驗半理論方法；二分類概率計算；基于單變量的方法

強震作用下軟土場地樁基負摩阻力振動臺試驗研究

田兆陽1,2,3，李  平*1,3，朱  勝1，張  塬1，李玉影1，劉應慈1，周  楷1，顏靈勇1

(1. 防災科技學院，河北 廊坊 065201；2. 山東省地震局,山東 濟南 250014；3. 河北省地震災害防御與風險評價重點實驗室，河北 廊坊 065201)

摘  要：為研究強震作用下軟土場地中樁基負摩阻力的產生機理及分布特性，設計開展了軟土靜力學試驗、動三軸震陷試驗和軟土場地–單樁體系振動臺試驗，驗證了震陷軟土場地對樁基的負摩阻力作用，得到了軟土的震陷特性、不同輸入地震動下樁土體系地震動響應和樁負摩阻力分布發展規律，討論了強震作用下負摩阻力的產生及發展過程。結果表明：①軟土震陷的產生存在一定的屈服動應力，可利用動三軸試驗來初步判斷震陷引發負摩阻力的啟動震級；②水平向地震動下負摩阻力主要產生在樁身的上部，豎向地震動下全樁均會產生負摩阻力；③震陷引發的樁基負摩阻力具有突發性，且微小的樁土相對位移量即可產生顯著的負摩阻力，這種瞬時加載可能會對結構造成破壞；④利用樁側土體和接觸面的抗剪強度可初步估算軟土場地中樁基可能受到的負摩阻力值。試驗成果可為軟土場地樁基負摩阻力的判別與計算提供參考，對軟土場地抗震設防具有一定的理論和工程實用價值。

關鍵詞：強震；軟土；樁基；負摩阻力；振動臺試驗

復合式襯砌結構聯合承載的原位試驗與數值分析

何灝典1，唐欣薇*1，嚴振瑞2，鄭懷丘1，李代茂3 

（1. 華南理工大學土木與交通學院，廣東 廣州 510640；2. 廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司，廣東 廣州 510635；3. 廣東粵海珠三角供水有限公司，廣東 廣州 511458）

摘  要：針對復合式雙層襯砌開展了原位加載試驗與三維有限元數值仿真，分析了該結構在內壓加載中的聯合承載和結構失效過程，并對多種圍巖強度下結構的受力變形規律進行了探討。結果表明：橡膠囊體與鋼反力架相結合的加載方式可較好地模擬大直徑斷面內水壓力的作用，光纖感測技術可實現隧洞結構的全斷面連續監測；在內壓作用下，復合式襯砌聯合承載作用明顯，內外襯均呈現“橫橢圓”且向外膨脹受拉的變形趨勢；內襯混凝土開裂成為結構承載力下降的控制因素，當內外壓差超過0.40 MPa時，內襯達到正常使用極限狀態，聯合承載性能降低；隨著圍巖強度的提高，結構變形及內力響應減小，圍巖分擔內壓的效果增強，宜適當優化襯砌厚度。

關鍵詞：輸水隧洞；復合式襯砌；聯合承載；原位試驗；精細化模型 

黃土中灌溉水入滲過程的現場試驗研究

趙志強1，戴福初*1，閔  弘2，涂新斌3

(1. 北京工業大學城市建設學部，北京 100124；2. 中國科學院武漢巖土力學研究所巖土力學與工程國家重點實驗室，湖北 武漢 430071；3. 國家電網有限公司交流建設部，北京 100031)

摘  要：黃土臺塬地帶頻發的滑坡災害與農業灌溉活動密切相關。為研究水分在原位黃土中的入滲規律，在陜西涇陽南塬開展了場地直徑為20 m的灌溉入滲試驗，分析了浸水過程中入滲水量，土體體積含水率、基質吸力和孔隙氣壓的變化規律，揭示了灌溉水在原位黃土中的入滲過程。監測結果表明：①持續灌溉條件下，濕潤鋒下移深度大于11.0 m，初始入滲率較高，隨后降低并趨于穩定，穩定入滲率略小于表層土體的滲透系數。②馬蘭黃土中存在平行于塬邊的豎向裂隙，裂隙最大寬度約為15.0 mm，灌溉水易沿貫通裂隙產生優勢入滲。③第一層古土壤（S1）為透水性地層，當濕潤鋒抵達S1下部時下移受阻而移動速率降低，產生最高水頭為44 cm的瞬態滯水。④灌溉水入滲過程中孔隙氣體被壓縮而氣壓升高，在濕潤鋒到達前產生氣阻效應；不同深度處土體的最大孔隙氣壓為1.1～4.3 kPa。

關鍵詞：黃土；原位監測；入滲過程；濕潤鋒；優勢入滲；氣阻效應

復雜應力條件下飽和珊瑚砂各向異性試驗研究

馬維嘉1，秦  悠1，王常德1，陳國興*1,2

（1. 南京工業大學巖土工程研究所，江蘇 南京 210009；2. 江蘇省土木工程防震技術研究中心，江蘇 南京 210009）

摘  要：各向異性是珊瑚砂的固有屬性。對飽和南沙珊瑚砂開展了一系列不排水單向剪切試驗，探究了固結應力方向角α0和單向加載方向角αm對飽和珊瑚砂不排水反應的影響。α0和αm對飽和珊瑚砂的不排水反應均有顯著影響，且α0與αm的耦合作用對其不排水反應的影響更為復雜。對所有試驗的應力條件，飽和珊瑚砂的超靜孔壓ue均呈現出先增大后減小的趨勢。α0不同時飽和珊瑚砂的相變強度SPT、有效內摩擦角與αm的關系存在顯著差異。發現飽和珊瑚砂的相變強度SPT與無量綱參數β存在事實上的線相關性，其中，β是以α0，αm為變量的余弦函數。隨著廣義剪應力qg的增大，飽和珊瑚砂呈現出明顯的應變硬化現象。

關鍵詞：飽和珊瑚砂；各向異性；固結應力方向角；單向加載方向角；相變強度

固結作用下非均質隔離墻中污染物二維運移規律研究

丁祥鴻，馮世進*

（同濟大學地下建筑與工程系，上海 200092）

摘  要：土-膨潤土隔離墻廣泛應用于污染場地管控和修復工程。在隔離墻自重和側向土壓力的作用下，墻體沿深度方向呈現非均質性?；陔p向固結理論，建立了非均質隔離墻-含水層系統中污染物二維運移模型。模型采用高斯函數表征污染源局部非均勻分布，并考慮了屏障系統中污染物對流—彌散—吸附—降解耦合運移過程。結合邊界條件和層間連續性條件，選用大型有限元計算軟件COMSOL Multiphysics的對流-擴散方程瞬態分析模塊進行求解，分析了污染源濃度分布形式和墻體力學參數對污染物運移規律的影響。研究結果表明：①采用均質隔離墻模型進行計算會明顯高估隔離墻的服役時間，且會低估通過隔離墻出口污染物的質量通量；②隔離墻的服役性能隨著墻體材料抗剪強度增大而降低，但幾乎不受材料抗壓強度的影響；③最終基于本文的非均質模型提出了淺部增強型隔離墻強化區域設計思路。

關鍵詞：污染場地；非均質隔離墻；固結作用；對流-擴散；二維運移