| sunzynj | 2015-09-30 11:29 |
岩土工程学报 2015年第9期中文摘要中低压缩性土地区桩承式加筋路堤现场试验研究 郑俊杰1，曹文昭1，董同新2，张 军3，谢明星1 (1. 华中科技大学岩土与地下工程研究所，湖北 武汉 430074；2. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063； 3. 山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西 太原 030006) 摘 要：将桩承式加筋路堤技术应用于中低压缩性土地区高速铁路桥台和涵洞之间填方路基的处理，通过逐渐改变CFG桩桩长形成刚度均匀变化的地基加固区，严格控制线路纵向差异沉降。通过现场试验对桥台、涵顶和路基中心地基沉降进行了长期观测，同时对桩承式加筋路堤桩间土沉降、孔隙水压力、格栅上下表面土压力和格栅变形进行了长期监测分析。研究结果表明：桩承式加筋路堤可有效减小中低压缩性土地基沉降，总沉降小且很快趋于稳定；桩承式加筋路堤通过土拱效应和张拉膜效应将路堤荷载向桩帽传递，格栅下桩土应力比明显高于格栅上，张拉膜效应明显，格栅上桩土应力比接近1.0，土拱效应较弱；格栅在路肩处发挥的作用强于线路中心处。 关键词：中低压缩性土；桩承式加筋路堤；现场试验；沉降；土压力；格栅变形 砂土层中盾构隧道局部破坏引发连续破坏的机理研究 郑 刚1，2，崔 涛1，2，姜晓婷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. 天津大学土木工程系，天津 300072) 摘 要：盾构隧道由混凝土管片拼接而成，接缝部位薄弱，在建设和运营过程中存在大量风险。国内外发生过多起因隧道管片局部损坏演变为隧道大范围破损甚至连续坍塌并导致地表沉陷等灾害。通过对隧道管片接头的受力分析，建立了接头的极限承载力包络图，作为管片接头的破坏准则。以隧道联络通道施工时，隧道腰部设置洞门作为隧道局部破坏的背景，利用离散元软件PFC，通过FISH语言二次开发研究了隧道腰部管片局部破坏引发的隧道连续破坏机理。研究表明，隧道腰部局部破坏引起土体进入隧道内从而引起隧道腰部外土体松动，并且松动区外围产生的土拱的拱脚支承于隧道顶部区域，这都导致隧道内力急剧增大，直至超过管片及接头的极限承载力，隧道局部破坏发生扩展。由于隧道环间螺栓的作用，破坏环过大的变形引起邻近环横向变形增大，进而引发邻近环的破坏，破坏沿纵向传递，隧道发生大范围连续破坏。最后，初步提出并对比分析了多种隧道防连续破坏措施。 关键词：管片接头；极限承载力；局部破坏；隧道连续破坏；破坏机理 低温冻结岩体单裂隙冻胀力与数值计算研究 刘泉声1，2，黄诗冰*1，康永水1，潘 阳3，崔先泽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. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室， 湖北 武汉 430072；3. 济南市人防建筑设计研究院有限责任公司，山东 济南 250014) 摘 要：寒区岩体工程中含水裂隙随温度降低会发生水冰相变产生冻胀力，内部冻胀力会驱动裂隙发生Ⅰ型扩展，从单裂隙入手，基于弹性力学、渗流力学和相变理论，建立了考虑水分迁移下的冻胀力求解模型，冻胀力不仅随着水分迁移通量的增加而迅速降低，还与岩石基质以及冰体的力学强度参数有关。采用等效热膨胀系数法对低温裂隙中水冰相变下热力耦合应力场进行了模拟分析，并与理论模型计算结果进行对比，结果表明冻胀力解析解与数值解吻合较好；结合断裂力学，利用应力外推法得出了裂隙尖端应力强度因子的数值解，与理论解析解及半解析解也具有较好的一致性，最后通过实例验证了等效热膨胀系数法的可靠性，可为研究低温裂隙岩体冻融损伤与裂隙扩展研究提供参考。 关键词：裂隙岩体；冻胀力；水分迁移；热力耦合；应力强度因子 纯主应力旋转条件下饱和黏土累积变形的 热力学模型分析 程晓辉1，陈志辉2 (1. 清华大学土木工程系，北京 100084；2. 中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031) 摘 要：不同于岩土弹塑性模型和经验回归模型，提供了一个基于颗粒固体流体动力学的热力学本构模型。该模型通过对岩土颗粒固体的弹性弛豫和颗粒熵运动等耗散机制的定量描述，可以模拟土体的非线性硬化、软化等宏观力学行为，尤其适用于主应力旋转土体累积塑性应变的模拟。纯主应力旋转条件下杭州黏土的模拟结果表明：即使不改变土体的主应力大小，纯主应力方向的旋转依然会引起土体的非弹性变形的积累。在主应力旋转过程中，土体的应变方向与应力方向并不一致，存在明显的非共轴现象。并且应变峰值的出现明显落后于应力峰值，应力–应变关系曲线存在较大的滞回圈，表明纯主应力旋转过程中也存在能量耗散，并非完全弹性过程。模型分析结果符合现有的试验结论。 关键词：主应力旋转；非共轴性；热力学本构模型；弹性弛豫；颗粒熵 季节冻土区铁路路基振动加速度现场监测 王子玉1，2，凌贤长1，惠舒清1，3 (1. 哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨150090；2. 琼州学院，海南 三亚 572022， 3. 神华包神铁路集团公司，内蒙古 包头 014014) 摘 要：为研究季节冻土区铁路路基在不同冻结时期振动特性，针对典型深季节冻土区大庆分别在冻结期、春融期和正常期进行列车行驶路基振动加速度的现场监测。研究结果表明：①季节冻区路基振动加速度有效值衰减速曲线可用负指数函数拟合；②路基振动强度受列车类型、行驶速度、列车编组、列车载重等因素共同影响；③受环境温度变化的影响，在冻结期自路基基床表层向下冻结，这部分冻结层使路基强度和刚度增加，阻尼比减小，因而导致加速度幅值在纵向和竖向被放大而在水平方向被抑制；④在春融期自基床表层向下开始解冻，由于其下部土体仍处于冻结状态，融化产生的水分无法及时从底部排出，于是形成饱水层使结构层强度大大降低，此时在上部列车荷载作用下，加速度幅值在纵向和竖向被抑制而在水平略有增加。 关键词：季节冻土区；现场监测；铁路路基；振动反应；加速度幅值 饱和半空间中隧道衬砌对平面SV波的散射IBIEM求解 刘中宪1，2，琚 鑫1，梁建文3 (1. 天津城建大学土木工程学院，天津 300384；2. 天津市软土特性与工程环境重点实验室，天津 300384；3.天津大学土木工程系，天津 300072) 摘 要：基于Biot两相介质理论，采用一种高精度的间接边界积分方程法（IBIEM），研究了平面SV波在饱和半空间中隧道衬砌周围散射的基本规律，并给出了不同参数下地表位移幅值、衬砌动应力集中因子及表面孔隙水压分布图和相应的频谱结果。数值分析表明：饱和半空间隧道衬砌对SV波的散射特征取决于围岩介质孔隙率、入射波的频率和角度、隧道埋深等因素；隧道外壁透水状态对地表位移和隧道应力影响不大；不同角度SV波入射下，隧道应力集中部位有很大差别，且随半空间介质孔隙率增大，应力集中越发显著；衬砌外壁孔隙水压峰值可达到入射波应力幅值的4倍，且30°斜入射下幅值明显大于0°垂直入射情况；衬砌上方附近不同点位位移频谱特征差异显著，斜入射情况位移放大效应明显；随埋深增大，地表位移幅值和衬砌表面动应力谱振荡更为剧烈，但幅值会有所降低。另外，按波速比等效的单相介质模型可以近似计算SV波入射下隧道–饱和围岩的位移场和应力场。 关键词：饱和半空间；隧道衬砌；地震波散射；动应力集中；间接边界积分方程法 渗流水压力分级加载岩石蠕变特性研究 杨红伟1，2，许 江2，聂 闻2，彭守建2 (1. 宜宾学院矿业工程研究所，四川 宜宾 644007；2. 煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室（重庆大学），重庆 400044) 摘 要：采用RLW-2000M微机控制煤岩流变仪，以细粒砂岩为研究对象，对三轴压缩条件下岩石渗流水压力分级加载蠕变试验进行了蠕变特性研究。重点分析了渗流水压力分级加载时蠕变条件下岩石的应变、渗流体积（体积速率）演化曲线，同时对不同渗流水压力分级加载条件下的岩石蠕变与渗透系数演化曲线进行了分析和对比。试验结果表明：分级加载渗流水压力作用下细粒砂岩的蠕变曲线符合蠕变演化三阶段特征；随着渗流水压的逐级加载，瞬时轴向、横向应变和瞬时泊松比呈增大的趋势；随着应变的累积，横向应变量大于轴向应变量呈扩容效应，直至发生蠕变破坏；分级加载渗流水压力作用下渗流体积曲线呈线性演化。研究认为：渗透系数先瞬时减小后增大，初始渗透系数都具有记忆性，即岩石孔隙通道具有记忆特征，孔隙通道经过变形→闭合→冲蚀→形成新通道过程。 关键词：岩石力学；砂岩；蠕变；分级加载；渗流压力 高掺砂率膨润土混合土膨胀特性及其膨胀量预测 孙文静，刘仕卿，孙德安，魏振飞 (上海大学土木工程系，上海 200072) 摘 要：膨润土与砂混合土中掺砂率的高低会引起混合土膨胀特性的差异。对纯膨润土及其低掺砂率混合土，浸水膨胀完成后蒙脱石孔隙比em与竖向应力σv在双对数坐标内呈唯一线性关系。对高掺砂率混合土，在较小荷载下浸水，不会形成砂骨架，em–sv线性关系仍成立；在较大荷载下浸水，会形成砂骨架，砂骨架形成后，em与sv间不再满足该线性关系。利用砂骨架孔隙比的概念可确定不同掺砂率混合土形成砂骨架时对应的起偏应力及混合土能够形成砂骨架的临界掺砂率。砂骨架形成前，砂颗粒被蒙脱石包围，外力由蒙脱石承担，最终变形量由试样中单位体积蒙脱石的含量决定。砂骨架形成后，竖向应力最终由砂骨架和蒙脱石共同承担，提出了确定不同掺砂率下两者承担比例的方法，进而可确定砂骨架形成后的膨胀变化量，预测结果与膨胀试验结果吻合较好。该方法可以预测高掺砂率混合土的浸水膨胀量。 关键词：膨润土与砂混合土；蒙脱石孔隙比；砂骨架孔隙比；起偏应力；临界掺砂率；膨胀预测 富水破碎岩体帷幕注浆模型试验研究 张伟杰1，李术才2，魏久传1，张庆松2，张 霄2，谢道雷1 （1. 山东科技大学地球科学与工程学院，山东 青岛 266510；2. 山东大学岩土与工程结构研究中心，山东 济南 250061） 摘 要：利用自主研制的三维注浆模型试验系统，开展富水破碎岩体多孔分序帷幕注浆试验，获得注浆扰动下岩体多物理场演化规律：①被注岩体总压力及孔隙水压力变化强烈，历经急剧增长—峰值波动—渐进衰减—趋于稳定的变化阶段；②破碎岩体内部，浆液在隧洞拱顶和拱底位置发生优势劈裂扩散，同时引起洞周收敛位移；③注浆作用下破碎岩体压缩释水导致渗透性能显著降低，表现为分序注浆试验中超孔隙水压力激发程度逐次大幅提高。帷幕注浆试验结束后，揭露、分析了加固体内部特征，研究破碎岩体加固范围非均匀变化规律，归纳总结松散破碎岩体及泥质软弱岩体对应的渗透–劈裂型及微劈裂型两类注浆加固模式，揭示了劈裂浆脉形成的多重注浆叠加机制。基于以上研究工作，利用扫描电子显微镜（SEM）分析固结岩体微观特征，研究表明浆脉–黏土界面具有三维结构，可划分为渗透型和微劈裂型两种类型，网络状微型浆脉的锚固作用增大了界面粗糙度和强度；界面靠近黏土一侧发育损伤裂纹，推测为固结岩体物理力学条件突变位置，为加固岩体潜在破坏环节。研究成果补充和完善了室内注浆模拟试验方法，探索了多孔分序帷幕注浆试验中浆液扩散规律及注浆加固机理，为类似地质环境下岩体注浆提供了理论支撑与技术指导。 关键词：富水破碎岩体；帷幕注浆试验；物理场特征；浆脉–黏土界面 塑料套管混凝土桩的承载力时间效应研究 齐昌广1，陈永辉2，王新泉*3，刘干斌1 (1. 宁波大学建筑工程与环境学院，浙江 宁波 315211；2. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京 210098； 3. 浙江大学城市学院土木工程系，浙江 杭州 310015) 摘 要：在塑料套管混凝土桩（TC桩）成桩机理的基础上，采用圆柱扩孔回缩理论和径向固结理论预测TC桩施工引起的桩周土超净孔压的消散，建立了TC桩承载时效的理论计算方法。通过开展现场试验，对比研究了TC桩承载时效理论的合理性。结果表明：考虑桩周土的回缩的承载时效计算结果及其随时间变化的规律与实测值相吻合；而不考虑回缩时，不同休止期对应的承载力将被高估160%～300%。 关键词：塑料套管混凝土桩；时间效应；圆柱扩孔和回缩；径向固结；现场试验 加锚多组有序裂隙类岩体单轴破断试验分析 王 平1，2，冯 涛2，3，朱永建2，3，余伟健2，3 (1. 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083；2. 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点试验室，湖南 湘潭 411201； 3. 湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南 湘潭 411201) 摘 要：为研究锚杆对多组有序裂隙岩体的作用机制，以水泥砂浆预制多组有序裂隙类岩体，采用玻璃纤维塑料筋材（GFRP）模拟锚杆，对预制的类岩体进行全长锚固，制作多组不同锚固条件下的试件。将预制试件在RMT-150伺服试验机进行单轴压缩破断试验。根据试验结果提出了主控裂纹的概念，认为主控裂纹的贯通导致了试件强度的弱化。分别从细观上研究了锚杆对多组有序裂隙类岩体主控裂纹的起裂、扩展和贯通影响机制；从宏观上研究锚杆对多组有序裂隙岩体峰值强度、残余强度以及抗变形能力的影响。研究发现：锚杆锚固后多组有序裂隙类岩体主控裂纹由纵向—倾斜—横向贯通为主的扩展、贯通模式转变为横向—纵向—倾斜的模式，主控裂纹路径更长且贯通过程受到锚杆锚固限制，具体表现为锚杆锚固改变了裂纹尖端的应力强度因子使得类岩体试件抗变形能力更大、试件的峰值强度和残余强度更高。但并非加锚密度越大，类岩体强度越高，适当的加锚密度才能获得更好的支护效果。 关键词：加锚多组有序裂隙类岩体；破断试验；应力强度因子；岩石力学 考虑泥浆触变性的顶管顶力计算方法 叶艺超，彭立敏，杨伟超，雷明锋，施成华，王 哲 （中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075） 摘 要：顶管的顶力是顶管工程设计的关键控制参数之一，直接影响到其它参数的确定和工程造价，它的准确计算对顶管工程具有重要意义。在分析了目前顶管顶力计算方法的缺陷之后，基于弹性力学半无限空间柱形圆孔扩展理论和黏性流体力学平板模型理论，采用顶管顶进过程中管土“固—液”接触状态，推导了考虑泥浆触变性的顶管顶力的一种新的计算方法，并进行了实例验证。与既有方法的对比分析表明：该方法的计算结果与实测值更为吻合，而既有方法相对保守。 关键词：顶管；注浆；触变性；摩阻力；顶力 冻结重塑黄土单轴加载过程中声波传播特性试验研究 黄 星1，2，3，李东庆1，明 锋1，张 宇1，2，邴 慧1 (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. 四川农业大学建筑与城乡规划学院，四川 都江堰 611830) 摘 要：利用RSM-SY5(T)型非金属声波检测仪对冻结重塑黄土进行单轴加载条件下的超声波纵波透射试验，研究声波在冻结重塑黄土受压过程中传播的速度特征，同时利用短时傅里叶变换及小波分析研究声波在冻结重塑黄土中传播的波形、频谱等特征。结果表明：冻结重塑黄土的纵波波速受温度和外荷载的影响，波速随温度升高而降低，在加载过程中随应变的增大大致呈现先增加后减小的趋势；冻结重塑黄土的单轴抗压强度与初始纵波波速值之间满足指数关系，相关性很好；随着加载的进行频谱形状发生变化，谱面积和主频减小；加载初期尾波不发育，随着应力的增大、裂纹的产生尾波逐渐发育；声波的特征参数能在一定程度上反映冻结重塑黄土加载过程中内部裂纹的发展情况。 关键词：冻结重塑黄土；单轴加载；温度；纵波波速；短时傅里叶变换；小波变换 膨润土防水毯搭接方式渗流特性试验研究 杨 旭1，盛金昌*1，郑忠巍1，3，孙永军2，杨 慧2，詹美礼1，顾 洋4 （1. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098；2. 天津市水利科学研究院，天津 300061；3. 湖州市吴兴区排涝站，浙江 湖州 313000； 4. 西南交通大学力学与工程学院，四川 成都 610031） 摘 要：为了从渗流量和渗透稳定角度深入研究膨润土防水毯搭接处的防渗问题，开发了由压力控制系统和模型试验系统两部分组成的具有施加法向应力作用的接触面渗流试验装置，建立了真实模拟设计提出的防水毯铺设工序的渗流搭接物理试验方法，并通过不同工况下的膨润土防水毯搭接渗流试验，初步探讨了搭接处膨润土发挥防渗作用的最佳状态。结果表明：防水毯的搭接宽度宜大于30 cm；搭接处的膨润土添加量最好在4000～5000 g/m2之间选取；取防水毯规格型号为5000 g/m2能满足防渗体的要求；围压大小和加载路径对搭接处的渗透性影响均较大，若围压先增大然后再减小，搭接处仍能保持较为密实，其渗透性变化不大。 关键词：膨润土防水毯；搭接；渗流特性 有效应力原理在中国的应用实例 陈愈炯 （中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100048） 摘 要：简单叙述黄文熙教授和他指导下的一些岩土工程师，从1954年起就开始为有效应力原理应用于实际工程做准备工作并在1959年正式投入应用的情况。以及他们在研究土的工程性质的过程中，依靠有效应力原理提高洞察力，提出新想法和取得新成果的若干实例。这些实例说明，有效应力原理的重要性往往是在实际工程中得到应用后才逐渐为工程师所认识，因此，多接触实际，时时处处想到利用该原理，才可能取得有价值的结果。 关键词：有效应力原理；工程中的应用；研究工作中的应用 桩承式路堤中土拱效应产生过程可视化分析 房营光1，2，侯明勋1，谷任国1，2，陈 平1 （1. 华南理工大学土木与交通学院，广东 广州 510641；2. 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点试验室，广东 广州 510641） 摘 要：“土拱效应”在提高桩承式路堤承载能力方面发挥着重要的作用。现今关于“土拱效应”的研究主要采用现场原型试验和数值模拟及其在此基础上的理论计算。借助于传统的光弹试验技术，研制出一种直径3 mm、透明度较高的聚碳酸酯光弹颗粒，用于近似模拟桩承式路堤中的土颗粒，通过自制的加载装置和光测力学图像处理系统，实现多种条件下路基内部应力分布的可视化，重点观测模型内部力链网格的产生、分布及变化规律，试验结果表明：填土高度会对土拱的形成及形状产生极大影响，填土高度太小，斜向力链会因缺乏扩展空间无法闭合而不能形成拱结构，随填土高度增加，土拱由三角拱向半圆拱或梯形拱过渡；荷载的大小变化不会影响土拱效应的出现，但会对土拱的结构形状产生较大影响；随桩距比的增大，土拱由三角拱向半圆拱或多拱演化，当桩距比大于3∶1时，土拱效应开始减弱直至消失，路堤承载能力大幅下降。 关键词：桩承式路基；土拱效应；光弹试验；力链 水泥固化铅污染土的电阻率特性与经验公式 章定文1，2，曹智国1，2，刘松玉1，2，陈 蕾3 （1. 东南大学交通学院，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，江苏 南京 210096； 3. 苏州大学城市轨道交通学院，江苏 苏州 215021） 摘 要：为探讨电阻率法在水泥固化重金属污染土性能评价中的应用潜能，室内配制人工铅污染土，采用水泥固化后测试其电阻率和无侧限抗压强度，分析固化土电阻率的变化规律，建立固化铅污染土的电阻率公式，并探讨电阻率与无侧限抗压强度的相关关系。试验结果表明，固化土电阻率随铅含量增大而减小，随着水泥掺入量和养护龄期的增加而增大，随着孔隙率和饱和度的减小而增大。提出了一个能够综合反映铅含量、水泥掺入量和养护龄期等因素对固化土电阻率影响规律的表征参数(nt·  )/(aw·T0.5)，用该参数替换Archie电阻率公式中的孔隙率，得到了水泥固化重金属污染土的电阻率经验公式，将Archie电阻率公式扩展应用到固化重金属污染土领域。固化土电阻率与强度之间近似服从幂函数关系。电阻率法是一种有效的重金属污染土固化效果评价方法，且其具有快捷、无损等优势，可推广应用。关键词：铅污染土；固化；电阻率；经验公式；无侧限抗压强度 堆石料剪切过程中的颗粒破碎研究 贾宇峰，王丙申，迟世春* (近海与海岸工程国家重点实验室（大连理工大学），辽宁 大连 116024) 摘 要：颗粒破碎直接改变堆石料本身结构，影响土体的剪胀、内摩擦角、峰值强度、渗透系数和流变变形。但是，目前对于堆石料在剪切过程中的破碎规律尚不明确。通过室内固结排水三轴试验，研究了古水面板坝玄武岩堆石料在制样、固结和剪切过程中的颗粒破碎规律。研究结果表明：堆石料在制样过程中会产生较为显著的颗粒破碎现象；在等向固结过程几乎不产生颗粒破碎。低围压下，颗粒间的翻越和滑移受围压约束较弱，剪切过程中的颗粒破碎不明显。髙围压下，颗粒间的翻越和滑移受到限制，颗粒间的咬合力显著提高，随着剪切应变的增大，土体颗粒不断发生破碎。在颗粒破碎过程中，大粒径颗粒首先破碎，破碎的颗粒从大粒径逐渐向小粒径扩展。粒径在0.5 mm以下颗粒的含量始终随剪应变的增大而增多，且增长幅度随着围压的增大而增大。土体颗粒破碎同时受围压和剪切变形的影响，相同围压下剪切过程中的相对破碎参量Br和剪应变之间的关系可采用双曲线公式描述。 关键词：堆石料；颗粒破碎；排水三轴试验；相对破碎参量 循环荷载作用下岩石疲劳本构模型初探 郭建强，黄质宏 （贵州大学土木工程学院，贵州 贵阳 550003） 摘 要：为研究循环荷载作用下岩石的疲劳本构模型，提出了3个疲劳基本元件：弹性疲劳元件（HF）、黏性疲劳元件（NF）和塑性疲劳元件（YF）。通过疲劳基本元件的组合建立了稳定疲劳模型（广义开尔文与伯格斯疲劳模型）与不稳定疲劳模型（非线性黏弹塑性疲劳模型）；当且仅当n>1时，非线性黏弹塑性疲劳模型才可完整模拟岩石的减速疲劳、等速疲劳和加速疲劳3个阶段。研究结果表明：非线性黏弹塑性疲劳模型可较好的模拟岩石的疲劳变形规律；若疲劳变形规律具有明显的减速、等速及加速阶段，则加速疲劳参数n将随岩石单轴抗压强度增大而减小。根据研究结果提出用临界应力比而非临界应力设计疲劳试验的参数，可能更为合理。 关键词：循环荷载；（不）稳定疲劳；非线性黏弹塑性疲劳模型；临界应力 原位气体渗透率测量试验公式推导及分析 牛冠毅，曹 渊，王铁良 （西北核技术研究所，陕西 西安 710024） 摘 要：原位气体渗透率测量试验能够较真实地给出孔隙介质原位渗透率，克服了实验室试验对试样孔隙结构强度要求高、试样尺寸代表性小的不足。根据径向一维稳态气体渗流方程推导出原位试验公式，并用二维轴对称模型分析了试验区域的压力场分布，进而给出公式中径向外边界rout取试验段长度与单根胶塞长度1/2和，以及有效测量范围为半径rout球形区域的结论。同时推导出试验符合达西定律的判断方法：从小到大至少进行3次不同流量的试验，在以流量为横轴，压力平方差为纵轴的坐标系中，试验数据点能够近似拟合成一条过原点的直线。 关键词：气体渗透率；原位；达西渗流；试验公式 地下水封石油洞库施工期监控量测与稳定性分析 田 昊1，李术才1，王者超*1，2，薛翊国1，周 毅1，姜彦彦1，赵建纲1，王轮祥1，吕晓庆1 (1. 山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061，2. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点试验室，江苏 徐州 221116) 摘 要：现场监控量测是确保大型地下工程建造和运营安全的重要手段。地下水封石油洞库在中国刚刚起步，不但缺少监测方案设计原则、实施方法等方面的规范标准，还缺少对相关监测数据分析方面的研究。以国内首个正在实施的大型地下水封石油洞库建设项目为依托，首先介绍了适用于大型地下水封石油洞库的监测原则与实施方法，该原则和方法充分考虑工程特征、地质情况和经济适用性；其次介绍了洞库监测结果：洞室大部分监测断面的洞周围岩收敛变形、拱顶沉降、内部位移和围岩松动圈分别处于4～8 mm、3～6 mm、4～8 mm和0.9～1.8 m区间范围内，锚杆应力和接触应力值大部分控制在50 MPa和0.5 MPa以内；而后分析了监测数据：①黄岛地下水封石油洞库围岩变形和支护受力较小、岩体稳定性良好、设计支护方案合理；②综合全面的监控量测结果可准确地反映地下水封石油洞库稳定性特征；③监测数据显示地下水封石油洞库稳定性表现出显著的时空演化特征。该研究可为中国地下水封石油洞库监测技术和稳定性评价研究提供重要依据。 关键词：地下水封石油洞库；监控量测；围岩稳定性；围岩变形 西北地区某填埋场堆体滑移过程监测与分析 何海杰1,2，兰吉武*1,2，陈云敏1,2，郑龙华1,2，史 炜3 （1. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058； 2. 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； 3. 西安市固体废弃物管理处，陕西 西安 710000） 摘 要：在西北某大型填埋场边坡区域布设渗滤液水位、堆体表面位移和深层侧向位移监测点并开展现场监测。在2014年4月～8月间，受垃圾堆载、填埋作业机械动荷载和强降雨的影响，堆体边坡区域发生3次大范围滑移，最大滑移报警面积达30029 m2，最大日均表面位移253 mm，滑移深度达17 m。反分析该填埋场垃圾堆填边坡滑移全过程，掌握了除堆体水位和强降雨因素外，垃圾堆载、动荷载等因素作用下的堆体滑移规律。进一步分析迫降水位、分层压实、土工织物加固等措施的抗滑效果，结果表明，采取降水压实及土工织物加固措施可满足堆体后续堆填的稳定要求。 关键词：填埋场；堆体滑移；现场监测；稳定控制 一种模拟节点达西渗透流速的三次样条多尺度 有限单元法 谢一凡1，吴吉春1，薛禹群1，谢春红2 (1. 南京大学地球科学与工程学院，江苏 南京 210046；2. 南京大学数学系，江苏 南京 210093) 摘 要：提出了一种三次样条多尺度有限单元法 (MSFEM-C) 模拟非均质介质中的地下水流运动。该方法将三次样条法和多尺度有限单元法（MSFEM）有机结合，能够高效、精确地求解水头和达西渗透流速。MSFEM-C应用三次样条函数逼近多尺度基函数，保证了基函数的一阶导数的连续性，从而得到连续的水头一阶导数。因此，MSFEM-C通过达西定律得到的渗透流速在节点上是连续的。MSFEM-C是基于MSFEM的，它可以在局部网格单元上求解达西渗透流速,而无需在整个研究区上求解，从而可以节省很大计算量。因此，MSFEM-C在求解大尺度、长时间、非线性等高计算量问题时十分高效。通过对二维稳定流以及非线性潜水流的模拟，发现MSFEM-C在计算水头和达西渗透流速时的具有很高的效率和精度。 关键词：三次样条法；多尺度有限单元法；非均质；地下水流数值模拟 砂质泥岩卸荷流变本构模型研究 原先凡1，邓华锋2，3，李建林2 (1. 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072；2. 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌 443002； 3. 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100044) 摘 要：基于隧洞开挖过程中围岩应力的实际调整路径设计加轴压卸围压条件下的分级卸荷流变实验，对某水电站引水隧洞洞轴线主要穿越的砂质泥岩的卸荷流变力学特性进行研究。试验结果表明：①应力水平低于岩石破坏应力时，砂质泥岩的流变只表现出衰减流变阶段和稳态流变阶段，且随着围压的逐级卸除，应力水平逐渐超过岩石的长期强度，试样的稳态流变速率由最初接近于0的常数逐渐增大至一个大于0的常数；②应力水平高于岩石破坏应力时，砂质泥岩经过衰减流变阶段和稳态流变阶段之后进入非线性加速流变阶段直至发生破坏，通过对比发现，不同卸荷初始围压下试样发生流变破坏的总历时不同，且各试样发生非线性加速流变的启动时间也显著不同。对砂质泥岩卸荷流变试验结果分析表明，西元模型能够较好地描述应力水平低于破坏应力时砂质泥岩的流变特性，但却无法反映应力水平高于其破坏应力时的非线性加速流变特征，基于此，引入岩石非线性加速流变启动元件，通过将其与西元模型相结合建立了一个新的非线性黏弹塑性流变模型，对提出的模型进行参数辨识，并将流变模型拟合结果与试验结果进行对比，结果表明，新建立的卸荷流变本构模型能够较全面地描述砂质泥岩卸荷流变破坏的全过程，证明所建模型是正确合理的。 关键词：砂质泥岩；加轴压卸围压；卸荷流变；长期强度；非线性黏弹塑性流变模型 正则抛物线准则及岩石初始损伤的估计 李冰洋，尤明庆* (河南理工大学能源科学与工程学院，河南 焦作 454003) 摘 要：岩石内存在裂隙等缺陷引起试样强度的离散。随着围压增加，裂隙的摩擦承载与黏结力差异减小，即初始损伤对高围压下强度影响较小。正则抛物线准则可以准确描述砂岩等颗粒性岩石在高围压下的强度，拟合参数视为岩石的理想单轴压缩强度，其与试验值的差异表征试样初始损伤度。该参数可以为岩石损伤力学分析提供基础。 关键词：损伤力学；正则抛物线准则；初始损伤；理想强度；裂隙 |
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