挡墙土压力及其分布影响因素的研究
郦能惠1，武清玺2，陆 军2，3，江松笙4
（1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210024；2. 河海大学，江苏 南京 210098；3. 江苏省交通科学研究院，江苏 南京211112；
4. 华东宜兴抽水蓄能有限公司，江苏 宜兴 214205）
摘 要：利用依托工程完整的挡墙温度、位移和土压力观测资料研究了挡墙土压力及其分布的影响因素，首先利用实测资料反演分析确定了计算参数，继而进行挡墙温度应力仿真分析，研究了挡墙所支挡的堆石体高度、挡墙位移和气温对挡墙土压力及其分布的影响，指出在挡墙所支挡的土石体作用基本不变的情况下，气温是影响挡墙土压力分布的重要因素，进一步揭示了挡墙的工作机理和挡墙土压力周期性变化的原因。 关键词：挡墙；土压力；分布；位移；气温；堆石体；影响因素 稳定路基中刚性桩抗弯能力验算简易方法
刘吉福1，2，3，4，郑 刚1，安关峰2
（1. 天津大学建筑工程学院，天津 300072；2. 广州市市政集团有限公司，广东 广州 510060；3. 中国铁建港航局集团有限公司，广东 珠海 519070；4. 中铁建港航局集团勘察设计院有限公司，广东 广州 511442）
摘 要：稳定路基的刚性桩复合地基会产生一定的侧向位移，其刚性桩会承受一定的弯矩并可能开裂。为了保证刚性桩复合地基路基的长期稳定性，应验算路堤下复合地基刚性桩的抗弯能力。为减小路堤下复合地基刚性桩的抗弯能力验算难度，需要研究刚性桩弯矩简易计算方法。首先，基于大量公路路基软基试验和监测工程，对路基最大沉降与最大侧向位移的关系进行了统计研究，得到了两者之间的经验关系式；然后，根据路堤下复合地基和刚性桩的侧向位移曲线形状，提出刚性桩水平受力简化模型，并对复合地基刚性桩弯矩与最大侧向位移之间的关系进行了理论推导。在上述研究的基础上，提出了根据复合地基沉降得到桩身弯矩的简易方法。工程算例表明该方法简单、可行。研究表明，刚性桩位移与桩间土位移基本相等，可忽略不计桩土位移差对刚性桩弯矩的影响；当刚性桩进入硬土层的长度超过7倍桩径时，可认为刚性桩在软土层底面处固定。 关键词：路基；刚性桩；抗弯能力；侧向位移；固定桩 抗剪强度概率特性的相关与非相关回归统计法
陈立宏
（北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044 ）
摘 要：正确统计土体抗剪强度指标的均值和标准差是确定抗剪强度参数合理取值的关键手段。由于实验组数较少，相对均值而言，标准差或变异系数的统计显得十分困难。特别是传统的线性回归方法并不能获得真正的抗剪强度指标标准差。基于概率论和泰勒展开方法，提出了能计算抗剪强度指标标准差和相关系数的回归统计方法，同时也给出了简单有效的不考虑强度指标互相关性的回归统计方法，并利用大围压下土体抗剪强度变异性主要来源于f的特性，将大围压下的数据进行综合统计，解决了土工实验中棘手的样本数量问题。应用不同的方法对小浪底心墙料320个三轴实验成果进行了统计分析，发现不同方法都能较好地预测强度参数的不确定性。然而较大的负相关系数的存在使得矩法得到的标准差要高于非相关回归统计的结果，因此在实际应用中，利用矩法的成果时不应忽略相关系数，而在诸如分项系数设计或其它默认相关系数为0的条件下，应使用基于非相关假定的回归统计成果，否则将高估抗剪强度的不确定性。 关键词：线性回归；标准差；相关系数；强度指标；三轴； 循环荷载作用下软土中吸力锚承载力拟静力有限元分析
王建华1，2，李书兆1，2
(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)
摘 要：建议了一种利用软土不排水循环强度，评价静荷载与循环荷载共同作用下软土中吸力锚承载力的拟静力弹塑性有限元方法。该方法首先依据软土的不排水静强度，通过弹塑性有限元计算，确定平均系泊荷载作用下土体单元的八面体平均剪应力，再据此确定与一定循环破坏次数对应的土单元循环强度；然后，按土单元循环强度再次通过弹塑性有限元计算，确定锚系泊点沿系泊方向的荷载位移曲线；最终由荷载位移曲线、按位移破坏标准确定锚的循环承载力。这一方法的特点是考虑了平均系泊荷载对软土循环强度、进而对静荷载与循环荷载共同作用下锚承载力的影响。为说明这一方法的可行性，进行了不同锚径、不同长径比、不同平均荷载、不同摩擦系数、不同加载方向、不同破坏模式条件下的软土中吸力锚循环承载力模型试验。利用拟静力有限元方法对模型试验结果进行了预测，预测结果比试验结果偏小，平均偏小不超过10%。模型试验结果还表明，软土中锚的归一化循环承载力随循环破坏次数的变化只取决于归一化平均荷载，可以忽略加载方向、锚的直径、锚外壁摩擦系数对归一化循环承载力变化关系的影响。若归一化平均荷载为0.5，当循环破坏次数为1000时，对于竖向破坏的锚，循环承载力大约为静承载力的75%；对于水平破坏的锚，循环承载力大约为静承载力的80%，这与已有的离心模型试验结果基本一致。 关键词：吸力锚；承载力；拟静力有限元法；模型试验；循环承载力 考虑参数空间变异性的边坡可靠度分析非侵入式随机有限元法
李典庆1，2，蒋水华1，2，周创兵1，2，方国光3
(1. 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；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. 新加坡国立大学土木与环境工程系，新加坡 117576)
摘 要：提出了考虑土体参数空间变异性的边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法。采用Karhunen-Loeve级数展开方法表征土体抗剪强度参数空间变异性，其中通过wavelet-Galerkin技术求解Fredholm积分方程得到相关函数的特征解。基于有限元滑面应力法计算边坡安全系数，采用随机多项式展开将隐式函数表达的安全系数替换为显式函数表达的安全系数，并编写了计算程序NISFEM。研究了所提方法在考虑土体参数空间变异性的边坡稳定可靠度分析中的应用。结果表明：提出的非侵入式随机有限元法极大地提高了考虑土体参数空间变异性的边坡可靠度分析的计算效率，为解决复杂边坡稳定可靠度问题提供了一条有效的途径。考虑抗剪强度参数空间变异性的边坡可靠度分析存在临界变异系数，其随边坡安全系数的增加而增大。当抗剪强度参数的变异系数小于临界变异系数时，忽略土体参数空间变异性将会高估边坡失效概率。当边坡安全系数小于1时，边坡失效概率并不总是随着抗剪强度变异系数的增加而增大。此外，土体黏聚力和内摩擦角随机场间相关性对边坡失效概率具有十分明显的影响。 关键词：边坡；可靠度；土体参数；空间变异性；非侵入式随机有限元法 界面特性及填料粒径影响格栅加筋性能的离散元研究
郑俊杰，苗晨曦，谢明星，张 军
（华中科技大学岩土与地下工程研究所，湖北 武汉 430074）
摘 要：为研究筋土界面细观结构演化及填料粒径对加筋效果的影响，采用“clump”方法开发了可模拟砂土性状的椭球形颗粒，建立三维离散元模型并结合室内试验结果验证了模型的正确性，系统分析了拉拔阻力、格栅应变、局部孔隙率等力学响应并揭示了其发展规律。拉拔试验结果显示大粒径填料置换后表观黏聚力提高显著而摩擦角变化不大，进行宏细观分析后发现，置换体系颗粒发生了更大程度的位置重排，拉拔力增量主要来源于摩擦阻力。研究成果可为从细观角度探究筋土界面机理提供新的认识。 关键词：土工格栅；拉拔试验；界面抗剪强度；离散元 含排水孔裂隙岩体渗流与法向应力耦合的复合单元算法
薛娈鸾1，2
(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实验室，广东 广州 510641)
摘 要：提出了含排水孔裂隙岩体的渗流与法向应力耦合的复合单元算法。基于“空气单元”和“充填模型”，提出的复合单元耦合模型视排水孔和裂隙为虚拟的具有高空隙率的“充填介质”，采用复合单元前处理程序，排水孔和裂隙依据其具体位置和方位可自动离散模拟在复合单元内部，计算网格生成时无需考虑排水孔和裂隙的存在，网格划分不受限制。基于复合单元法，采用两场交叉迭代算法，建立了含排水孔裂隙岩体的渗流与法向应力耦合算法。此耦合算法不仅考虑了排水孔和裂隙中的渗流，而且考虑了排水孔和裂隙与相邻岩块之间的流量交换。通过复合单元和传统有限元两种数值模型进行简单算例分析，可知两种算法结果基本一致，进一步验证了提出的含排水孔裂隙岩体的渗流与法向应力耦合算法的有效性，同时可看出复合单元耦合模型的前处理简便快捷。 关键词：排水孔；裂隙；复合单元法；渗流；应力；耦合 基于能量法的锚杆失效模糊判别方法研究
刘红军1，2，李洪江2
（1. 海洋环境与生态教育部重点实验室，山东 青岛 266100；2. 中国海洋大学环境科学与工程学院，山东 青岛 266100）
摘 要：从能量角度出发，在理想弹塑性土体模型下建立了拉力型锚杆的势能方程，在最小势能约束条件下推导出了锚杆拉拔荷载与锚固体长度的关系解析解，证明了锚杆极限锚固长度的存在，获得了不同土质环境下锚固长度的取值规律及其影响因素。引入模糊理论原理构建了锚杆失效的能量法模糊判别模型，并对模型中的失效隶属函数和临界模糊区间作了具体分析。通过算例，将本文方法与工程实际进行对比，结果表明：本文的计算模型可行有效，能量法模糊判别不仅能对锚杆可靠度做较合理分析，并能对大多数锚杆破坏失效的案例作出解释。 关键词：锚杆失效；模糊判别；最小势能；极限锚固长度；可靠度 不同贯入倾角下TJ-1模拟月壤静力触探模型箱试验研究
蒋明镜1，2，王新新1，2
(1. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，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)
摘 要：为了研究月壤的工程力学特性，采用静力触探模型箱进行了0°，15°和30°三种不同贯入倾角下的TJ-1模拟月壤静力触探试验。试验结果表明：静力触探试验终止探头退出土体后，地表产生不同的变形模式，贯入倾角愈大地表变形范围愈大，垂直贯入表层模拟月壤形成以贯入点为对称中心的圆柱形孔洞，倾斜贯入情况下表层模拟月壤形成一个椭圆形的陷落坑；不同贯入倾角下贯入阻力都随贯入深度的增加而增大，同一垂直贯入深度处贯入阻力随贯入倾角的增大而线性增加，可用公式 表示；垂直静力触探试验贯入阻力随深度的变化趋势可以采用公式 估算；不同贯入倾角下探头周围的水平土压力均随贯入深度的增加先增大再减小，同一深度处贯入方向前侧土体水平土压力峰值随贯入倾角的增大而线性增加，后侧土体水平土压力随贯入倾角增大而线性减小，二者的变化规律均可用公式表示；600 mm深度处的垂直土压力终值随贯入倾角的增大而线性减小，可用公式 表示。 关键词：倾斜静力触探试验；模型箱；TJ-1模拟月壤 基于孔隙分布的变形土土水特征曲线模型
胡 冉1，2，陈益峰1， 2*，周创兵1，2
(1. 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；2. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室，湖北 武汉 430072)
摘 要：土体孔隙分布对土水特征曲线具有决定性影响。虽然土体孔隙分布随变形的演化规律较为复杂，但实验研究表明，土体在变形过程中，孔隙分布的基本形态未发生显著变化、统计分布特征基本不变。基于这一结论，假定变形后的孔隙分布函数可以从参考状态孔隙分布函数经过平移、缩放得到。在此基础上，建立了考虑土体变形并反映滞回效应的土水特征曲线模型。由于变形对土水特征曲线的影响是通过孔隙分布随变形的改变来表征的，因此模型参数的物理意义明确，仅有7个参数，均可通过常规室内试验确定。最后，通过一系列试验数据验证了该模型的正确性与可靠性。 关键词：土水特征曲线；孔隙分布；变形土；滞回效应 水平及扭转荷载作用下群桩基础受力分析方法
陈仁朋1，2，郑 中1，2，孔令刚1，2，凌道盛1，2
(1. 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；2. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058)
摘 要：江河与海上的大型结构在船舶撞击、风浪等作用下，其桩基础往往会受到水平及扭转荷载共同作用，极易造成基础倾斜倒塌。针对水平和扭转共同受荷下群桩基础，建立了由刚性承台–弹性梁–土非线性弹簧组成的群桩计算模型。通过水平p–y曲线法、竖向荷载传递法、扭转τ–θ曲线法，计算单桩非线性刚度；群桩各基桩间相互作用和基桩各自由度耦合，通过考虑p乘子和运用考虑推力弯矩影响的基桩受扭计算模型体现。结合牛顿迭代法，对计算模型进行求解，并与大尺寸物理模型试验结果进行了对比。通过参数分析表明在水平和扭转荷载共同作用下，群桩中各基桩桩头剪力分配不均性十分显著；并获得不同承台高度时群桩中基桩轴力变化规律，为复杂荷载下群桩设计提供依据。 关键词：水平扭转受荷；p–y曲线；τ–θ曲线；p乘子；群桩基础 江苏海相黏土电阻率与岩土特性参数间相关性研究
蔡国军，张 涛，刘松玉，邓永锋，邹海峰
(东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096)
摘 要：土的电阻率是表征土体导电性的基本参数，也是土体固有物性的综合指标之一。电阻率静力触探技术是一种可原位测试土体电阻率的新型测试技术。首先介绍了江苏海相黏土和电阻率静力触探技术，采用电阻率静力触探在江苏海相黏土场地进行了原位测试，得到土的原位电阻率测试值，结合室内基本土工试验，分析了该海相黏土电阻率与基本土性指标和力学特性指标间的相关关系。研究结果表明：孔隙液含盐量、黏粒含量和塑性指数是电阻率的主控因素。电阻率随孔隙液含盐量、黏粒含量增加而减小，两者与电阻率均呈现较好的指数相关性，孔隙液含盐量大于6 g/L或黏粒含量大于60 %时，电阻率趋于定值；江苏海相黏土电阻率随塑性指数的增加而减小；其他岩土特性指标对电阻率存在一定的影响，但与电阻率之间相关性不显著。
关键词：海相黏土；电阻率；孔压静力触探；岩土特性 岩石扩容起始特性与峰值特性的比较
侯文诗1，2，李守定1，李 晓1，赫建明1，潘 龙3，刘艳辉1，4，王瑞青5
(1. 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院工程地质力学重点实验室，北京 100029；2. 中国科学院大学，北京100049；
3. 中国地震局地壳应力研究所，北京 100085；4. 中国地质环境监测院，北京 100081；5. 中交公路规划设计院有限公司，北京100088)
摘 要：边坡、隧洞、矿井等岩土工程的失稳过程都伴随着岩体的扩容现象，研究各种工程岩体的扩容特性对工程岩体稳定性评价有重要意义。采用TAW-2000电液伺服岩石三轴试验机，通过对8种岩样的单轴、三轴压缩试验结果分析，获得了低围压下的应力–体积应变曲线，寻求不同岩石的扩容起始点的的变化规律，揭示岩石扩容起始特性与峰值点特性的对应关系。研究结果表明：①岩石扩容起始点处的应力随着围压的增大而增大，并且相比峰值点应力变化，扩容起始点的应力随着围压的变化更强烈；②分别定义了岩石的扩容起始点与峰值点的应力比和应变比计算公式，应力比和轴向应变比呈现很强的线性相关性，并且与其岩性和围压无关。如果确定了峰值点的应力应变关系，便可以较方便地找到岩石的扩容起始点。通过岩石扩容起始点与峰值点变化规律的研究，找到了一条确定岩石扩容起始点的新思路，对岩石的长期强度预测提供了理论依据。 关键词：岩石扩容；扩容起始点；应力应变比；长期抗压强度 微生物灌浆加固液化砂土地基的动力反应研究
程晓辉，麻 强，杨 钻，张志超，李 萌
（清华大学土木工程系，北京 100084）
摘 要：饱和松砂地基在地震等周期性荷载作用下易发生液化，而松砂边坡在降雨或地下水位上升过程中易发生“静态”液化，这些都易造成路基沉陷、滑坡、地下管道及隧道的上浮等与液化相关的工程灾害。相对传统的地基加固技术，微生物灌浆加固技术是利用一项微生物成矿学的最新进展，即微生物诱导碳酸钙结晶技术，通过向松散砂土地基中低压传输微生物细胞以及营养盐，最终在砂土孔隙中快速析出碳酸钙胶凝结晶，改善地基力学性能。微生物灌浆加固技术具有扰动小、工期短、加固效果明显和低耗能等优势，是目前地基加固研究的前沿问题。通过标准动三轴及振动台试验来检测微生物灌浆是否能够用于液化地基加固。首先，概要介绍了微生物灌浆加固技术的原理、方法以及国内外研究发展水平，给出了适用于液化砂土地基加固的微生物灌浆方法。其次，通过标准动三轴及小型振动台试验，研究了微生物灌浆加固液化砂土的抗液化性能，以及其它动力性能，并与传统的液化地基加固方式进行了对比分析。试验结果表明，微生物灌浆加固砂柱及模型地基的抗液化性能显著提高。可以说，微生物灌浆技术在液化砂土地基加固方面具有潜在的工程实用价值和广阔的应用前景。 关键词：液化砂土；地基加固；微生物灌浆；微生物诱导碳酸钙结晶；动力反应 考虑拟弹性塑性变形的土体弹塑性本构模型
杨光华1, 3，4，姚 捷2, 3， 温 勇3
（1. 广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510610；2. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063；
3. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072；4. 广东省岩土工程技术研究中心，广东 广州 510610）
摘 要：传统弹塑性理论下的关联流动模型用于岩土材料时，对更一般的本构关系的描述难以令人满意，这是因为土的塑性应变增量方向存在非唯一性，这在理论和试验上都已得到证明。传统弹塑性理论是基于塑性应变增量方向具有唯一性的假设之上的，因而不论采用关联流动法则还是非关联流动法则，都难以较好地解决岩土材料本构关系的建模问题，有必要去发展新的理论。同时已有的研究也表明土的塑性应变增量方向不仅取决于总应力，也与应力增量是相关的，即表现出弹性应变的特性。在广义位势理论的基础上，研究塑性应变增量的分解准则，提出了考虑拟弹性塑性变形的土体弹塑性本构模型，把传统不可恢复的塑性应变增量分解为具有弹性应变特性的拟弹性部分和纯塑性部分。拟弹性部分遵从弹性法则，并与应力增量有相同的方向，采用弹性模型表示；纯塑性部分遵从传统塑性理论的假设，方向具有唯一性，可以采用符合塑性理论的假设来建模。这样分解后建立的模型将更为合理和简便，又可以解决土的塑性应变增量方向存在非唯一性的问题。最后通过与试验结果的对比证明了其可行性，对试验结果可得到效果更好的模型。 关键词：广义位势理论；塑性应变增量；拟弹性分解；弹塑性模型 非均质黏土地基隧道环向开挖面稳定上限分析
黄茂松1，2，宋春霞1,2，吕玺琳1,2
(1. 同济大学地下建筑与工程系，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)
摘 要：基于多块体极限分析上限法，推导了不排水条件下饱和黏性土地基中隧道环向开挖面稳定支护压力的计算公式。编制相应的计算程序，优化得到了隧道环向开挖稳定的最优上限解答。通过与已有极限分析上限解答的对比，验证了多块体极限分析上限法在隧道开挖稳定性分析的适用性。对照隧道开挖稳定的最优上限解的变化规律及相应破坏面的形状，详细分析了隧道埋深比、土体重度及强度非均质性对开挖面极限支护压力和因隧道开挖产生的滑动面范围和位置的影响。在此基础上，进一步基于隧道失稳的简化破坏模式推导了黏性土地基隧道开挖稳定的极限支护压力的简化上限解。通过与已有离心模型试验的对比验证，指出本文上限解可直接用于工程中初步确定开挖面支护压力，为隧道工程设计提供可靠的理论依据。 关键词：多块体极限分析上限法；隧道开挖稳定；滑动面；重度参数；非均质参数；简化上限解 岩体非贯通结构面的岩桥贯通准则研究
郭牡丹，朱浮声，王述红，张世超，荣晓洋
（东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819）
摘 要：传统的块体理论分析方法未考虑到非贯通结构面在施工扰动作用下可能出现连通的问题，导致搜索出的关键块体不够精准和全面。如何判断非贯通结构面是否应该连通成为了块体理论研究的一个重要课题。采用数值模拟方法计算岩体试样的贯通强度与峰值强度，并引入贯通系数变量描述贯通强度与峰值强度的比值变化。将贯通强度作为判断岩桥贯通与否的衡量指标，定量分析贯通强度与岩桥倾角、结构面摩擦系数、围压、连通率和结构面倾角之间的函数关系，即含两条非贯通结构面岩体的岩桥贯通准则。该准则可以准确判断含两条非贯通结构面岩体的岩桥是否应该连通。基于岩桥贯通准则的块体理论能够准确搜索出因岩体内部结构面扩展贯通而滑移的关键块体，使得搜索出的关键块体更加全面，更好的分析工程的稳定性。 关键词：非贯通结构面；贯通强度；峰值强度；贯通准则；贯通系数 软弱围岩隧道锁脚锚杆受力特性及其力学计算模型
罗彦斌，陈建勋
(长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室，陕西 西安 710064)
摘 要：锁脚锚杆在软弱围岩隧道中应用非常广泛，为了研究其受力特性，以包茂线西康高速公路包家山特长公路隧道为依托，采用现场试验的方法，对典型断面锚杆轴向应力进行测试，结果表明：拱部锚杆受力较小，最大应力仅为锚杆极限应力的11.5%，作用不大；锁脚锚杆受力较大，最大应力达到锚杆极限应力的55.4%，作用很大；锁脚锚杆受长度和角度限制，不能发挥锚固作用。在分析其受力特性的基础上，采用结构力学和弹性地基梁的方法，建立了钢架和锁脚锚杆力学计算模型。应用该模型对隧道测试断面处的锁脚锚杆受力进行了分析计算，给出了锁脚锚杆弯矩分布图。根据弯矩推算锚杆应变值，并与实测值进行对比，结果表明：实测值和计算值规律一致，在距离孔口最近位置处锚杆应变最大，随着距离孔口距离增大，应变逐渐变小。 关键词：软弱围岩隧道；锁脚锚杆；现场测试；计算模型 砂土的各向异性强度准则：原生各向异性
刘 洋
(北京科技大学土木与环境工程学院土木系，北京 100083)
摘 要：采用散粒材料的组构–应力微细观力学分析方法，在颗粒尺度上分析了砂土的原生各向异性强度特性。首先建立了砂土各向异性强度准则，若不考虑初始组构的变化，将蜕化为莫尔–库仑的原生各向异性强度准则，并可直接将现有的经典破坏准则推广到考虑砂土原生各向异性的情况，不需额外模型参数，方便于工程应用。接着基于三轴压缩与伸长试验破坏各向异性发展的不同，建立了考虑中主应力影响的简单破坏应力比–组构关系，建议了考虑组构演化的砂土原生各向异性强度准则，并考虑了砂土密实状态对其各向异性强度的影响。研究结果表明本文建立的原生各向异性强度准则，其物理机理比较明确，考虑了原生各向异性组构的演化，与真三轴试验结果吻合较好，有助于从微细观机理上分析砂土的原生各向异性强度特征。 关键词：砂土；组构；强度；原生各向异性 大型地下石油洞库自然水封性应力–渗流耦合分析
王者超，李术才，乔丽苹，平 洋，张 立，姜彦彦
(山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061)
摘 要：根据地质条件，地下水封石油洞库可以选择自然水封或人工水封方式。以中国首个大型地下水封石油洞库为背景，开展了岩石三轴压缩试验和现场水文试验，获得了洞库围岩变形特征和渗透特性，采用应力–渗流耦合理论，分析了该地下石油洞库的自然水封性与稳定性。岩石三轴实验表明，岩体受剪作用下体积变化情况与剪胀性密不可分。现场水文试验表明，洞库渗透系数存在一定的不确定性。通过数值分析得出如下结论：自然水封条件下，洞库水位将不满足水封要求；地下水封洞库实现水封条件的水头受水力梯度和岩体渗透性影响；洞库施工期涌水量与渗透系数存在着分形关系；施工期各洞室拱顶沉降为19～32 mm，水平收敛为16～35 mm。研究成果为中国首个大型地下水封石油洞库工程建设提供了科学依据。 关键词：地下石油洞库；水封方式；自然水封；渗流–应力耦合；水封性；剪胀；涌水量；完整性 高性能泡沫混凝土隧道隔震材料研究
赵武胜1，陈卫忠1，2，谭贤君1，黄 胜3
(1. 中科院武汉岩土力学研究所岩石力学与工程国家重点试验室，湖北 武汉 430071；2. 山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061；
3. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉430063)
摘 要：基于泡沫混凝土作为隧道隔震材料在力学性能上的要求，开展了影响泡沫混凝土隔震性能的九因素四水平正交试验，通过正交试验得到了影响泡沫混凝土隔震性能的主要因素及各组分的最佳配合比，并研制得到了一种高性能泡沫混凝土。静力与动力试验结果表明该高性能泡沫混凝土的强度、延性、防水性能较普通泡沫混凝土都有明显改善。同时，为验证其作为隧道隔震层的减震效果，将其运用于西藏嘎隆拉隧道洞口段的抗震计算中。数值计算结果显示高性能泡沫混凝土可以有效降低隧道衬砌单元的应力及塑性破坏区的大小，从而证明其具有良好的隔震性能。综合考虑高性能泡沫混凝土的隔震性能与经济性，研究成果对高烈度区隧道的抗震设计有较好的借鉴意义。 关键词：高性能泡沫混凝土；正交试验；高烈度；隧道；隔震层 循环荷载下高温冻土的变形和强度特性
焦贵德1，2，3，赵淑萍1＊，马 巍1, 罗 飞1，孔祥兵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. 兰州大学 西部灾害与环境力学教育部重点实验室，
甘肃 兰州 730000；3. 兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000)
摘 要：对-1℃的冻土试样在频率为3，5，8 Hz的循环荷载下进行了单轴压缩试验，探讨了冻土在循环荷载下的累积变形和动强度。结果表明：循环荷载作用下冻土的累积变形大小由加载的最大动应力大小决定，同一频率下加载的最大动应力越大，相同循环次数时的累积应变越大；根据加载的最大动应力的大小，累积应变与循环次数的关系曲线可表现为破坏型、稳定型和过渡型3种形态之一。加载频率对冻土累积应变的影响规律复杂，且受加载的最大动应力影响；当最大动应力较小时，频率的影响不明显；当最大动应力比较适中时，大体上频率越高，累积应变越大；当最大动应力比较大时，频率越高，累积应变越小。在3%，5%和10%的破坏应变下，频率为8 Hz时冻土的动强度最大，而3 Hz和5 Hz的动强度比较接近。 关键词：高温冻土；循环荷载；累积应变；破坏应变；动强度 煤矿用无机盐改性聚氨酯注浆材料的研究
冯志强1，2，康红普1，2，韩国强1，2
（1. 天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京 100013；2. 煤炭科学研究总院开采设计分院，北京 100013）
摘 要：通过硅酸盐对传统聚氨酯注浆材料进行了改性研究，研发出既能保留聚氨酯材料本身优异的力学性能又避免其可燃等安全性能的缺点，适合矿山井下使用的改性聚氨酯注浆材料。该材料固化后形成有机相（聚氨酯网络）—无机相（无机硅酸网络）三维结构互穿网络，得到的固结体具有优异的力学特性。研发的注浆材料强度高、不受环境湿度等影响，具有无毒、高闪点、不可燃等特性。在矿山井下煤岩体加固方面具有一定优越性，在一定程度上可以替代目前纯聚氨酯注浆材料，为现代化煤炭企业实现高产高效提供了技术支持。 关键词：硅酸盐改性；聚氨酯；注浆加固；破碎煤岩体 含水合物沉积物强度特性的三轴试验研究
刘 芳1,2,3，寇晓勇1,2,4，蒋明镜1,2，熊巨华1,2，吴晓峰1,2
(1. 同济大学地下建筑与工程系，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. 广西岩土力学与工程重点实验室，广西 桂林 541004；4. 上海隧道工程股份有限公司，上海 200082)
摘 要：针对含水合物沉积物基础力学试验数据相对缺乏的现状，分别采用通气法和预冻结法制备了含甲烷水合物和含四氢呋喃(THF)水合物的砂性沉积物试样，并通过低温高压三轴试验系统研究了含水合物沉积物的强度特性及其影响因素，重点分析了试样强度在不同水合物饱和度情况下的发展规律，并证实了试验反压的重要影响。结果表明：试样黏聚强度随水合物饱和度增加呈指数型增长。当水合物饱和度不高时(<50%)，试样内摩擦角变化不大；当饱和度较高时（>80%)，由于土颗粒咬合作用不能充分发挥，试样内摩擦角降低。另外，反压有助于提高水合物强度，从而提高含水合物沉积物的强度。 关键词：天然气水合物；海底沉积物；抗剪强度；三轴试验
