岩土工程学报2013年第5期中文摘要 [复制链接]

3种胶结岩土材料本构模型中破损规律的离散元验证
蒋明镜^1，2，张伏光^1，2，孙渝刚^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：采用离散元法（DEM）对胶结岩土材料本构模型中的破损规律进行验证。首先，根据胶结颗粒间胶结特性，建立适用于胶结颗粒的微观理论；其次，基于该微观理论，给出3种经典胶结岩土材料本构模型破损参数的微观解释；最后，对数值试样进行等向压缩、等应力比压缩及双轴压缩试验的离散元数值模拟，并对比验证数值试样破损规律的模拟结果与本构模型的预测结果。结果表明：采用DEM对胶结岩土材料本构模型的破损规律进行验证是可行的。3种加载条件下，扰动状态模型假定的破损规律同模拟结果均较为一致；Nova模型在双轴压缩试验条件下的预测结果同模拟结果存在很大差异；而上负荷面剑桥模型假设的破损参数则不能很好描述上述加载条件下数值试样的破损规律。
关键词：胶结岩土材料；破损；本构模型；微观理论；离散元
基于变形的土石坝地震易损性分析
王笃波^1，2，刘汉龙¹，于 陶¹，杨  贵¹
（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. 华北水利水电学院管理与经济学院，河南 郑州 450045）
摘  要：地震易损性分析是地震风险分析的重要组成部分，可以预测结构在遭受不同等级地震荷载作用下发生各级破损的概率。土石坝在地震作用下易发生不同程度的破坏，对其进行易损性分析可以为土石坝地震风险分析及评价提供有效途径。考虑土石坝材料参数及地震动输入不确定性因素的影响，提出了基于变形的土石坝地震易损性分析方法。采用正交设计法选取材料参数样本组合，分别施加不同地震峰值加速度进行地震反应分析，基于坝顶相对沉陷破损评价指标，给出了大坝的易损性曲线。以云鹏心墙土石坝为例进行了地震易损性分析，得到大坝不同震损等级的风险概率，对土石坝地震风险评估和抗震设计优化、维修加固决策等具有重要意义和应用价值。
关键词：土石坝；风险分析；变形；易损性分析
基坑开挖引起的周边土体三维位移场的简化分析
木林隆^1,2，黄茂松^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)
摘 要：虽然不少经验方法可以用来计算基坑开挖引起的地表沉降以及围护墙水平位移，但是目前基坑开挖引起的地表以下土体位移场的预测缺乏简单的计算方法，而主要依赖于有限单元法。有限元分析中如何选用合理的参数来准确计算开挖引起的土体位移一直是个难题。在有限单元法的基础上，考虑土体小应变特性，基于芝加哥地区实际基坑工程的实测数据，通过反分析方法确定了能够准确计算基坑开挖引起的土体位移的合理计算参数。利用这些参数较为准确地计算了基坑开挖引起的土体位移，总结了基坑周边土体三维位移场的衰减规律，并由统一表达式来表示，同时结合围护墙水平变形与墙后地表沉降的经验公式，通过二次拟合提出了基坑周边土体三维位移场的简化计算方法。通过与有限元计算结果以及实测结果的对比，验证了该方法的合理性。
关键词：基坑开挖；反分析；HSS模型；土体位移；简化方法
基于极限平衡法的箱筒型基础防波堤稳定性分析
肖  忠，王元战，及春宁^*
（天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室和天津市港口与海洋工程重点实验室，天津 300072）
摘 要：箱筒型基础防波堤是一种适用于软土地基和深水波浪条件的新型港口与海岸工程结构，依靠沉入地基中的筒型基础维持结构稳定。根据箱筒型基础防波堤极限状态下的结构运动模式，考虑箱筒型基础防波堤的三维空间几何特性、受力特点、极限状态转动点的位置等因素，建立了箱筒型基础防波堤稳定性计算的极限平衡法，通过与有限元结果对比，相互验证了正确性，与有限元法相比，极限平衡法计算速度快，效率高，更方便工程应用。结合天津港防波堤延伸工程，对箱筒型基础防波堤的稳定性进行了分析。结果表明，基础筒高8～10 m时，天津港延伸工程中的箱筒型基础防波堤的抗滑、抗倾和竖向承载力均具有较高的安全度。
关键词：箱筒型基础防波堤；极限平衡法；稳定性；转动点；软土地基
中图分类号：TU47       文献标识码：A       文章编号：1000–4548(2013)05–0828–06
2011年日本东北地区太平洋近海地震地基液化灾害综述
黄  雨^{1, 2}，于  淼²，BHATTACHARYASubhamoy^{3, 4}
（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. 布里斯托尔大学土木工程系，布里斯托尔BS8 1TR；4. 萨里大学土木与环境工程系，萨里 GU2 7XH）
摘 要：2011年3月11日，日本太平洋东海岸发生M_w 9.0级大地震，并引发巨大海啸，导致了日本东北和关东地区大面积的地基液化震害。通过现场震害调查和最新资料分析，首先较为系统地介绍了日本地震受灾区的液化宏观现象和典型震害特征。其次，研究了余震再液化和地震–海啸耦合灾害的破坏机制和特征，指出余震再液化受地震力大小、应力历史及超孔隙水压力消散程度的影响，并将地震和海啸耦合破坏过程分为3个阶段：震后液化阶段、间歇期恢复阶段、海啸流滑破坏阶段；最后，对此次强震中有关抗液化地基处理方法的有效性进行了分析与探讨，以期为今后的地基抗液化设计提供参考与借鉴。
关键词：地震；液化；再液化；地震海啸；地基处理
受铅污染的土–膨润土竖向隔离墙材料的压缩及渗透特性试验研究
范日东，杜延军^*，陈左波，刘松玉
(东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096)
摘 要：土–膨润土系竖向隔离墙广泛应用于工业污染场地修复工程中。由于黏土与污染液的相互作用，隔离墙的工程性质将发生改变。通过一维压缩固结试验，研究高岭土–膨润土系竖向隔离墙材料与硝酸铅溶液相互作用下的物理性质、压缩固结和渗透特性的改变规律，并给出机理解释。引入评价天然重塑黏土的压缩和渗透特性的归一化孔隙比e/e_L和孔隙指数I_v概念，进一步评价分析受铅污染土–膨润土系竖向隔离墙材料的压缩和渗透特性。
关键词：隔离墙；膨润土；高岭土；压缩；渗透
分级加载下冻土动弹性模量的试验研究
罗  飞^1,2，赵淑萍^1*，马  巍¹，焦贵德 ^1，3，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. 四川农业大学城乡建设学院，
四川 都江堰 611830；3. 兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000)
摘 要：基于黏弹性理论，将动态弹性模量的最大值定义为冻土的动模量，通过计算滞回曲线中直线斜率的方法来计算冻土的动模量。通过动三轴试验，对不同频率、围压和负温条件下冻土的动模量随动应变幅的变化规律进行了试验研究，结果表明：在不同频率(0.1～20Hz)、围压(0.3～2MPa)和负温(-0.2～-2℃)条件下,青藏黏土的动模量取值范围为393～1749 MPa，兰州黄土的动模量取值范围为101～713 MPa；同一级加载下，动模量随着振次的增加基本不变，可以采用平均值来表征该级加载下的动模量；对于青藏黏土和兰州黄土，不同频率条件下，动模量随动应变幅的增加最终趋于一稳定值，该稳定值随加载频率的增加而增大；不同温度和围压条件下，随着动应变幅的增加，动模量先减小再趋于一个稳定值，该稳定值随围压的变化较复杂，随温度的降低而增大。
关键词：冻土；动三轴试验；分级加载；动模量；动应变幅
温度作用对孔隙岩石介质力学性能的影响
杨永明¹，鞠  杨^2,3，陈佳亮¹，赵 熙¹
(1. 中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京100083；2. 中国矿业大学（北京）煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083；3. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221008)
摘 要：利用模型材料制作了孔隙岩石物理模型，利用CT扫描和统计学原理获得了物理模型内部孔隙数量、孔隙空间位置和孔隙间距等分布特征，通过不同孔隙率物理模型温度作用下的单轴压缩试验，分析了温度作用后孔隙物理模型的抗压强度、弹性模量和泊松比等力学参数与温度和孔隙率之间的关系，运用CT扫描试验探讨了温度作用下孔隙微观结构的演化规律。研究发现：孔隙物理模型与天然孔隙岩石相比具有较好的几何相似性和一致的孔隙结构分布特征；随着作用温度点的升高，同一孔隙率的物理模型的抗压强度基本呈上升趋势，孔隙率的增大减弱了温度对物理模型抗压强度的影响作用；在相同温度条件下，随着孔隙率的增加，物理模型的抗压强度呈下降趋势。随着作用温度点的升高，同一孔隙率的物理模型的弹性模量基本都呈下降趋势；随着温度的升高孔隙率对泊松比的影响逐渐减弱；温度引起物理模型内部孔隙几何形态和孔隙数量的改变是引起宏观力学参数发生变化的主要内因。150℃似乎可以作为温度对孔隙物理模型力学参数影响的一个门槛值。研究成果揭示了温度对岩石宏观力学性能及微观孔隙结构演化规律的影响机理。
关键词：孔隙；岩石；温度作用；力学性能
考虑土拱效应的刚性挡墙主动土压力计算方法
王  梅^1，2，李镜培 ^1，2*
(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092)
摘  要：基于极限平衡理论，考虑土拱效应引起的挡土墙后小主应力偏转，将圆弧形小主应力偏转轴近似为直线形。通过改进水平薄层单元法，提出沿圆弧形小主应力拱割线方向划分微分单元进行主动土压力计算的新方法。并推导出平动刚性挡墙以及墙后土体为无黏性土时的主动土压力强度、合力大小及合力作用高度的理论公式。研究了土体内摩擦角、墙土摩擦角、滑裂面倾角参数对主动土压力强度和合力作用点高度的影响。最后通过实例以及与其他方法的比较验证了该方法的适用性。
关键词：土拱效应；小主应力偏转；圆弧形拱；改进水平薄层单元
基于柱坐标系的油井出砂三维数值模型设计与研究
刘先珊^1，2，许  明^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（重庆大学），重庆 400045)
摘 要：根据实际储层砂岩的物性和射孔试验特征，从岩土力学的角度基于柱坐标系建立三维颗粒流（PFC^3D）数值模型。综合考虑流体压力梯度力和拖曳力产生的流固耦合效应，运用几何学方法研究油井出砂过程中的砂岩模型变化。数值计算与理论分析比较可知流体运动效应不可忽略，两者的应力分布曲线相吻合，验证了数值模型的可行性和适用性。另外，外界条件一定时，砂岩模型的应力分布、黏结颗粒性态、颗粒位移和流体对单颗粒作用力结果显示不同的单元划分对数值计算结果的影响不大，说明该数值模型的收敛性和稳定性。由此可见，提出的三维数值模型能较好地反映砂岩出砂过程中的宏细观力学特性，为准确理解砂岩出砂的力学机理提供了重要的研究思路和研究手段。
关键词：柱坐标系；三维颗粒流数值模型；油井出砂；流固耦合；可行性；稳定性
加载速率对高温后大理岩动态力学性能的影响研究
许金余^1，2，刘石¹
(1. 空军工程大学机场建筑工程系，陕西 西安710038；2. 西北工业大学力学与土木建筑学院，陕西 西安710072)
摘  要：利用100 mm分离式Hopkinson压杆装置，对经历不同高温后的大理岩进行不同加载速率下的冲击压缩试验，研究了峰值应力、峰值应变、弹性模量等与加载速率的关系。试验结果表明，高温后大理岩的峰值应力、峰值应变均表现出显著的加载速率强化效应，随加载速率的提高而近似线性增加，但800℃之后，峰值应力的加载速率强化效应明显减弱，而峰值应变的加载速率强化效应明显加强；高温后大理岩弹性模量的加载速率相关性并不明显，随着温度的升高，弹性模量逐渐减小，到1000℃高温时，随着加载速率的增加，弹性模量基本保持不变。结合岩石材料的微观结构特征、能量吸收以及受力状态等对岩石动态力学性能的加载速率强化效应机理进行了探讨。
关键词：岩石力学；高温；冲击压缩；加载速率；动态力学性能
反倾岩质边坡破坏的力学机制研究
王林峰，陈洪凯，唐红梅
(重庆交通大学岩土工程研究所，重庆 400074)
摘 要：以反倾岩质边坡为研究对象，建立了由一组结构面切割时边坡稳定性系数的力学计算方法。根据岩块结构面的受力模式，构建了岩块结构面的断裂力学模型，并基于断裂力学建立了各岩块结构面等效应力强度因子的求解方法和稳定性判据。引入Kelvin蠕变模型，获得了t时刻岩块结构面等效应力强度因子的求解方法和结构面长度计算方法，为反倾岩质边坡的防治和监测提供了理论依据。以边坡内各岩块的转角为关联变量，量化了岩块转动后岩块间的相互作用力，建立了岩块转角的计算方法。最后，通过实例分析，表明建立的反倾岩质边坡破坏的力学分析方法计算结果与实际情况基本一致。
关键词：反倾岩质边坡；力学机制；稳定性；断裂力学；破坏过程
循环荷载作用下岩石损伤变形与能量特征分析
赵  闯，武  科，李术才，赵建纲
(山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南250061)
摘  要：针对不同围压作用下的岩石损伤变形与能量特征，开展了循环加卸载试验研究。基于原有损伤变量原理，进行修正，探讨了岩石在不同的偏应力量级下，每次循环的耗散能、损伤变量、塑性变形等与循环次数、应力之间的相互关系；进而，得到了岩石损伤破坏过程中能量的转化规律，从能量损耗的角度定量分析了岩石疲劳破坏的门槛值。试验研究结果表明：①应力水平越高、损伤变量与塑性变形越大，一次循环的能耗值越大，滞回圈的面积也就越大；②在门槛值前后，耗散能、损伤变量与塑性应变随着循环次数的增加变化趋势明显不同，并且在破坏前也呈疏—密—疏的发展过程；③不同的围压下，岩石疲劳破坏时所处的损伤状态不同，但破坏前循环一次的能耗值与损伤变量近似成线性关系，进而基于循环能耗值与损伤变量建立了能量破坏方程。
关键词：岩石力学；循环荷载；能量消耗；损伤变量；门槛值；破坏方程
楔形与等截面静压桩沉桩贯入阻力对比研究
杨庆光，刘  杰，何  杰，罗善煌
(湖南工业大学土木工程学院，湖南 株洲 412007)
摘  要：基于Vesic圆孔扩张理论，考虑贯入深度对扩孔压力的影响，得到了一种扩孔压力的迭代算法；在此基础上，分析了楔形与等截面静压桩沉桩贯入阻力的差异性，并考虑极限滑动摩阻力的影响，建立了两种桩型的静压沉桩贯入阻力计算公式。为了验证该方法的可行性，对楔形与等截面桩进行模型对比试验，并利用该方法对模型试验进行计算分析，试验及理论结果均表明，等截面桩沉桩贯入阻力在贯入初期上升较快，后期上升缓慢，而楔形桩整个沉桩过程贯入阻力始终保持稳步增长。同时，等截面桩最终沉桩贯入阻力要比平均截面半径相等的楔形桩贯入阻力小得多，说明在相同贯入阻力前提下，采用楔形桩将能大幅度减少桩身材料，降低成本。
关键词：楔形静压桩；等截面静压桩；贯入阻力
砂土中吸力式沉箱基础抗拔承载特性试验研究
黎  冰^{1, 2}，郑 翔³，高玉峰³，邱  月³，沙成明³
(1. 东南大学土木工程学院，江苏 南京210096；2. 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室，江苏 南京 210098；
3. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京210098)
摘  要：通过一系列的室内模型试验研究了砂土中吸力式沉箱基础的抗拔承载特性，着重分析了沉箱的长径比、荷载作用角度和荷载作用点位置的影响。试验中考虑了3个长径比，5个荷载作用角度和5个荷载作用点位置。试验结果表明，不同工况条件下吸力式沉箱基础在被拔出前所表现出来的荷载–位移特性各不相同。增大沉箱的长径比，可以显著提高吸力式沉箱基础的抗拔能力，但长径比的改变不影响吸力式沉箱基础的位移特征。荷载作用方向越接近于水平方向，吸力式沉箱基础的抗拔能力越强。当吸力式沉箱基础承受竖向上拔荷载作用时，荷载作用点位置的变化对其承载力的影响可以忽略；除荷载作用角度为90°外，荷载作用于沉箱高度的2/3和3/4处时，基础的抗拔能力最强。
关键词：吸力式沉箱基础；抗拔；砂土；承载力；模型试验
土工合成材料大型直剪界面作用宏细观研究
王家全¹，周  健^2，3，黄柳云¹，黄世斌¹
(1. 广西科技大学土木建筑工程学院，广西 柳州545006；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；
3. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092)
摘 要：利用大型直剪模型试验设备，在不同竖向压力下进行一系列的土工合成材料直剪试验，应用数码可视化跟踪技术，结合土体变形无标点量测技术来研究双向土工格栅与砂土直剪界面作用的宏细观特性，同时分析界面附近土压力分布规律，并研究界面颗粒运动变化规律和细观组构演化特征与宏观特性的关联。分析结果表明，直剪筋土界面附近竖向压力分布从前端依次向后端减少；直剪界面位移达25 mm时，形成了稳定的剪应变集中带；在筋土界面（6～8）D₅₀粒径厚度范围内，界面颗粒以旋转和平动方式同时位移，该范围外颗粒以平动方式沿剪切方向位移，且位移较小；在剪切过程中，界面颗粒发生旋转，土体发生剪胀，孔隙率增大，平均接触数减小，颗粒重新被压密，孔隙率减小，平均接触数增多，颗粒长轴排列趋于水平方向，各细观组构处于相对稳定状态。
关键词：直剪试验；接触面；土工合成材料；宏细观研究
使用改进的分层抽取法研究淤泥沉积过程中的强度变化
王  亮^1，2，朱  伟^1，3，茅加峰⁴，何洪涛^1，5，张  楠¹，谢  健²
(1. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京210098；2.国家海洋局南海海洋工程勘察与环境研究院，广东 广州 510300；
3. 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心，江苏 南京 210098；4. 南京土壤仪器厂有限公司，江苏 南京 210014；5. 中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东广州 510230)
摘 要：现有的分层抽取法不能测试沉积过程中淤泥强度的变化，并且需要使用较多的孔隙水应力传感器导致试验成本很高。因此对此方法进行了改进，主要有研制了可测试强度极低淤泥的室内微型高精度十字板剪切仪和一个孔隙水应力传感器切换测试沉积柱不同高度处孔隙水应力的装置。由试验结果可知实测的数据完全满足需要，证明此方法是可行的。利用改进的分层抽取法可得到淤泥沉积过程中的泥水分界面高度、含水率（密度）、超静孔隙水应力、有效应力、颗粒分布、强度、压缩性、渗透性等参数的变化规律，可研究时间尺度较大的沉积淤泥的大变形自重固结和强度问题，并为进一步进行大变形自重固结的数值模拟提供了基础。
关键词：改进的分层抽取法；室内微型高精度十字板剪切仪；淤泥沉积；自重固结；不排水强度
自适应有限元极限分析及岩土工程中的应用
李大钟¹，郑榕明¹，王金安²，杨 毅¹，李  娜¹
(1. 香港理工大学土木与结构工程系，香港；2. 北京科技大学土木与环境工程系，北京 100083)
摘  要：为了探讨有限元法极限分析的网格自适应以及锥优化算法在Mohr-Coulomb材料极限分析中的应用，以屈服准则残余和变形为依据提出针对Mohr-Coulomb材料极限分析的有限元自适应策略。对局部网格自适应结合非结构三角形网格在数值极限分析中的表现进行了探讨。通过基于有限元的极限分析方法结合网络自适应寻找潜在滑移面，从而极大程度地提高了数值计算精度。数值算例证明了所提出极限分析网格自适应准则的有效性以及在岩土极限分析中的应用前景。
关键词：极限分析；有限元；自适应；Mohr-Coulomb
饱和砂土相变状态边界面本构模型
张卫华，赵成刚，傅  方
(北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044)
摘  要：为了很好地描述砂土的应力应变特征，通常利用以临界状态孔隙比为基础的状态参数建立弹塑性本构关系，但是对于密砂排水试验，临界状态参数很难测到。相变状态作为一特征状态，相关参数较容易测得。基于相变状态定义状态参量，并考虑应力诱发的各向异性，建立饱和砂土的边界面本构模型。最后，利用提出的模型参数得到的模拟结果与试验结果相吻合，较好地反映了密砂的应变强化和软化力学特征。
关键词：密砂；相变状态；状态参量；剪胀；边界面；本构模型
水库滑坡变形特征和预测预报的数值研究
唐晓松^1，2，郑颖人^1，2，唐辉明³，刘志祥⁴
（1. 后勤工程学院，重庆 400041；2. 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心，重庆 400041；3. 中国地质大学工程学院，湖北 武汉 430074；4. 北京金土木软件技术有限公司，北京 100044）
摘  要：水库滑坡不同于一般山体滑坡，其稳定性受水位波动的影响十分明显。由于水库滑坡的特殊性和重要性，其变形特征和预测预报的研究已成为目前研究的热点和难点。库水水位的波动，改变了水库滑坡的水力边界条件，引起坡体内渗流场的非稳定渗流，采用传统的分析方法很难对其变形破坏特征和稳定性的动态变化进行研究，并对其失稳破坏进行预测预报。因此，基于数值极限分析方法对水位下降过程中滑坡体的变形特征和稳定性的动态变化规律进行了研究；通过位移–时间关系曲线以及位移–时间对数关系曲线对滑坡体的变形破坏特征进行了定量研究，并提出利用水平位移陡升段（加速段）和水平方向的夹角作为滑坡临滑预报的判据，为认清水库滑坡的破坏机制和提升其预报水平提供了新的思路。
关键词：水库滑坡；变形特征；稳定性；破坏机制；预测预报
南水北调中线膨胀土/岩微观特征及其性质研究
戴张俊，陈善雄，罗红明，陆定杰
(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：对南水北调中线工程典型的强、中膨胀土/岩开展室内土工试验与X射线衍射试验，研究了其矿物成分及与胀缩性指标的关系，利用扫描电镜SEM图像进行了微观结构的定性分析，并基于MATLAB软件对孔隙和微结构单元体的微观特征进行了定量化研究，探讨了不同类型膨胀土/岩的颗粒形态、结构类型、裂隙分布等微观特征及其与工程特性的关系。结果表明：膨胀土/岩中的蒙脱石等黏土矿物含量高，强膨胀土/岩以絮凝结构，扁平状聚集体与卷曲片状颗粒为主，中膨胀土/岩以紊流状、粒状堆叠结构为主，片状聚集体与单粒体并存，前者微裂隙发育且定向性明显，孔隙比大，孔隙分形维数与颗粒尺寸小于后者。膨胀土/岩微结构单元圆形度低，复杂度高。膨胀岩定向排列特征显著，颗粒分形维数小，颗粒分形维数与膨胀潜势和孔隙比的变化规律一致。微观组分和结构特征与物性指标分别呈线性关系与负指数幂关系。
关键词：膨胀土；膨胀岩；黏土矿物；微观结构；定量分析
长短刚性桩复合地基桩、土承载性状与厚径比相关关系试验研究
佟建兴，孙训海，杨新辉，王明山，罗鹏飞
(中国建筑科学研究院地基基础研究所，北京100013)
摘 要：通过室内模型试验，实测得到了在等厚径比条件下，长短刚性桩复合地基长桩、短桩、桩间土的承载力发挥系数，得到了长桩、短桩、桩间土承载性状与厚径比的相关关系，长短刚性桩复合地基采用等厚径比，使长桩、短桩和桩间土承载力都得到充分发挥是很困难的，且短桩承载力发挥较长桩更为充分。在等厚径比试验结果基础上，对长短刚性桩复合地基变厚径比设计进行了研究探讨，认为长短刚性桩复合地基宜采用变厚径比设计，降低长桩厚径比、提高短桩厚径比，让长桩厚径比小于短桩。变厚径比设计可采用等褥垫厚度变桩径（长桩桩径取大值）或等桩径变褥垫厚度（长桩选用较薄褥垫）来实现。
关键词：长短桩；刚性桩复合地基；承载力发挥系数；厚径比；变厚径比设计
渤海湾软黏土对埋设海底管线约束力的研究
刘  润，郭绍曾，王洪播，张  军
(天津大学水利工程仿真与安全国家重点试验室，天津300072)
摘  要：海底管线与地基土体的相互作用在管线设计中至关重要，针对海底管线在温度应力下发生整体屈曲变形时可能产生的竖直向上、水平向及轴向运动，研究地基土体对管线的约束力。结合渤海湾海底地表土质特点选取软黏土开展室内管土相互作用试验，研究不同直径、不同埋置率（上覆土厚与管线直径的比）的管线竖直向上运动、水平向运动以及轴向运动时土体抗力的发挥过程，采用数值方法对模型试验进行模拟，进而将模拟方法扩展应用于对实际工程管线的模拟分析。试验结果表明与管线轴向运动相比，当管线发生竖直向与水平向运动时，其所受土抗力的大小受到管线直径与埋置率的影响显著；综合室内试验数据及数值模拟分析结果，提出了黏土对管线最大约束力及达到最大约束力所需位移的计算公式。
关键词：管土相互作用；软黏土；模型试验；数值模拟；经验公式
“群洞效应”对紧邻交叠盾构隧道及场地土地震响应影响
的初步分析
王国波¹，徐海清²，于艳丽³
摘  要：随着地下空间开发利用的深度和广度的进一步发展，近距离、复杂、相互穿越的大型地下空间工程必将大量涌现，各地下工程必将影响到其他相邻地下工程的抗震性能。以武汉地铁二号线和四号线工程在洪（洪山广场站）中（中南路站）区间的紧邻四孔交叠盾构隧道为依托，建立不同隧道数目的计算模型，分析了“群洞效应”对近距离多孔盾构隧道地震响应以及对场地土动力特性的影响规律。计算分析结果表明：①下卧隧道能在一定程度上阻断地震波的传播，起到减震的作用；②上层隧道的存在降低了周围土层对邻近隧道的约束作用，即降低了邻近隧道的抗震性能；③“群洞效应”对场地土基本周期以及地表加速度放大效应的影响均不显著；④浅层上覆土层对隧道抗震性能及场地土加速度放大效应影响显著。
关键词：紧邻交叠盾构隧道；地震响应；群洞效应；加速度放大系数
路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究
王  驰¹，徐永福¹，庞建国²，蒯振涛²
(1. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240；2. 南京公路建设处，江苏 南京 210008)
摘 要：针对砼芯水泥土搅拌桩复合地基处理高速公路深厚软土段的工程实例，通过地表沉降、分层沉降、深层水平位移、砼芯荷载以及桩土应力比测试，讨论了砼芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的加固效果，荷载分布和传递规律。测试结果表明：砼芯水泥土搅拌桩对于路基沉降和水平位移控制效果优于水泥土搅拌桩，且横断面差异沉降较小。复合地基的主要压缩量发生在桩顶至砼芯底端一定范围的土体内，沉降发生深度由砼芯控制。砼芯水泥土搅拌桩上部出现负摩阻力，中性点位于砼芯1/3长度处。桩土应力比为水泥土搅拌的2～3倍，与刚性桩相近，桩体承担大部分路堤荷载。砼芯水泥土搅拌桩复合地基排水通畅，超静孔隙水压力消散迅速。路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩工作特性与载荷板试验下的测试结果有所不同。最后从沉降和承载力控制角度给出了砼芯水泥土搅拌桩复合地基的设计方法
关键词：砼芯水泥搅拌桩；复合地基；路堤荷载；荷载传递
地基自由场离心机振动台模型试验研究
刘晶波，赵冬冬，张小波，王文晖
(清华大学土木工程系，北京 100084)
摘  要：在清华大学土工离心机实验室50g离心场环境中进行了一系列地基自由场离心机振动台试验。试验包括1个砂土地基、1个黏土地基和2个成层土地基振动台试验。试验中模型箱采用叠环式模型箱，其平面尺寸为0.5m和0.2 m，试验中输入地震波采用Kobe波和Parkfield波。给出了部分试验结果分析，包括加速度时程及频谱反应、加速度峰值放大系数和土层中剪应力–剪应变变化曲线。试验结果发现，不同类型地基中加速度反应存在差异，在低频部分加速度峰值放大系数从底部到顶部逐渐增大。土体中剪应力–剪应变变化规律在砂土地基和黏土地基中存在差异。
关键词：离心模型；地震反应；成层土；振动台模型试验
黏性土渠道边坡的形成方式对滑坡的影响
陈愈炯，边京红
（中国水利水电科学研究院，北京 100044）
摘 要：黏性土渠道的运行期，挖方边坡比填方边坡更容易发生滑坡。土的密度愈大，开挖愈深，则挖方渠道边坡在运用过程中膨胀和强度降低愈多，其失稳的可能性就愈大。膨胀土加剧了强度降低的幅度。开裂硬黏土既加快强度降低的速度又加大软化区域。在边坡表面设置护坡不但能有效地防止即使是分散性黏土的淘刷，还在不同程度上抑制或推迟表层滑坡和粉土的冻胀。文中建议的确定挖方渠坡抗剪强度的方法与国内流行方法略有差别。
关键词：挖方边坡；长期稳定性；膨胀土；开裂硬黏土；分散性黏土

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