土体微观力学解析模型：进展及发展
尹振宇
（上海交通大学土木工程系，上海 200240）
摘 要：基于土体的微观结构分析基础上而建立的本构模型，不仅可以反映土体的应力–应变关系，而且可以揭示土体变形和强度发展的微观机理。为此，总结了当前考虑土体微观结构的力学本构模拟方法，并分为三大类别：①考虑微观分布特征的宏观模型；②基于非连续数值计算法的微观土力学模型；③取代表性体积在微观颗粒接触面方向上进行积分的解析模型。文中分析总结了不同方法之间的优缺点，并指出就目前阶段而言，微观力学解析方法不仅可以很好地考虑土的微观结构及其变化，还可以比较容易地应用于工程实践。为此，结合笔者及其合作伙伴近年来在砂土及黏土静、动力本构模拟上的研究成果，重点介绍了这种解析模型的框架以及能取得的模拟效果。最后，展示了微观力学模型在黏土流变特性及粗细颗粒混合土力学特性模拟上的最新扩展。 关键词：黏土；砂土；微观结构；各向异性；弹塑性；本构模型 大直径管桩在瞬态集中荷载作用下的振动响应时域解析解
丁选明1，2，刘汉龙1，3
（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. 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； 3. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京 210098）
摘 要：大直径管桩在低应变检测中应力波的传播是一个三维波动问题。将桩周土、桩芯土和桩底土对桩的作用简化为文克尔弹簧，将激振力用半正弦脉冲模拟，建立了大直径管桩在瞬态集中荷载作用下的振动响应计算模型，采用分离变量法和常数变易法求得了波动方程的时域解表达式。将该时域解与采用数值傅立叶逆变换计算得到的时域响应进行了对比验证，进一步将时域解析解计算结果与试验值进行了对比，验证了其合理性。采用得到的时域解计算分析了桩顶速度时域响应特性，结果表明：入射波到达时间和结束时间与波的传播距离成正比，从0°点到180°点基本呈线性变化；激振点的入射波结束时间等于输入脉冲宽度，其余测点的入射波结束时间与入射波到达时间的差值与输入脉冲宽度相等；入射波峰值对应的时间在激振点最小，从0°点到135°点逐渐增大，在135°点到180°点之间基本保持不变。 关键词：管桩；振动响应；瞬态荷载；时域；解析解 隧道开挖对邻近非连续接口地埋管线的影响分析
张陈蓉1，2，俞 剑1，2，黄茂松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：隧道开挖引起的地面沉降会引起邻近区域地埋管线的附加受力和变形，甚至会引起管线的开裂破坏。将隧道开挖引起的地面沉降效应作为外界条件施加于地埋管线上，基于改进的Winkler地基模型，并采用虚拟节点以考虑管线接口处的力学特性，提出了刚度非连续接口管线在隧道开挖条件下响应的简化理论分析方法。通过与弹性理论法、离心机试验和实际工程对比，验证了该方法的合理性。并通过与层状弹性理论解的对比，得到了该方法在非均质地基中的适用性。参数分析认为忽略管线接口存在的连续管线假设在分析接口地埋管线有不合理处。 关键词：隧道开挖；接口管线； Winkler地基模型；简化分析方法 不完备概率信息条件下边坡可靠度分析方法
唐小松1，2，李典庆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：不完备概率信息条件下边坡可靠度估计是一个富有挑战性的问题。基于Copula函数提出了不完备概率信息条件下边坡可靠度分析方法。首先，简要介绍了基于Copula函数的岩土体抗剪强度参数联合概率分布函数构造方法。其次，定义了边坡稳定分析的名义安全系数，提出了边坡失效概率波动范围分析方法。最后以无限边坡稳定可靠度问题为例证明了所提方法的有效性。结果表明：不完备概率信息条件下边坡失效概率是不唯一的。抗剪强度参数间Copula函数类型对边坡失效概率具有明显的影响，这种影响直接导致了不完备概率信息条件下边坡失效概率的波动范围较大。边坡失效概率波动范围随名义安全系数的增大或失效概率的减小而增大。所提3种方法能够有效地缩小边坡失效概率的波动范围，提高了边坡失效概率的估计精度，从而为不完备概率信息条件下边坡可靠度分析提供了一条有效的途径。 关键词：边坡；可靠度；相关性；不完备概率信息；联合概率分布函数；Copula 考虑变形影响的重力式挡墙地震土压力分布
朱宏伟1，3，姚令侃1，2*，蒋良潍1，邱燕玲1
(1. 西南交通大学土木工程学院，四川 成都610031；2. 高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都610031；
3. 四川建筑职业技术学院，四川 德阳 618000)
摘 要：利用汶川地震丰富的近场实震资料，分析总结了地震作用下挡墙的变形破坏模式，指出挡墙的变形模式与地基基础关系最为密切。位于岩质地基上的挡墙主要发生倾斜变形，位于土质地基上的挡墙则主要发生推移变形。在此基础上，基于温克勒地基模型，将土体看做是一系列弹簧和理想刚塑性体的组合体，分析得到了不同变形模式下挡墙地震土压力及其合力作用点的计算方法。结果表明：不同变形模式下挡墙的地震土压力分布特征各异，除平移模式外，其余变形模式下挡墙地震土压力随深度都呈非线性分布；位于岩质地基上的挡墙发生变形后地震土压力的合力作用点要比土质地基上的挡墙高。通过开展位于岩质地基和土质地基上挡墙的振动台模型试验，对文中提出的挡墙地震土压力计算方法进行了验证，发现试验结果和理论分析结果较相吻合。 关键词：重力式挡墙；变形模式；地震土压力；振动台试验 真空联合堆载预压下竖井地基固结解析解
郭 彪1，2，龚晓南2，卢萌盟3，张发春1，房 锐1
(1. 云南省交通规划设计研究院陆地交通灾害防治技术国家工程实验室，去南昆明 650200；2. 浙江大学软弱土与环境土工
教育部重点实验室，浙江杭州310027；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：考虑真空度沿竖井的发展是一个深度的函数，同时堆载所引起的附加应力既随时间变化也随深度变化，还考虑了地基的径竖向渗流以及扰动区土体水平渗透系数的3种变化模式，推导了真空联合堆载预压下竖井地基固结度的一个较普遍的解析解，并分析了在真空度沿竖井线性下降，堆载线性施加和附加应力沿深度梯形分布等情况下的地基固结性状。结果表明，荷载线性施加时，真空度对地基固结度有较大影响，真空度越大，沿深度衰减越慢，固结越快；而在荷载瞬时施加时，真空度对固结度没有影响。在地基井径比和水平渗透系数与竖向渗透系数之比较小时，地基的竖向渗流对地基的固结度有较大的影响。 关键词：竖井地基；固结；真空联合堆载预压；解析解 富水地层中重叠隧道施工引起土体变形研究
刘 维1,2，唐晓武1，甘鹏路1，StravosSavidis2
(1. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058；2. 柏林工业大学土木工程系，柏林 13355)
摘 要：重叠隧道施工易产生隧道结构不稳定和地层变形等问题。重叠隧道富水地层施工时，土层开挖应力释放和地下水渗流共同作用使得地层和隧道变形问题显得更加突出，增加了施工难度。以深圳地铁5号线重叠隧道为背景，采用数值方法研究了开挖应力释放和渗流作用在重叠隧道施工不同阶段对隧道结构和土层变形的影响，得到富水地层重叠隧道施工土层变形规律，同时提出了控制地层变形措施。重叠隧道下洞施工时，采用设置超前注浆支护能有效控制开挖应力释放引起拱顶沉降，开挖完成后隧道拱顶在渗流作用下沉降稳定，而隧道上覆土层因失水固结产生较大工后沉降，同时地表沉降槽深度和半径在渗流作用下不断增大；为避免下洞隧道在渗流作用引起上洞隧道整体沉降，上洞在下洞施工引起土体变形稳定后进行施工。上洞开挖应力释放引起较大地层沉降，开挖应力释放引起较大地层沉降，渗流因素引起地层工后变形较小，地表沉降槽深度迅速增大而影响半径保持稳定。 关键词：重叠隧道；应力释放；渗流；土层变形 非均质边坡多级稳定性分析方法
肖锐铧1，2，王思敬1，贺小黑1，张晓平1，3，饶枭宇4，罗 斌4
(1. 中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室，北京 100029；2. 中国科学院研究生院，北京 100049；
3. 南洋理工大学土木与环境工程学院，新加坡639798；4. 重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)
摘 要：为了实现对非均质边坡稳定性的全面表征与系统评价，提出了一种针对非均质边坡的“多级次”评价方法。这种方法以强度折减理论为基础，首先对岩土体进行多次局部强度折减，得到边坡不同深度、不同岩层控制的多级潜在滑动面；然后运用极限平衡法进行各个潜在滑动面的稳定性计算，即可得到边坡不同深度、不同级次的稳定性系数。这种方法在确定多级滑动面的过程中充分利用了强度折减法客观性的优点，避开了极限平衡方法主观性的缺点，折减所得滑动面更能反映边坡在重力作用下的变形破坏过程，优于滑弧法搜索结果。通过规则模型的验证及实际边坡的应用，证明这种方法对于综合评价非均质边坡的稳定状态是有效的，并可为边坡的治理、监测设计及施工提供指导。 关键词：非均质边坡；多级滑动面；多级稳定性；局部强度折减 基于裂隙描述的膨胀土堑坡稳定性分析
李雄威1，代国忠1，于常瑶1，王继果2
(1. 常州工学院常州市建设工程结构与材料性能研究重点实验室，江苏 常州 213002；
2. 三江学院土木工程学院，江苏 南京 210012)
摘 要：以广西白色强膨胀土为研究对象，利用MATLAB软件编制程序对土体裂隙图片进行二值化处理，获得裂隙率与含水率的线性回归关系。现场试验观测表明，雨季前裂隙长期平均宽度0.005 m，利用等效模型，获得表层土体含水率与裂隙间距的相关关系。按照雨水在裂隙中渗流的过程建立裂隙影响下的雨水入渗计算模型，利用不同裂隙间距，来描述裂隙分布。基于裂隙描述的雨水入渗膨胀土堑坡稳定性计算结果表明，是否考虑裂隙对膨胀土边坡稳定性的计算结果影响较大。当裂隙率较高时边坡持续降雨后安全系数会大幅度降低，同时边坡大气剧烈影响深度的加深也会引起安全系数的迅速降低。根据研究结果，对膨胀土边坡治理提出了具体建议。 关键词：膨胀土；堑坡；裂隙；大气作用；稳定性分析 超深开挖对抗拔桩承载力影响的离心机试验研究
胡 琦1，凌道盛2*，孔令刚2，罗耀武3，牛 犇2，陈 峥4
(1. 浙江工业大学建筑工程学院，浙江 杭州310014；2.浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江 杭州 310027；
3. 黄河水利委员会，河南 郑州450003；4. 华东电力设计院，上海200063)
摘 要：深基坑开挖会改变桩周土的应力状态，影响抗拔桩的承载力。通过离心机模型试验，研究了超深开挖对抗拔桩承载力的影响。采用考虑基底土超固结效应影响的有限元数值模拟分析方法，对离心机试验进行了计算分析，研究超深开挖对抗拔桩承载力影响的内在机理。研究结果表明：坑内土体卸荷，桩侧土体有效应力降低，抗拔桩承载力下降；受基底土超固结效应的影响，桩侧土静止土压力系数要大于正常固结状态，桩侧极限摩阻力与抗拔桩承载力大于正常固结状态；不考虑基坑开挖对桩周土应力水平的影响，以覆土条件下的承载力做为设计取值，偏于不安全；考虑基坑开挖对桩周土应力水平的影响，但不考虑基底土的超固结特性，抗拔桩承载力的取值偏于保守。 关键词：抗拔桩；深开挖；极限承载力；超固结；离心机试验 汶川地震公路隧道洞口结构震害分析及震害机理研究
崔光耀1，王明年2，于 丽2，林国进3
(1.北方工业大学建筑工程学院，北京 100144；2.西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031；
3. 四川省交通厅公路规划勘察设计研究院，四川 成都610041)
摘 要：通过对汶川地震公路隧道震害调查资料的统计分析，对隧道洞口结构进行了震害分析，结果表明：洞外结构受次生灾害影响较大，地震惯性力影响明显；硬岩洞口段隧道结构基本无破坏，软岩洞口段隧道结构震害较严重。通过三维有限差分数值模拟计算和现场典型震害分析，研究了公路隧道洞口结构的震害机理。探明了洞外结构震害机理，即洞外结构受次生灾害影响较大，震害的主要原因是地震惯性力，洞门墙结构和基础设计不合理以及隧道洞口所处位置也是影响洞外结构震害的重要因素。探明了洞口段隧道结构震害机理，即正穿坡面洞口段隧道结构存在软硬围岩交界面时，其附近软岩内隧道结构受较大强制位移作用；正穿坡面洞口段隧道结构覆盖层为软岩时，震害的主要因素是地震惯性力。研究成果对公路隧道洞口结构的抗减震技术有着重要的意义。 关键词：洞口结构；震害分析；震害机理；地震惯性力；强制位移 超载作用下软土盾构隧道横向变形机理及控制指标研究
王如路1，张冬梅2,3
（1. 上海申通地铁集团有限公司维护保障中心，上海 200070；2.同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；
3. 教育部岩土及地下工程重点实验室，上海 200092）
摘 要：隧道横向变形直接关系到结构安全，首先采用数值模拟方法研究了地面压载、土体侧向压力系数和土体抗力系数对隧道横向变形发展的影响，研究了隧道横向变形随压载的变化发展规律，建立了隧道直径变化和混凝土受力、螺栓受力以及接头张开量之间的关系，提出了以隧道直径变化作为隧道横向结构性态发展的判定指标；根据隧道横向变形发展规律，利用隧道结构变形发展过程中的结构几何特征，建立了隧道变形量发展的几何简易分析方法，利用该方法直接测量隧道直径变化就可以判定隧道变形状态，为隧道结构安全评价提供了十分简单有效的手段。 关键词：软土；盾构隧道；横向变形；结构安全 砂流法施工致沉管隧道管段竖向位移的试验研究
黎 伟1，2，3，房营光1，2，莫海鸿1，2，谷任国1，2*，陈俊生1，2，袁伟耀4
(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；
3. 广州电力设计院，广东 广州510075；4. 东莞建青建筑设计有限公司，广东 东莞 523000)
摘 要：利用足尺砂流法模型试验模拟了砂流法处理沉管隧道地基施工致使管节竖向位移的全过程，获得了管节模型的相对高程–时程曲线、竖向位移量及砂盘的形态特征。结果表明：模型在试验中先后经历了砂盘正常扩展、缓慢跳动位移、快速平稳位移3个阶段；模型在缓慢跳动位移过程中的位移量、位移速率均较快速平稳位移过程中的要小。模型板的竖向位移使得流缝区域缩小，流槽厚度变薄且密集分布于砂盘顶面（占砂盘顶面积的30%以上）；砂颗粒压积于砂盘顶部形成水平薄层状结构，是模型板竖向位移的直接原因；模型板竖向位移过程明显影响砂盘的半径扩展。工程实践中可适当利用管节的缓慢跳动位移过程减小流缝、流槽厚度，但需采取措施保证砂盘半径在管节产生竖向位移前达到设计值。 关键词：沉管隧道；地基处理；砂流法；足尺模型试验；管段竖向位移 饱和黏土中沉桩挤土形成超静孔压分布理论解答研究
高子坤1,3，施建勇2
（1. 莆田学院土木建筑工程学系，福建 莆田351100；2. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京210098；
3. 河海大学水利水电学院，江苏 南京210098）
摘 要：饱和黏土中沉桩挤土会形成较大的超静孔隙水压力，其时间及空间分布相关特性影响场地土体工程性质和土木及水利工程设计施工的技术经济的合理性。为得到沉桩挤土形成的超静孔压分布理论解答，首先根据三维挤土附加总应力解答分析成桩后挤土造成的超静孔隙水压力分布规律，结合附加总应力计算方法，采用Henkel公式推导三维挤土造成的超静孔隙水压力理论解答；然后，结合工程实例，应用三维固结计算级数解，对沉桩挤土的位移、应力、超静孔隙压力分布规律和成桩后孔压消散的完整过程进行较为系统地计算和验证，为桩基工程的设计和施工提供理论依据和计算方法。 关键词：沉桩挤土；附加应力；Henkel公式；超静孔隙水压力；固结级数解 黄土节理二维稳态流流量方程
王铁行，罗 扬，张 辉
(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西 西安 710055)
摘 要：黄土节理渗流属于沿节理方向入渗和垂直于节理方向往黄土体入渗的二维渗流问题，对此问题目前尚少有研究。考虑节理内流体向土体的入渗及土体自身流速的影响，建立了黄土节理二维渗流模型，采用欧拉变数法推导了流体元运动微分方程，得到了以流速为函数的渗流微分方程。进而基于黄土节理渗流特征及边界条件，推导得到黄土节理二维稳态流的流量方程，表明岩体节理立方定律可归结为此方程在特定条件下的简化形式。进一步结合达西定律推导得到黄土节理渗透系数的表达式。通过现场试验和数值分析所反应出的趋势说明该公式有一定的应用价值。 关键词：黄土节理；立方定理；渗透系数 节理岩体表征单元体尺寸确定的数值模拟
朱万成，张敏思，张洪训，郭孝庆，关 凯
（东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819）
摘 要：从节理岩体表征单元体的力学意义出发，在通过对某物理试验结果进行模拟以验证RFPA程序模拟节理岩体强度及破裂模式具有适用性的基础上，提出一种基于RFPA数值模拟确定节理岩体表征单元体的方法。该方法基于蒙特卡洛法生成二维节理裂隙网格，实现节理裂隙的表征，将其导入岩石破裂过程分析软件中，分析节理岩体弹性模量和单轴抗压、抗拉强度的尺寸效应和各向异性，并据此确定了节理岩体的表征单元体尺寸。最后，针对某采场围岩节理面统计参数，分析讨论节理岩体的尺寸效应和各向异性，通过综合分析确定了节理岩体的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等参数，并得出其表征单元体的尺度为6 m×6 m，这为后续的岩石力学研究奠定基础。 关键词：节理岩体；表征单元体；尺寸效应；物理力学参数；数值模拟 地下连续墙泥浆槽壁稳定性评价的水平条分法
夏元友，裴尧尧*，王智德，陈 晨，周 雄
（武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070）
摘 要：考虑土体分层性质，假定开挖槽段附近各土层厚度分布均匀且土层分界面垂直于槽面，以经典二维楔形滑块体模型为研究对象，提出了地下连续墙泥浆护壁稳定性评价的水平条分法，建立了满足条块力平衡的3M方程评价模型和同时满足力平衡和力矩平衡的4M方程评价模型，提出了求解方法，并验证了3M方程模型的有效性和条分法提出的必要性。将3M评价模型应用于武汉市某超深基坑成槽开挖坍塌的槽段稳定性分析，总结了临界角度和安全系数随地下水位、地表超载、泥浆高差、及泥浆重度的变化规律。最后用定义的水平条间力与竖向条间力的比值讨论了不同参数取值下水平条间力的变化规律。 关键词：泥浆护壁；水平条分法；安全系数；临界角度；条间力 基于微观破损规律的结构性土本构模型
蒋明镜1，2，刘静德1，2，孙渝刚1，2
(1. 同济大学土木学院地下建筑与工程系，上海200092；2. 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092)
摘 要：在岩土破损力学理论的基础上，通过考虑土体结构性破损的微观机理，建立了结构性土的本构模型。通过定义与重塑土屈服面几何相似的结构性屈服面，模型可以反映结构性对土体力学特性的影响；通过引入表征结构性损伤的破损参数，确定了结构性土加载过程中的硬化规律。该破损参数基于岩土破损力学中应力应变分担的概念而提出，具有明确的力学意义；模型的硬化规律同时考虑了塑性体应变及塑性主应变的影响，可以更好地反映土体结构性损伤过程。将该本构模型用于结构性土室内固结试验及三轴压缩试验结果的模拟，初步验证了该模型的合理性。 关键词：微观机理；结构性土；结构损伤；破损规律 玻璃砂透明土变形特性三轴试验研究
孔纲强1,2，刘 璐1, 2，刘汉龙1, 2，周 航1, 2
（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. 河海大学土木与交通学院，江苏 南京210098）
摘 要：玻璃砂透明土是一种由玻璃砂、正十二烷和15号白油按质量比1∶4的混合液体制备而成的新型人工合成透明土；该材料具有透明度高，与天然土体相似度更好等优点，可以用于基于透明土材料的可视化模型试验。为了研究其变形特性，对不同级配的玻璃砂透明土，进行三轴固结不排水剪切试验和三轴固结排水剪切试验，并与同等条件下的福建标准砂试验结果进行对比分析；测得固结不排水剪应力–应变曲线、以及孔压应变曲线形态等工程特性。试验结果表明，随着相对密度的增加，玻璃砂的应力–应变关系从应变硬化型向应变软化型过渡，破坏时的孔压系数Af降低，变形模量变大；与标准砂相比，玻璃砂透明土的应力–应变曲线峰值来的相对更慢一些。 关键词：玻璃砂透明土；标准砂；变形特性；三轴试验 刀具动态作用下节理岩体破坏过程的数值模拟
廖志毅，梁正召*，杨岳峰，王 岩，唐春安
（大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024）
摘 要：基于细观损伤力学和动力有限元方法，模拟分析了节理岩体在刀具动态荷载作用下的损伤破裂过程，探讨了节理间距和节理角度的影响。在动力分析模型中，通过考虑黏弹性边界以排除边界应力波反射的影响，提高了计算精度。数值模拟结果表明，节理的存在改变了岩体中应力波的传播模式。一方面，节理面反射的拉伸应力波加剧了节理与刀具间岩体的碎裂；另一方面，软弱节理面破坏吸收了应力波能量，阻碍了应力波向下的传播，减弱了下部岩体的破坏程度。模拟结果还表明，节理间距越小，岩体破坏程度更加明显。倾斜节理的存在使刀具下部的裂纹出现不对称性扩展特征，影响了主裂纹向下扩展的能力，限制了其伸展的空间。节理岩体在刀具动态作用下的破坏过程研究还很少见到，研究结果对于节理岩体动态破坏的机理以及地下工程开挖等实际应用，具有一定的参考价值。 关键词：刀具破岩；动态破坏过程；节理岩体 煤岩破裂过程中电荷感应机理分析
唐 治，潘一山，李忠华，李利萍，郑文红
（辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁 阜新 123000）
摘 要：利用自主研制的电荷感应仪，建立单轴压缩条件下煤岩电荷感应试验系统和温度对煤岩电荷感应影响试验系统对煤岩电荷感应进行研究。得出煤岩温度升高能形成热电子发射，使煤岩产生电荷，但煤岩破裂过程中产生的主要电荷不是热电子发射产生的。根据电荷–能量联系定律，提出了煤岩变形破裂过程中产生的电荷信号是因煤岩能量释放而产生的观点。认为煤岩产生电荷量可作为煤岩释放能量的量度。煤岩释放能量越多，产生电荷越多，即测得煤岩电荷信号越强，说明煤岩释放能量越多。还解释了煤岩强度越大，破裂时产生电荷量也越多的现象，解释了不同性质煤岩体，破裂过程中释放能量相同而产生电荷信号不同的现象。可为进一步的研究提供参考。 关键词：煤岩破裂；电荷感应；温度 土工膜缺陷渗漏引起气胀的研究
李旺林1，李志强2*，魏晓燕1，李英特1
（1. 济南大学，山东 济南250022；2. 南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南250013）
摘 要：对于采用土工膜库盘防渗的平原水库，蓄水初期，土工膜缺陷渗漏，极易引起库区土工膜膜下非饱和土层中孔隙气体聚集、上升，并使土工膜产生局部隆起的气胀现象。分析了库水渗漏引起土工膜气胀变形的机理，研制了超大型专用气胀试验设备，利用渗漏区和非渗漏区气胀试验来模拟土工膜缺陷渗漏引起的气胀现象，得出结论：①对于没有缺陷的土工膜，在地下水位不变时，水库蓄水不会产生土工膜气胀现象；②平原水库蓄水初期，土工膜缺陷渗漏，渗水可侵占原膜下砂沟的孔隙空间，封闭排气通道，产生水阻现象，并影响膜下孔隙气体从砂沟排气系统中的正常排出；③平原水库蓄水初期，土工膜缺陷渗漏，渗水接触地下水后，会挤占土工膜膜下非饱和土孔隙气体空间，并引起库区内地下水位的整体上升，促使非饱和土中孔隙气体聚集、上升，并引起土工膜产生局部隆起的鼓胀变形，表现为气胀现象。 关键词：平原水库；库盘防渗；缺陷土工膜；渗漏；气胀 土遗址加固中木锚杆锚固机理的现场试验研究
张景科1，2，谌文武1，2，李最雄2，王旭东2，和法国1，2
(1. 西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000；
2. 国家古代壁画保护工程技术研究中心，甘肃 敦煌736200)
摘 要：木锚杆锚固机理的研究对于土遗址传统材料与工艺的科学性挖掘和当今的保护加固具有重大价值。选择代表性的土遗址（交河故城）开展现场锚固测试，包括锚固性能测试和第一界面层（杆体–浆体）剪应变监测。试验结果表明：①鉴于杆体的自然选材，不同杆体的锚固性能差异较大，但锚固潜力巨大；②受力状态下，剪应力沿着界面呈现含峰值非均匀分布；③荷载逐步增大时，界面剪应力峰值逐步向末端转移；④剪胀作用明显，增强了锚固性能；⑤兼有拉力型和压力型锚固系统的复合特征。 关键词：土遗址；木锚杆；锚固机理；界面；剪应力分布 基于Hoek-Brown准则对板岩抗拉强度研究
刘运思1，傅鹤林1，饶军应1，董 辉2，张海明2
（1. 中南大学土木工程学院，湖南 长沙410075；2. 湘潭大学土木工程与力学学院，湖南 湘潭411105）
摘 要：板岩等层状岩体中常存在多种结构面，岩体的抗拉强度在不同的层面倾角下会有较大的差异。为了揭示板岩这种层状岩体抗拉强度的各向异性，基于Hoek-Brown强度准则，结合巴西圆盘平面应力的弹性力学解析解，推导了圆盘随层理角度变化的抗拉强度公式。通过对不同层理角度 下的试件进行单轴和巴西劈裂试验，获得了抗拉强度公式中的参数，得到了板岩抗压强度各向异性度 为3.94～4.87，抗拉强度各向异性度 为2.86～3.15，且抗压（抗拉）强度呈现两端大中间小的趋势。此外，该抗拉强度公式能较好地反映板岩在含有层理面时强度随 变化的规律。 关键词： Hoek-Brown准则；层理角度；板岩；抗拉强度 极限荷载条件下盾构管片接头模型比较研究
董新平
(郑州大学交通工程系，河南 郑州 450002)
摘 要：为了解盾构隧道装配式管片接头在极限荷载条件下的力学性状，在对既有管片接头模型综合分析比较基础上，提出采用平面应力模型结合混凝土脆性破坏准则及不抗拉节理单元（Goodman单元）作为接头分析的计算模型，并以接头破坏试验实测数据为标准，对提出的分析方法进行了验证。计算结果与实测结果的对比表明，获得的接头转角–弯矩曲线可较好地逼近试验曲线，与试验结果基本一致。可以采用这两种模型对接头在极限荷载条件下的受荷过程做精细分析。 关键词：隧道工程；管片接头；准分析；极限状态 裂隙岩体等效渗透系数张量数值法研究
杨建平1，陈卫忠1，2，吴月秀3，谭贤君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. 山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南250061；3. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室，湖北 武汉 430071)
摘 要：由于核废料地质储存、地热开采、深部油气开采的工程需求，裂隙岩体渗透性及其随着应力、温度的影响受到广泛关注。通过温度–渗流–应力耦合三轴仪对大理岩人工裂隙渗透率随应力及温度变化规律进行了试验研究，获得了大理岩闭合裂隙渗透率随应力、温度的变化趋势及受影响程度。在试验基础上，通过数值方法研究了裂隙岩体等效渗透系数的尺寸效应及各向异性，获得了该裂隙岩体的等效渗透系数REV及渗透张量。 关键词：裂隙岩体；渗透率；应力；温度；等效渗透系数张量
