压实黏土梁弯曲开裂性状试验研究
凌道盛1，2，徐泽龙1，2，蔡武军1，3，王云岗*4
(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；
3. 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南 长沙 410014；4. 浙江大学城市学院，浙江杭州 310015)
摘 要：裂缝的存在显著降低黏土层的防渗性能。研制了土梁弯曲试验装置，研究了不同含水率压实黏土梁张拉开裂性状，分析了裂纹扩展过程，并采用PIV技术揭示了裂纹尖端的应变局部化现象，获得了不同含水率下压实黏土的开裂应变。试验结果表明：三点弯梁拉伸区可能出现多个应变局部化区域，其中靠近跨中的一个发展为宏观裂纹；裂纹宽度随中点挠度近似呈线性增长，且受含水率影响较小；含水率对土梁开裂特性和开裂应变影响很大，随着含水率由32.6%增至37.0%，土梁断裂挠度显著增加，裂纹尖端的应变局部化区域变大，开裂应变从2.4%增大至4.1%，跨中荷载挠度曲线呈现由跳回型向跳过型变化，荷载峰值明显降低，土梁由脆性断裂逐渐转变为延性断裂。
关键词：压实黏土；三点弯梁；裂纹扩展；开裂应变
热损伤花岗岩三轴卸围压力学特性试验研究
蔡燕燕1，2，罗承浩1，俞 缙1，2，张黎明3
(1. 华侨大学岩土工程研究所，福建 厦门 361021；2.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；
3. 青岛理工大学理学院，山东 青岛 266033)
摘 要：利用岩石伺服试验系统，对经历25℃～900℃作用后的花岗岩试样进行三轴卸围压试验，研究高温后花岗岩在卸荷路径下的变形特性、参数特征及破坏形态。结果表明：经历300℃后的岩样围压卸荷量最少，最容易发生破坏。基于应变围压增量比，定量揭示了卸荷破坏是由强烈的径向变形和体积扩容所致。随着温度上升，各应变围压增量比均先增大后减小，在300℃时达到最大。卸荷过程中岩样的变形模量逐渐减小，25℃～900℃之间，减小33.20%～59.11%，且温度越高减小越多，与体积应变均呈二次多项式相关；泊松比逐渐增大，25℃～900℃之间，增大164.96%～274.03%，且温度越高增加越多，与体积应变均呈线性相关。高温后的岩样在单轴压缩下均呈轴向劈裂破坏，并存在多个贯通裂纹；在三轴压缩下为宏观单一的贯通剪切破坏形态；三轴卸围压下破坏形态则比较复杂，常温时为高角度的局部剪切破坏，随温度升高，岩样变为贯通剪切破坏，到900℃时又变为局部剪切破坏。
关键词：热损伤；花岗岩；三轴卸围压；力学性能；破坏形态
不同围护结构变形模式对坑外既有隧道变形影响的对比分析
郑 刚1，2，王 琦1，2，邓 旭1，2，杜一鸣1，2
（1. 天津大学建筑工程学院，天津 300072；2.滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室（天津大学），天津 300072）
摘 要：随着越来越多的地铁建成并投入运营，既有地下隧道受邻近基坑施工的影响及控制成为越来越重要的问题。通过建立考虑土体小应变的有限元模型，针对4种典型围护结构变形模式引起的坑外不同位置处隧道变形特点以及位移影响范围进行分析，结果表明：在围护结构最大变形相同而变形模式不同的情况下，坑外既有隧道的变形也会存在较大的差异。根据隧道拱顶拱底的竖向变形特点，可将基坑外不同位置的隧道根据其变形分为沉降区、变形过渡区及隆起区。悬臂型模式对坑外隧道的位移影响范围最小，内凸型与复合型模式影响范围基本相同，分布大于悬臂型，而踢脚型模式下范围最大。在实际工程中除控制围护结构最大变形值外，尚应根据周围环境特点合理控制围护结构变形模式，并尽可能避免出现踢脚模式变形。
关键词：围护结构；变形模式；既有隧道；变形特点；影响范围
膨胀土增湿过程中吸力–孔隙比–含水率关系
辛志宇，谭晓慧，王 雪，李 芃，汪贤恩
(合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽 合肥 230009)
摘 要：通过不同初始孔隙比条件下的土水特征试验及增湿试验，研究了膨胀土的土水特征曲线拟合参数及体积膨胀曲线拟合参数与初始孔隙比的关系，采用曲面拟合法建立了孔隙比与重量含水率及初始孔隙比的关系曲面、孔隙比与吸力及初始孔隙比的关系曲面、重量含水率与吸力及初始孔隙比的关系曲面、体积含水率与吸力及初始孔隙比的关系曲面。试验结果表明，在重量含水率（或吸力）–初始孔隙比–孔隙比坐标系中的体变曲面由饱和部分及非饱和部分组成；在增湿过程中，曲面由非饱和区进入饱和区的转折点对应的重量含水率随着初始孔隙比的增大而增大，转折点对应的吸力随着初始孔隙比的增大而减小；在吸力–初始孔隙比–重量含水率或体积含水率坐标系中，与特定初始孔隙比对应的土水特征曲线是纵坐标恒定的平面曲线；在吸力–孔隙比–重量含水率或体积含水率坐标系中，与特定初始孔隙比对应的土水特征曲线是纵坐标在变化空间曲线，它能同时表示初始孔隙比的影响及试验过程中孔隙比的变化。
关键词：膨胀土；土水特征；增湿；曲面拟合；体变
各向异性随机场下的边坡模糊随机可靠度分析
舒苏荀，龚文惠，王 佳，王 东，喻 鹏
(华中科技大学土木工程与力学学院，湖北 武汉 430074)
摘 要：土性参数具有很大的空间变异性，且在水平方向和垂直方向上差异显著。基于随机变量模型的传统边坡模糊随机可靠度分析方法并未对此进行考虑。提出一种能合理考虑土性参数空间变异性的边坡模糊随机可靠度分析方法。首先，视黏聚力和内摩擦角的均值为正态模糊数，对其取不同的
截集水平并在各截集水平上进行参数组合。其次，利用各向异性随机场模拟土性参数的空间变异性，将有限元法和Monte–Carlo模拟相结合，计算各参数组合对应的可靠度指标。再通过数学方法得到边坡在各截集水平上的可靠度指标。最后，运用加权平均法计算边坡的模糊随机可靠度指标。算例分析表明：与水平方向的空间变异性相比，垂直方向的空间变异性对边坡模糊随机可靠度的影响更为显著；不考虑土性参数的空间变异性在一般情况下会低估边坡的模糊随机可靠度指标，但在抗剪强度参数变异性较大时，反而可能会高估边坡的模糊随机可靠度指标；此外，黏聚力与内摩擦角之间的相关性对边坡失效概率的影响趋势基本不受土性参数空间变异性的干扰。
关键词：边坡稳定；模糊性；随机性；
截集；各向异性随机场
基于膨润土微观结构确定土水特征曲线的残余含水率
朱赞成1，2，孙德安1，王小岗2，陈 雰2，王古平3
(1. 上海大学土木工程系，上海 200072；2. 台州学院建筑工程学院，浙江 台州318000；3. 台州学院物理与电子学院，浙江 台州 318000)
摘 要：根据蒙脱石层间水化微观结构，建立了蒙脱石水化后的含水率计算公式，并认为蒙脱石发生第1层水化时的含水率即为残余含水率。用4种膨润土土水特征曲线试验数据，分析探讨了考虑不同初始干密度和同一初始干密度下不同温度环境等因素对膨润土土水特征曲线的残余含水率影响。研究结果表明，膨润土的残余含水率与膨润土的比表面积、水膜厚度以及水膜密度成正比，而与膨润土的初始干密度和温度无关。通过实测和计算残余含水率比较，验证了该公式的合理性。
关键词：膨润土；土水特征曲线；残余含水率；水化
大位移滑坡形态的物质点法模拟
孙玉进，宋二祥
(清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京 100084)
摘 要：滑坡是一典型的动力大变形过程，对这种变形很大的问题如欲模拟其变形后的形态，应用传统有限元法会遇到较大困难。应用物质点法这一较新的数值方法对一高边坡发生滑坡的全过程进行了动态模拟分析，同时结合这一分析对大位移滑坡过程进行了讨论。首先将黏性阻尼与运动阻尼相结合，应用动态松弛技术生成边坡初始应力场，初始应力场与有限元计算结果相符。接着将土体黏聚力降为0，诱导稳定边坡滑坡。滑坡模拟过程表明，滑动面的位置和曲率在滑动过程中均不断变化，滑动模式由转动滑动向平动滑动转变，最终形成的稳定边坡坡角小于土体内摩擦角。
关键词：滑坡；物质点法；大变形；数值模拟；动态松弛
高温后闪长岩部分物理性质实验研究
秦 严1，田 红*2，徐能雄1，张 尧1，韩 健1
(1. 中国地质大学（北京）工程技术学院，北京 100083；2.中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074)
摘 要：地热开发及高放核废料深层地下处置等高温岩石工程均涉及高温环境下的岩石尤其是岩浆岩的物理力学性质问题。以闪长岩为研究对象，通过测量岩样热处理前后的物理指标，得出了温度对闪长岩物性的影响关系。研究表明：①600℃为温度对闪长岩物性影响的阈值；②800℃时岩石结构开始破坏，1000℃时结构构造完全被破坏；③高温对闪长岩结构构造的破坏主要表现在大部分矿物热破裂、石英边界变得模糊、长石发生蚀变；④密度与纵波波速均随温度增加而降低。
关键词：高温；物性；闪长岩；结构；纵波波速
地下工程流–固耦合试验新技术及其在充填型岩溶管道突水模型试验中的应用
周 毅，李术才，李利平，张乾青，石少帅，宋曙光，王 康，陈迪杨，孙尚渠
(山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061)
摘 要：在地质力学模型试验技术的基础上，根据大型交通、水利水电及矿山工程的需要，开展大比尺流–固耦合模型试验技术研究，包括新型流–固耦合相似材料、三维可视化固液耦合试验系统以及多物理场信息监测分析技术。提出了流–固耦合相似材料的配制原则，选择了多种性能耦合较小的调节剂，实现了强度、渗透性、重度等指标的独立调节，大大提高了材料的相似度，保证材料能够在水长期作用下保持稳定的性质，很好地模拟中、低强度的岩体、破碎带及充填物。三维可视化固液耦合试验系统具备了自动化静力加载和数字化水压加载功能，实现了复杂地质条件下有压水体与相似材料的大面积直接作用，为流—固耦合条件下渗流和突涌水过程的模拟提供了可视化的试验场所。光纤技术、电阻元件柔性防水技术和自动化数据采集分析系统，实现了水环境下模型体内部渗压、应变和位移的精确采集和分析。最后，依托湖北省保康至宜昌高速公路尚家湾隧道，开展了充填型岩溶管道失稳突水的大比尺三维模型试验研究，真实再现了工程中的突涌水过程，揭示了充填型岩溶管道突水的灾变特征。流–固耦合试验新技术得到成功应用，为试验的顺利进行提供了技术保证。
关键词：地下工程；流–固耦合；模型试验技术；充填型岩溶管道；突水
基于小波分析的地震动转动分量研究
魏文晖，薛广文，张 迪，喻 梦
(武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室，湖北武汉 430070)
摘 要：基于强震时断层附近地面地震动转动分量对单摆式地震仪水平和竖向摆造成的响应差异性，建立采用小波分析获取地震动转动分量的方法。首先采用离散小波变换探讨未修正地震动水平和竖向分量的局部时频特性；进而在水平和竖向分量低频差异性的基础上，建立新的阈值处理方法对水平分量的小波系数进行处理，从而获取了地震动转动分量；最后，通过振动台试验验证了基于小波分析的地震动转动分量获取方法的正确性和精度。结果表明：基于小波分析获取的地震动转动分量的残余倾斜位移与实测的基本吻合，且过滤掉转动分量的水平分量傅里叶谱的低频部分与竖向分量的较为相似；振动台试验验证了基于小波分析获取地震动摇摆分量方法的正确性，且相较于基于傅里叶分析的方法，结果与实际情况更加吻合，精度实现了大幅提高。
关键词：地震动；转动分量；小波分析；阈值处理；傅里叶分析；振动台试验；残余倾斜
基坑悬臂排桩支护局部失效引发连续破坏机理研究
程雪松1，2，郑 刚1，2，邓楚涵1，2，黄天明1，2，聂东清1，2
（1. 天津大学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：虽然已有很多基坑连续倒塌破坏的工程案例，局部破坏可能导致的连续垮塌规模和造成的后果也越来越大，但是由局部破坏发展为大规模连续破坏的机理还少有研究，也缺乏针对基坑连续破坏的控制方法和设计理论。以排桩支护的长条形基坑为例，采用显式有限差分法、离散元法及模型试验对局部支护结构失效情况下的基坑进行了模拟，对基坑土压力的重分布和支护结构受力的变化规律进行了分析和相互对比验证，初步揭示了连续破坏在基坑长度方向上的传递机理，提出了荷载传递系数的概念，即临近破坏第一根桩内力的提高倍数，并发现其是决定基坑是否发生连续破坏的重要因素。土体强度越高，荷载传递系数越高。在局部破坏发生之后很短时间内，未破坏部位土压力和结构受力迅速升高达到最大值。排桩顶设置的连续冠梁可以降低传递系数，对提高基坑支护结构抗连续破坏能力有重要作用。
关键词：基坑；排桩；连续破坏；有限差分法；离散元
基于最小势能原理的加筋垫层与路堤桩土相互作用研究
上官士青1，杨 敏1，陈 飞2，郭俊东2，张俊峰3
(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 华东电力设计院，上海 200063；3.同济启明星科技发展有限公司，上海 200092)
摘 要：桩承式加筋路堤由于涉及桩–桩间土–垫层–加筋体的相互作用问题而使其承载机理复杂，适用于分层土的简化计算方法尚需要深入研究。在广义桩–广义土物理模型的基础上引入加筋垫层，考虑桩土荷载传递及加筋体拉伸产生的弹性势能，推导了整个系统的总势能方程，并将其离散化，建立了一个无约束非线性数学规划模型。该数学模型以总势能方程作为目标函数，采用下降迭代算法求解总势能方程的最小值，可求得桩、土、垫层垂直方向上的变形。通过一个未加筋的算例对数学规划模型进行了验证，并结合某堆煤筒仓实际工程对该方法计算的加筋处理效果进行了讨论。
关键词：桩承式路堤；加筋垫层；数学规划；荷载传递法；桩土相互作用
深埋隧道TBM卡机机理及控制措施研究
温 森1,2，杨圣奇*1，董正方2，赵丽敏2
（1. 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 221116；2.河南大学土木建筑学院，河南 开封 475004）
摘 要：当前TBM在中国应用越来越广泛，然而TBM在深埋软弱岩石隧洞中施工时，很容易发生护盾被卡事故，造成严重后果，因此对其卡机机理及控制措施研究很有必要。首先，基于Hoek-Brown准则圆形隧道围岩流变变形研究成果，考虑管片衬砌支护和掌子面效应，提出了护盾区域围岩变形计算模型；其次，根据上述变形计算模型和围岩、护盾变形协调条件，建立了停机和连续掘进两种工况下卡机状态判断模型，两种模型均考虑了围岩流变效应；再次，在卡机机理研究成果基础上，进行了卡机控制措施的研究。推导了临界预留变形计算公式；同时提出了预留变形和超前支护相结合时临界超前支护强度的计算模型；最后，将卡机判据和临界预留变形量及超前支护强度理论在工程算例中进行了应用。
关键词：深埋隧洞；TBM施工；卡机机理；临界预留变形量；临界支护强度
基于随机场理论的江苏海相黏土空间变异性评价研究
林 军1，2，蔡国军*1，2，邹海峰1，2，刘松玉1，2
(1. 东南大学岩土工程研究所，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)
摘 要：土体空间变异性分析是进行岩土工程可靠度设计的理论基础。采用随机场理论，提出了典型江苏海相黏土的随机场特征及参数，对基于孔压静力触探（CPTU）测试数据的空间变异性进行了系统分析。由于竖直方向上CPTU锥尖阻力数据的样本容量较高，通过对锥尖阻力进行一次多项式去趋势来获得平稳的波动分量，并利用常用的5种自相关模型拟合波动分量的自相关系数。采用修正的Bartlett统计公式来检验波动分量的平稳性，选取最优的竖直波动范围。竖直变异系数由波动分量和去趋势函数来确定。鉴于水平方向上的CPTU锥尖阻力数据的样本容量较小，采用平均零跨距法估计水平波动范围，水平变异系数由总体变异系数来表示。结果表明，竖直向和水平向上江苏海相黏土较报道值显示出更强的空间变异性。
关键词：空间变异性；海相黏土；孔压静力触探；随机场理论
土的自适应应力认识与研究
刘保健1，谢定义2，谢永利1，赵丽娅3
(1. 长安大学公路学院，陕西 西安 710064；2. 西安理工大学岩土工程研究所，陕西 西安710048；
3. 石家庄经济学院勘查技术与工程学院，河北 石家庄 050031)
摘 要：设计了一种
状态不同等应变或等应力速率连续对土样轴向加载的单轴固结试验方案，该试验方案可让土样同时经受不同荷重率、应力历时、应力路径、应力历程的作用。经过对重塑饱和黄土的单轴连续加荷、三轴连续加荷、分级加荷单轴固结试验研究，结果表明：若定义土在单轴压缩不同侧向约束条件下反应的侧压力为自适应应力；单轴侧限压缩试验主动施加的竖向压力与实测的侧向土压力之差为土的自适应剪应力，除了不受孔隙水压力的影响外，更重要的是，实测与分析结果证明，土的单轴侧限压缩应变量与自定义的自适应剪应力具有唯一的影响关系。
关键词：自适应应力；自适应剪应力；荷重率；侧向约束
含半圆形凸起的直角域对平面SH波的地震动
齐 辉1，蔡立明1，潘向南1，2，高 春1，3
(1. 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室，北京 100190；
3. 哈尔滨学院土木工程系，黑龙江 哈尔滨 150086)
摘 要：按Green函数和积分方程方法，分析了含半圆形凸起的直角域对平面SH波的稳态响应，讨论了由凸起散射所造成的地震动。对含半圆形凸起的直角域做分区，分为直角域和半圆域，按镜像方法构造直角域的Green函数，按Graf加法公式和波函数展开法构造半圆域的Green函数。对直角域和半圆域做契合，在契合界面施加一组分布力，使直角域和半圆域中的位移场和应力场满足契合界面上的连续性条件，得到分布力的定解积分方程组。数值求解，得到契合界面上的应力分布和地表位移幅值，结果表明入射波的波数和角度以及凸起与直角域垂直边界的距离对凸起散射的影响。
关键词：SH波；散射；半圆形凸起；Green函数；直角域
不同重力下月壤水平推剪阻力离散元数值分析
蒋明镜1，2，3，奚邦禄1，2，3，申志福1，2，3，戴永生1，2，3
(1. 同济大学土木工程防灾减灾国家重点实验室，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. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092）
摘 要：月面环境下重力场仅为地面环境下的1/6，研究重力场对于开挖阻力的影响，对优化设计月面环境下开挖设备具有重要意义。采用离散单元法模拟不同深度不同重力场下的月壤水平推剪试验（简化的土–开挖机械间相互作用模型），分析了重力场对开挖试验中推剪阻力、能量消耗和破坏面的影响，最后建立推剪阻力与重力场的关系。结果表明：相同推剪深度下，随重力场增大推剪阻力和能量消耗均增加，推剪前方受扰动土体范围减小；随推剪深度增加，推剪阻力增加。
关键词：月壤；离散单元法；水平推剪试验；重力场
复合温度条件下石灰岩多场耦合裂隙渗透侵蚀试验研究
贾春兰1，朱 凯2
（1. 新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000；2. 河海大学水利水电学院，江苏 南京210098）
摘 要：深部岩石工程处在高应力、高水压力、高地热等复杂地质环境中，这些因素相互作用将对岩石的渗透特性产生重要影响，进而影响深部岩石工程的安全和生产效率。通过开展不同温度（25℃～90℃）条件下的同一块石灰岩裂隙多场耦合渗透特性变化试验，得到了温度因素对石灰岩裂隙渗透特性的影响规律。试验结果表明：在恒定有效压力作用下，升温阶段的初始时刻有一个流量峰值过程，温度恒定时，流量缓慢减小并最终趋于稳定状态；温度升高使得岩石裂隙渗透率单调下降，裂隙开度进一步减小；此外，温度越高，初始阶段裂隙开度闭合速度快，趋于稳定开度值历时越短且最终稳定开度值越小。石灰岩的侵蚀溶解速度随温度的升高而加快，裂隙面溶解出的矿物质增多，因此，渗出液中各离子的浓度随温度的升高变大。
关键词：岩石裂隙；渗透；石灰岩；裂隙开度；离子浓度
非饱和原状黄土增湿条件下力学特性试验研究
高 帅1，骆亚生1，胡海军1，王鹏程1，张 帅2，刘建龙1
（1. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100；2.内蒙古自治区水利科学研究院，内蒙古 呼和浩特 010020）
摘 要：利用FSY30型应变控制式非饱和土三轴仪采用常含水率试验，研究陕西泾阳县某边坡原状黄土在不同含水率（无偏应力条件下增湿）、不同固结围压下的强度和变形特性，求得Fredlund双应力状态变量抗剪强度公式中
值并利用含水率建立了工程中实用的抗剪强度公式；再将天然原状土在不同偏应力水平下增湿饱和后继续剪切，观察其力学特性。两种增湿条件下试验结果表明：该地区黄土应力应变曲线关系呈剪切硬化型；含水率与初始基质吸力呈双曲线关系，剪切过程中基质吸力无明显变化，抗剪强度指标黏聚力随着含水率的增大显著降低而内摩擦角所受影响较小；有偏应力条件下试样浸水饱和后破坏强度显著降低，但对应力应变关系影响较小，增湿时偏应力水平越低，土样饱和后的稳定偏应力值越小。
关键词：非饱和原状黄土；三轴浸水剪切；抗剪强度；基质吸力
降雨触发不同级配堆积体滑坡模型试验研究
左自波1，2，张璐璐*2，3，王建华2，3
(1. 上海交大海科（集团）有限公司，上海 200231；2. 上海交通大学海洋工程国家实验室，上海200240； 3.上海交通大学土木工程系，上海 200240)
摘 要：深入研究降雨条件下堆积体坡失稳规律对滑坡预测预报和防灾减灾具有重要的理论意义和工程实用价值。开发研制了降雨滑坡室内模型试验系统，对3种配制的堆积体土样进行了模型试验。研究了降雨条件下堆积体土坡的渗流、变形、破坏和颗粒运移的规律，探讨颗粒级配对堆积体土坡稳定性的影响。结果表明：坡内土体体积含水率、孔隙水压力和吸力随降雨历程响应明确；湿润锋到达后体积含水率和孔隙水压力持续增加而吸力持续减小，达到峰值后稳定；降雨停止后体积含水率和孔隙水压力立即降低而吸力逐渐增大。坡体破坏瞬时土体位移有一个加速过程。颗粒级配（含石量）对土坡破坏模式具有显著的影响；堆积体含石量为13%，19%，41%的土坡破坏模式分别为多级后退式破坏、冲蚀引起的局部浅层滑动破坏和块状滑动破坏；含石量越小，滑裂面越明显；含石量对细颗粒流失也有影响，含石量越大细颗粒流失越显著，坡脚细颗粒含量越大。
关键词：堆积体；滑坡；模型试验；降雨入渗；颗粒级配
基于钻进参数的岩土地层结构识别技术与方法
谭卓英，李 文，岳鹏君，王 莉，李季阳，齐 宽，周 栋
（北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083）
摘 要：岩土地层结构是影响工程稳定与安全的重要因素，是地质及岩土工程勘测的主要内容。研发了一种地层地质界面识别系统，阐述了其基本组成和工作原理，建立了钻进过程识别码及岩土地层结构实时识别方法；通过花岗岩地基钻进试验研究，确定了岩体风化等级以及土层/散体、碎裂岩体及整体岩体结构的比能值范围，建立了金刚石钻进比能的地层结构分级标准，比能值分别是土层及散体为0.0017～0.6955kN·m/cm
3，碎裂岩体为0.0258～0.9798 kN·m/cm
3，整体岩体为0.0018～2.4935kN·m/cm
3。研究结果表明，该方法与岩土勘测结果一致，可用于地层地质及岩土地层结构的实时识别，为岩土工程智能勘测提供了新的途径。
关键词：仪器钻进系统；钻进过程；钻进比能；岩土地层；结构识别
基于模态参量变化的边坡动态稳定分析新方法
杜 岩1，2，谢谟文*1，吕夫侠1，王增福3，王桂杰4，刘秋强4
(1. 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083；2.长崎大学工学部，长崎852–8521；3. 北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100101；4. 中国地质环境监测院，北京 100081)
摘 要：边坡稳定问题一直是岩土工程领域研究的重要课题，但对于基于模态参量变化的动态稳定分析研究不多。因此，研究将坡体重点区域的黏聚力作为动态参量，实现边坡体动态稳定分析评价。基于GIS三维滑坡分析模块，结合实时固有振动频率对黏聚力参量进行调整，实现坡体更加客观的强度折减。固有振动频率与滑坡黏聚力关系的构建，可以有效解决数值分析中参数选取和调节的困难。通过试验和实际边坡的应用，基于模态参量变化的动态数值分析，避开了极限平衡法主观缺点，模拟结果更加符合客观实际。同时，分析结果更加客观、合理，在充分考虑边坡的空间特性的同时，也能客观评价强度折减情况，为边坡稳定性分析提供一个客观有效的新方法。
关键词：边坡稳定；动态分析；固有振动频率；安全系数
含氯硫酸盐渍土中硫酸钠结晶量理论分析研究
赵天宇1,3，张虎元*1，王志硕2，王发旺3
（1. 兰州大学，甘肃 兰州 730000；2. 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安710065；
3. 甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司，甘肃 兰州 730030）
摘 要：硫酸盐渍土产生盐胀变形的主要原因是土中固相或液相硫酸钠结合水分子析出芒硝晶体，盐分体积大幅增加而导致的。基于已有测试数据，采用回归分析方法建立了硫酸钠溶解度模型，在理想条件下分析计算了降温条件下土体内硫酸钠的结晶量，探讨了硫酸钠结晶量随含盐量、含水率、氯化钠浓度和土体环境温度的变化关系。研究表明，含盐量和含水率对硫酸钠结晶量的影响存在一个临界值，氯化钠浓度对硫酸钠结晶量的影响取决于土体内的含盐量和含水率组合条件，有利组合下加入适量氯化钠能够抑制土体内硫酸钠的结晶量，不利组合下加入氯化钠反而会促使土体内硫酸钠结晶量增大，不利于盐胀变形的控制。硫酸钠结晶量严重依赖于环境温度，若初始状态下土体的温度较低，部分硫酸钠已经结晶析出，温度进一步降低时硫酸钠的结晶量则相应减少。
关键词：硫酸盐渍土；盐胀；结晶
泥岩热弹塑性模型在SAGD中的应用
周大通1，2，李治平1，2
（1. 非常规天然气能源地质评价与开发工程北京市重点实验室，北京 100083；2.中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083）
摘 要：泥岩在受热过程中的应力、应变、孔压变化有特殊的规律，此研究对能源、核能、土木等诸多方面均有重要意义。目前国内的实验和模型研究很少，而国外的学者通过在黏土的修正剑桥模型的基础上引入温度变量，成功地提出了黏土的热弹塑性本构模型。通过对现有的黏土本构模型进行对比计算，并在此基础上进行发展，得出可以应用于泥岩的热弹塑性本构模型。进而，将新疆某稠油油田泥岩夹层数据代入该模型进行计算，获得了其孔隙压力和轴向应变预测结果，该结果国外同类实验结果较好地吻合。运用孔隙压力升高造成张失效这一原理，模型预测出了不同孔隙度泥岩的失效温度。同时，结合温度场公式，模型一判断SAGD开采时储层中泥岩夹层的失效位置和时间。这方面研究对于稠油开采中的蒸汽辅助重力泄油（SAGD）时，受到夹层阻碍，抑制蒸汽腔扩展这一问题的解决有重要意义。
关键词：热弹塑性模型；泥岩；蒸汽辅助重力泄油；夹层；失效
