管片衬砌梁–弹簧广义模型及接头转动非线性模拟

朱合华1，2，3，周  龙3，朱建文1，3，4

（1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092；2. 同济大学隧道及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；3. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092；4. 加州大学洛杉矶分校土木与环境工程系，美国 加利福尼亚 90095）

摘  要：梁–弹簧模型法在盾构管片衬砌设计计算中逐渐得到广泛应用，但现有的梁–弹簧模型无法模拟盾构衬砌管片接头的不连续变形及接头转动刚度的非线性特性。基于此，开展了梁–弹簧模型在衬砌设计中的适用性及非线性接头转动刚度在梁–弹簧模型中的应用研究。研究表明：根据对相邻管片在接头位置结点位移处理的不同，可将梁–弹簧模型分为梁–弹簧连续模型和梁–弹簧不连续模型，后者又称为梁–接头模型，可准确分析盾构管片衬砌的内力及变形。采用梁–弹簧不连续模型求解衬砌内力及变形时：对于线性接头转动刚度模型，可基于卡氏第二定理求解；对于多段线性模型，可基于卡氏第一定理或克–恩定理求解；对于非线性模型，可采用增量–迭代法数值求解。

关键词：管片衬砌；梁–弹簧广义模型；梁–接头模型；非线性；转动刚度

混凝土面板砂砾石坝漫顶溃坝模型研究

钟启明1，2，沈光泽1

（1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029；2. 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室，江苏 南京 210029）

摘  要：基于沟后面板砂砾石坝溃坝案例调研资料及溃坝离心模型试验的反馈分析，提出了一个可描述混凝土面板砂砾石坝漫顶溃决过程的数学模型。该模型的特点是选择可反映高速水流作用下推移质与悬移质运动的坝料输移公式描述宽级配砂砾料的运动特征，以及建立可模拟面板坝每块钢筋混凝土面板在各种变化荷载作用下破坏过程的表达式。选择沟后面板砂砾石坝溃坝案例对建立的模型进行验证，计算结果与实测结果的对比表明：溃口峰值流量、堆石体溃口的顶宽与底宽、折断的面板的数量和各面板的破坏长度、溃坝历时等输出参数的相对误差均控制在±15%以内；由于溃坝过程中面板不断折断，溃口流量过程呈锯齿状抬升。另外，参数敏感性分析的结果表明坝料的冲蚀率和级配特征对溃坝流量过程具有重要的影响。

关键词：混凝土面板砂砾石坝；漫顶溃坝；数学模型；参数敏感性分析

软硬交互横向不均匀场地地震反应分析

梁建文1，2，3，吴孟桃1，巴振宁1，2，3

(1. 天津大学土木工程系，天津300354；2. 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室，天津300350；3. 中国地震局地震工程综合模拟与

城乡抗震韧性重点实验室（天津大学），天津 300350)

摘  要：软硬交互横向不均匀场地十分常见，其在强震作用下的地震反应对工程结构的安全有着重要影响，然而目前还很少有针对该场地地震反应分析的研究。基于精确动力刚度矩阵和均布荷载动力格林函数的间接边界元方法，经快速傅里叶逆变换，在时域内求解了层状半空间中软硬交互横向不均匀场地的地震反应问题。求解中将模型分解为含较硬介质的层状半空间域和较软介质域，同时将总波场分解为自由波场和散射波场两部分，通过在相应边界上施加斜线和水平线虚拟均布荷载，进而求解动力格林函数以模拟散射波场，自由波场可由直接刚度法方便求得。验证了方法的正确性，检验了求解模型的收敛性，进而开展了相应的数值计算分析，着重讨论了介质参数和软硬交界面倾角对场地地震反应的影响。研究表明：软硬交互场地中，较大的地表地震动响应发生在较软介质侧；软硬交界面的存在使得场地地表加速度响应发生突变，突变程度受介质参数和交界面倾角的影响显著；随着介质参数差异和交界面倾角的增大，地表加速度峰值增大，反应谱曲线显示短周期成分变得更为丰富，对基岩地震动的放大作用增强；软硬交界面对场地地表地震反应的影响主要在交界面外的两倍介质层厚度范围。

关键词：软硬交互；横向不均匀场地；地震响应；格林函数；间接边界元

考虑承压含水层间越流的地下水回灌现场试验研究

郑  刚1，2，曹剑然2，程雪松*1，2，哈  达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. 天津大学建筑工程学院，天津 300072）

摘  要：当场地存在多层层间有一定水力联系的承压含水层时，基坑内降水可引发基坑止水帷幕墙底以下的承压含水层的水头下降，并相应引起坑外多个含水层水位降低，若对所有层进行回灌则将导致成本大幅提高，此时可对某一层回灌，通过越流对其他含水层进行水位补给。通过在天津地铁某车站基坑所在场地开展抽水试验、单井回灌试验、先抽后灌试验对基坑内外的水力联系、不同含水层间的水力联系和隔层回灌的效果进行了研究。结果表明，由于各含水层间之间有一定水力联系导致竖向越流补给较强，基坑内疏干降水可引起坑外承压含水层水头下降并引起坑外地层沉降。对基坑外第Ⅰ微承压含水层进行回灌可有效对其上部潜水层和下部第Ⅱ-1承压层的水头起到抬升作用，通过隔层回灌从而控制其水位下降导致的坑外沉降。对第Ⅰ承压含水层进行回灌对基坑外第Ⅱ-2承压层水位抬升也有一定的作用，但是尚不足以使其因基坑内降水引起的坑外水位下降值完全恢复，建议结合设置此层的备用回灌井以控制其水位下降。

关键词：疏干降水；隔层回灌；层间越流；承压含水层

反倾岩质边坡次生倾倒机理及稳定性分析

王俊杰1，2，郭建军*1，3

（1. 重庆交通大学水工建筑物健康诊断技术重庆市高校工程研究中心，重庆 400074；2. 重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室，

重庆 400074；3. 重庆水利电力职业技术学院，重庆 402160）

摘  要：倾倒破坏是反倾边坡的一种常见破坏模式，其中次生倾倒是反倾岩质边坡倾倒破坏的主要诱因。建立了反倾岩层在坡后土体作用下次生倾倒破坏的地质力学模型，基于室内物理模拟试验，分析了反倾岩层上覆土压力分布规律、岩层的破坏模式和整体破坏面的形状与位置。根据库仑主动土压力理论得到下卧岩层表面各点法向压力的理论值与实测值基本相符，土体中存在土拱效应导致两者存在差异，随着上覆土体厚度及堆载作用的加大，土拱效应越明显。各岩层可能的破坏模式包括弯拉破坏、弯滑破坏和滑动破坏。下卧反倾岩层的整体破坏面是一通过坡脚的近似平面，整体破坏面与岩层层面法线方向呈0°～25°的夹角。基于叠合悬臂梁模型，引入岩层横截面上节理面的黏聚力和岩石抗拉强度随岩层嵌入深度的折减系数，改进了反倾岩层的极限平衡分析方法，推导了坡体任意岩层下推力的理论公式，定义了任意岩层变形破坏的安全系数和边坡整体倾倒破坏的综合安全系数。提出了下卧反倾岩层潜在整体破坏面的理论计算方法，并确定了影响潜在整体破坏面位置的敏感因素。

关键词：反倾边坡；次生倾倒；物理模拟试验；叠合悬臂梁模型；稳定性分析；整体破坏面

砾性土液化评价方法的通用性和可靠性研究

曹振中1，3，Kyle M. Rollins2，袁晓铭3，T. Leslie Youd2，Michael Talbot4，Jashod Roy2，Sara Amoroso5

(1. 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室，广西 桂林 541004；2. 杨百翰大学土木与环境工程系，美国 普若佛 84602；

3. 中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080；4. 美国内政部垦务局，美国 普若佛 84606；

5. 意大利国家地质与地球物理研究所，意大利 拉奎拉 8-67100)

摘  要：以2008年汶川地震液化震害调查资料为背景，基于操作性和经济性上具有显著优势的中国动力触探试验（DPT）而提出的砾性土液化评价方法，包括砾性土层液化触发条件以及判别公式（CYY公式），理论上已经得到国内外同行的认可，但其通用性和可靠性尚需检验。以5个国家29个历史地震砾性土场地中美联合勘测为基础，研究DPT技术、砾性土层液化触发条件和CYY公式在不同国家、不同地震和不同场地的适用性和可靠性问题，其中，成都平原14个砾性土场地的勘测与数据处理由中方完成，美国、意大利、新西兰、厄瓜多尔等15个砾性土场地的勘测与数据处理由美方Rollins教授主导完成，均为新的测试检验点。结果表明：中国动力触探标准探头在不同国家、不同砾性土场地上测试具有可行性，可以有效穿透20 m的砾性土场地，动探击数可作为砾性土液化评价的核心指标，同时亦可扩展到砾性土层的力学性能评价；不同国家、不同砾性土液化场地上，均存在不排水或排水不畅的埋藏条件，符合砾性土层液化触发条件要求；对动力触探击数进行锤击能量、有效上覆压力等修正后，CYY公式在不同国家、不同地震、不同砾性土液化场地的判别成功率约96%，具有较高可靠性。以2008年汶川地震砾性土液化为背景、以动力触探锤击数为基本指标的砾性土液化评价方法，具有国际通用的可行性。

关键词：动力触探试验；砂砾土；触发条件；CYY公式；验证

于3D-ILC含不同角度内裂纹圆盘断裂特性研究

王海军1，张九丹2，任  然3，汤  雷*1，郁舒阳2，钟凌伟2，张  珂2

(1. 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点试验室，江苏 南京 210029；2. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098；

3. 香港城市大学，香港 999077) 

摘  要：巴西圆盘试验是力学领域的一个经典试验，含裂纹的圆盘试验多集中于二维或表面裂纹，但含内裂纹的I-II-III型断裂研究一直较为落后。基于3D-ILC技术，在对巴西圆盘试样表面无任何影响的情况下，凭空生成任意参数的内裂纹，开展含不同角度内裂纹的及完整巴西圆盘试样试验，对裂纹扩展过程、应力双折射规律、裂纹起裂及破坏荷载进行分析，并与已有文献进行对比，开展三维内裂纹I-II-III型断裂数值模拟，分析KI，KII，KIII分布规律及实现裂纹扩展全过程模拟，规律与试验相符。结果表明：①3D-ILC在断裂力学试验中的优势得到证明，为断裂力学中的内裂纹及I-II-III型断裂问题的研究奠定了基础。②与完整试样匀称连续的应力云纹分布相比，含内裂纹试样应力云纹集中于内裂纹尖端，呈花瓣状，色差对比显著。③30°内裂纹被括弧状破坏面切断；60°内裂纹上下尖端出现I-II型翼裂纹扩展，侧面出现III型裂纹叠加；90°内裂纹试样，沿内裂纹面扩展破坏，为纯I型破坏。④与完整试样破坏荷载相比，含30°，60°，90°内裂纹试样破坏荷载分别下降10.7%，60.6%，89.2%；30°，60°，90°内裂纹起裂与破坏荷载比分别为100%，11.7%，15.6%。⑤数值模拟与物理试验特征一致。结论与成果对断裂力学领域的三维内裂纹、I-II-III型断裂问题的研究提供了试验与理论基础。

关键词：3D-ILC；断裂力学；巴西圆盘；脆性固体；三维内裂纹；应力双折射

含倾斜弱面介质中动态裂纹扩展行为研究

许  鹏1，杨仁树2，3，鞠  杨1，夏开文*4，郭  洋3

(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）深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京 100083；

3. 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083；4. 天津大学水利仿真与安全国家重点实验室，天津 300072)

摘  要：为研究冲击荷载下运动裂纹遇到介质中倾斜弱面后的动态断裂行为，采用霍普金森杆作为冲击加载装置，利用高速相机记录倾斜弱面介质中运动裂纹的扩展过程，并结合数字图像相关方法对裂纹周围应变场的演化过程、裂纹尖端的开裂应变以及裂纹的扩展速度进行了分析。结果表明，在冲击荷载下，运动裂纹在遇到弱面后易偏向弱面扩展，裂纹偏转后的开裂应变和扩展速度都显著提高。此外，应力加载率对运动裂纹的扩展有显著影响。随着加载率的提高，动态裂纹沿弱面扩展一定距离后将再次进入基质扩展，且运动裂纹沿弱面扩展的偏移距离逐渐减小。在高加载率下，裂纹沿弱面扩展的速度基本保持稳定，但再次穿过弱面后的裂纹数量和长度不断增加。在相同加载率下，弱面的强度越低，裂纹沿弱面扩展的距离越长。

关键词：霍普金森杆；弱面；裂纹偏转；应变场；开裂应变

高水压条件下泥水盾构开挖面稳定离心模型试验研究

金大龙1，2，袁大军*1，2，郑浩田1，2，李兴高1，2,丁  菲1，2

(1. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室，北京 100044；2. 北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044)

摘  要：开挖面稳定是越江跨海盾构隧道工程安全的关键，尤其是高水压条件下，开挖卸荷导致开挖面稳定控制更加困难。以越江跨海盾构隧道为背景，研制了一套包含材料和设备的高水压泥水支护形式的开挖面稳定模拟试验装置，通过大型离心模型试验研究了高水压下开挖面坍塌失稳破坏模式和土、水应力变化规律。研究结果表明：①高水压条件下开挖面失稳具有突发性，土体呈现由局部–整体形式急速发展破坏，极小的泥水压力变化幅度即可导致土体迅速发展为整体破坏并传至地表，失稳过程中可观测到滑移倾角减小、破坏范围扩张；②随着泥浆压力的降低，开挖面前方土压力呈现先减小后增大最终趋于稳定值，开挖面失稳可以划分为微观变形、局部破坏、土拱形成、整体失稳四个阶段；③开挖面发生主动破坏时，孔隙水压会发生突然降低现象，这是由于高应力条件下密砂具有剪胀效应，从而引起负孔压导致孔隙水压力急剧下降。这种孔压波动会对开挖面失稳带来不利影响，加速开挖面失稳进程、导致失稳区域的扩大。研究成果对越江海水下隧道工程具有指导意义。

关键词：高水压；盾构隧道；泥水支护；开挖面稳定；离心模型试验

含盐遗址重塑土的吸力测定及土水特征曲线拟合

张  悦1，叶为民*1,2，王  琼1，Alessandro Tarantino3

(1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 教育部城市环境与可持续发展联合研究中心，上海 200092；

3. 斯克莱德大学土木与环境工程系，英国 格拉斯哥 G1 1XJ)

摘  要：在水、盐等多种因素的长期共同影响下，珍贵的交河故城本体普遍形成了表层结皮剥蚀病害，引发遗址不可逆转的破坏。非饱和土的特性与其吸力大小密切相关，因此准确确定土水特征曲线是深入研究土遗址劣化机理的基本前提。针对交河遗址土配制NaCl含量不同的泥浆，采用5种吸力测定方法（盐溶液蒸气平衡法、露点水势仪、滤纸法、压力膜仪和高容量张力计）获取被测土体干燥过程中的总吸力和基质吸力，开展不同方法所得吸力值之间的差异分析，借助van Genuchten（vG）和Fredlund & Xing（FX）两种模型拟合基质吸力的土水特征曲线。结果表明，NaCl对遗址土基质吸力几乎没有影响，但由于引发渗透吸力而使总吸力在高含水率段显著增大。不同吸力测定方法反映的遗址土持水特性大体相似；综合多组试验数据可降低曲线拟合误差，在全吸力范围内获得可靠的土水特征脱湿曲线。vG模型和FX模型的拟合效果都比较好，结果为进一步定量化分析土遗址表层结皮开裂病害的形成演变过程提供了科学依据。

关键词：非饱和土；持水性；吸力；NaCl；土遗址保护

地面沉降分布式光纤监测土–缆耦合性分析

张诚成1,2，施  斌*1，朱鸿鹄1，魏广庆3

(1. 南京大学地球科学与工程学院，江苏 南京 210023；2. 加州大学伯克利分校土木与环境工程系，美国 伯克利 94720；

3. 苏州南智传感科技有限公司，江苏 苏州 215123)

摘  要：地层、钻孔回填材料和传感光缆之间的耦合性是决定地面沉降钻孔全剖面分布式光纤监测精度的关键因素。提出了地层–钻孔回填材料–传感光缆耦合性的明确定义和地层变形光纤监测数据有效性的评价方法。地层、回填材料和传感光缆达到完全耦合应满足两个条件：地层–回填材料界面与回填材料–传感光缆界面剪应力均不能超过其抗剪强度；地层应变能有效地传递至纤芯。提出了回填材料与传感光缆处于黏结状态的临界围压与临界深度；传感光缆弹性模量、半径或最大应变梯度越小，则临界围压或深度也越小；当回填材料、传感光缆及其界面参数确定时，临界围压或深度仅与最大应变梯度有关。基于经典应变传递模型与Goodman假设建立了地层–钻孔回填材料–传感光缆应变传递模型，并研究了传感光缆、回填材料以及地层性质对应变传递特性的影响，结果表明：传感光缆半径和弹性模量、钻孔半径、地层剪切模量越小，或回填材料剪切模量、地层–回填材料界面黏结系数越大，则应变传递性能越好；围压对应变传递特性的影响则取决于回填材料与地层参数之间的相对关系。最后，采用苏州盛泽地面沉降光纤监测数据验证了该评价方法的有效性。研究结果为钻孔地层剖面的全剖面、精细化分布式光纤监测提供了理论依据。

关键词：地层变形；分布式光纤感测技术；耦合性；界面抗剪强度；应变传递

脂肪族离子固化剂改性水泥土的机理研究

徐  菲1，2，蔡跃波1，钱文勋*1，韦  华1，庄华夏1

(1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029；2. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210024)

摘  要：水泥基材料加固土（水泥土）存在早期强度低、易开裂变形等性能缺陷。为对其改性，在水泥土中掺入含水率体积1/300～1/50不等的新型土壤固化材料，离子固化剂（ISS）。通过无侧限抗压强度试验、体积化学减缩试验，探究了ISS改性水泥土的可行性，并通过对表面吸附特性、物相构成演变、微结构特性的表征及分析，对ISS改性水泥土的机理进行了系统的研究。结果表明：ISS分子对于水泥土各组分具有显著的选择吸附性；ISS掺入水泥土后，能够提升体系内各组分的分散性并降低黏土矿物结合水的能力，进而加速土体内水化反应产物的生成，优化土体孔隙结构，提升土体强度并增大体积化学减缩；最优ISS掺量为1/150，过量的掺入会减弱ISS的改性效果，但可降低水泥土体积的化学减缩。相关成果可为离子固化剂应用于水泥土的改性提供一定的参照。

关键词：水泥土；离子固化剂；吸附特性；微观特性；水化产物

基于颗粒物质热动力学理论的非饱和土热水力

耦合模型研究

杨光昌，白  冰*

(北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室，北京 100044)

摘  要：基于颗粒物质热动力学理论和混合物理论，结合改进的土水特征曲线（SWCC）模型，考虑温度和饱和度变化引发的颗粒层次能量耗散，提出了一个非饱和土的热水力耦合模型。该模型引入颗粒熵和颗粒温度的概念，通过构建热力学恒等式得出非饱和土非弹性变形的本构关系，并通过迁移系数和能量函数模型将非饱和土体的耗散机制与宏观的物理力学行为建立联系。基于该理论模型，研究了非饱和土的热水力耦合问题，通过模拟结果与试验数据的对比，证实了模型的有效性。模拟结果表明，模型具有描述非饱和土在不同温度和吸力下的固结和剪切特性以及非等温条件下的热体应变特性的能力。

关键词：非饱和土；颗粒物质热动力学；耦合模型；温度

滑带土环剪试验及其对水库滑坡临滑强度的启示

范志强1，3，唐辉明*1，2，谭钦文1，杨迎铭2，温  韬1

(1. 中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074；2. 中国地质大学（武汉）教育部三峡地质灾害研究中心，湖北 武汉 430074；

3. 伦敦大学学院，英国 伦敦 WC1E 6BT)

摘  要：滑坡临滑强度在滑坡研究中是一项重要内容，如何准确地确定其值是长期以来的重点和难点。开展滑带土环剪试验，不仅可以获取土体峰残强度参数，且能揭示土体剪切力学特性。通过黄土坡滑坡滑带土的环剪试验，确定出以180 kPa为界的高、低法向压应力区间，并分区间进行了土体剪切强度研究，分析了滑带土的剪切力学分区特性。揭示出本次滑带土以黏聚力下降为主（高压应力区下降44.8%，低压应力区下降93.8%），而摩擦角几乎不变（高、低压应力区峰残摩擦角之差分别为0.136°，0.468°）的峰后强度弱化机制。结合试验，通过引入黏聚力弱化系数，采用一种能反映滑坡演化过程的临滑强度反演方法，研究了不同工况下水库滑坡的临滑强度。并且从坡体受力状态和强度参数弱化的层面探讨了临滑强度因工况而异的原因，阐明其启示意义和工程意义。

关键词：环剪试验；力学特性；临滑强度；滑坡演化；反演；水库滑坡

基于颗粒破碎特性的堆石材料级配演化模型

赵飞翔1，2，迟世春*1，2，米晓飞1，2

(1. 海岸与近海工程国家重点试验室（大连理工大学），辽宁 大连 116024；2. 工程抗震研究所建设工程学部水利工程学院（大连理工大学），

辽宁 大连 116024)

摘  要：颗粒破碎会改变土体级配，进而影响其应力应变等力学行为。针对现有技术手段难以实时确定加载过程中颗粒破碎与级配变化的现状，依据天然岩石颗粒的破碎特性，建立了一个基于颗粒强度的级配演化模型。模型中应力参数采用增量加载法，可预测加载过程中的级配演化。由单粒强度试验确定颗粒破碎特性和模型参数，试验结果表明颗粒强度服从Weibull分布。筛分颗粒破碎后的碎片发现，粒径累计分布可用正态曲线拟合，且不同粒组的粒径累计分布相似。最后，模型计算结果与三轴试验数据的对比分析表明，模型可以较好地预测试样在加载过程中的级配变化。

关键词：颗粒破碎特性；堆石料；粒径分布；级配演化；三轴试验

饱和单层土体一维热固结精确解

钮家军1，凌道盛*1，王秀凯1，单振东2，赵  云1,3

(1. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058； 2.中国地震局工程力学研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.河南工业大学土木建筑学院，

河南 郑州 450001)

摘  要：岩土体在非等温场下的固结响应一直是研究热点。基于考虑渗流的饱和土热固结控制方程，给出了一种三类任意边界条件下，饱和单层土体一维热固结精确解的求解方法。首先，利用函数将对温度和超静孔压的求解转换为对函数的求解，采用分离变量法，结合边界条件得到微分方程的特征函数。然后，将非齐次边界条件齐次化，利用微分方程的特征函数，采用系数变易法，给出非齐次边界条件下的精确级数解。最后，通过算例揭示土体边界的透水条件及温度变化对土体热固结响应影响显著。 

关键词：饱和单层土；热固结；精确解；非齐次边界条件

考虑滑体中锚拉力扩散效应的锚固边坡稳定性分析方法

雷  军1，肖世国*1，2

(1. 西南交通大学地质工程系，四川 成都 610031；2. 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都 610031)

摘  要：为充分考虑锚拉力在滑体中的应力扩散效应以更合理地分析锚固边坡稳定性，将作用在坡面框架上的锚拉力转化为沿坡面法向与切向的局部条形荷载，基于弹性力学Boussinesq解和Cerruti解，得到在滑面处各点的附加法向与切向作用力，将其引入边坡稳定性分析的极限平衡条分法中，给出了基于Morgenstern-Price法的相关计算公式。实例分析表明，锚拉力在滑面处产生的附加应力并非都起抗滑作用，还存在局部促滑作用，与传统的将锚拉力视为集中力的锚固边坡稳定性计算方法相比，该方法计算的稳定系数偏小，且与数值模拟分析结果更为接近。

关键词：边坡稳定性；格构锚固结构；锚拉力；应力扩散效应；稳定系数

隧道掘进中掏槽孔爆破引起的地表振动波形预测

刘小鸣1，陈士海*1，2

（1. 华侨大学土木工程学院，福建 厦门 361021；2. 福建省隧道与城市地下空间与工程技术研究中心，福建 厦门 361021）

摘  要：为了研究钻爆法隧道掘进中掏槽孔爆破对地表的影响，建立了隧道工程中掏槽孔爆破引起的地表振动波形的预测方法。首先，从弹性半无限介质中球形药包爆破引起的地表振动波形理论解出发，根据实际介质的地表振动特性构造出一个适用于实际介质且更加简洁的球形药包地表振动波形函数，并用实测数据验证构造函数的正确性；然后，将隧道掘进中掏槽孔的爆破简化为单孔柱状药包的爆破来分析掏槽孔爆破引起的地表振动波形，再利用球形药包叠加法得到简化后的单孔柱状药包爆破引起的地表振动波形函数，从而得出掏槽孔爆破引起的地表振动波形；并讨论了不同围岩等级对隧道掏槽孔引起的地表振动波形的影响；最后以大坪山隧道为背景，利用现场实测数据验证了上述预测方法的正确性。

关键词：波形预测；构造函数；波形叠加；隧道掘进

天然砂砾料的级配特性及包线设计方法

朱  晟1，2，沈凤生3

（1. 河海大学水文水资源与水利水电工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210024；2. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210024；

3. 水利部水利水电规划设计总院，北京 100120）

摘  要：依据料场勘探砂砾料粒径–质量百分数的级配曲线图，采用粒径外包法确定设计包线的方法，由于样本数量的限制，难以合理反映砂砾料的实际级配范围，导致部分满足工程要求的填筑级配被判定为不合格，影响大坝的填筑质量评定。为此，结合阿尔塔什等3座高坝工程的筑坝料，论证了Weibull模型反映砂砾料上凸型、S型或反S型以及分形模型级配特性的适应性，得到阿尔塔什、大石峡和大石门的料场砂砾料级配分别为S型和上凸型两种不同分布类型；首次提出采用粒径规一外包法，即利用最大粒径对级配规一化技术，确定砂砾料级配包线的方法，可以弥补由于现场勘探资料样本不足，导致设计包线不能客观反映料场级配分布规律的缺点。研究成果可直接用于砂砾料的级配设计，也可用于确定不同类型土体级配的包络线，具有较强的应用价值。

关键词：砂砾料；级配设计；粒径归一外包法；Weibull模型；分形理论

循环荷载下平面变形超固结软土蠕变特征试验研究

李国维1，2，蒋俊豪1，3，侯宇宙1，3，吴建涛1，2

(1. 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点试验室，江苏 南京 210024；2. 河海大学道路与铁道工程科学研究所，江苏 南京 210024；

3. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京 210024)

摘  要：采用原状试样试验研究平面变形超固结软土在循环荷载下的变形特征。研究表明，静力荷载试验应力状态平面变形条件下，正常固结和超固结软黏土以固结变形为主要特征。循环荷载试验应力状态平面变形条件下，正常固结和超固结软黏土以剪切变形为主要特征，超固结软土侧向变形小于正常固结软土。饱和软黏土试样在循环荷载作用初期孔隙水压力不显示波动特征，总体趋势为累计增大到峰值后连续下降，与静荷载作用下的孔压变化特征类似。循环荷载长时间作用后，孔隙压力呈现波动特征，波动峰值随时间逐渐减小，衰减过程与应力状态和应力历史有关。

关键词：循环荷载；超固结；平面蠕变；软土

热–力耦合作用下黏性土体积变形特性试验研究

费  康，戴  迪，付长郓

（扬州大学岩土工程研究所，江苏 扬州 225127）

摘  要：采用温控三轴仪，对饱和黏性土在热–力耦合作用下的体积变形特性进行了研究。试验中共考虑了温度循环后的应力加卸载试验、升高或降低不同温度后的应力加卸载试验3种方案。结果表明，黏性土温度体积变形的大小与围压无关。温度循环会造成黏性土塑性体积变形持续发展，但单周塑性应变增量随温度循环周数的增加而减小，体现了温度历史的影响。将土样继续加载后，温度的历史效应将被覆盖，后续温度循环中产生的塑性体积应变量值及发展规律与初始循环下的类似。不同温度下土体的压缩指数和回弹指数基本不变。同一塑性体积应变下，屈服应力随温度的增加而减小。温度变化引起的塑性体积应变也会造成屈服应力提高，可近似采用与力学塑性体积应变硬化一致的规律进行描述。 

关键词：黏性土；室内试验；热–力耦合作用；塑性体积应变；屈服应力

硬岩中的可重复使用抗爆洞室结构设计技术

熊益波，钟方平，王万鹏，肖卫国，王雷元，杨文喜，白友良，杨进超

(西北核技术研究所强动载与效应实验室，陕西 西安 710024)

摘  要：在原岩中直接进行化爆模拟试验是研究地震耦合效应的重要方法，但存在爆心附近原岩介质状态改变或地震传播路径变化的问题，从而导致地震信号质量差、工程代价高。为此，提出了在地下洞室中构建可重复使用钢纤维混凝土衬砌结构的抗爆设计思路。采用数值模拟方法，对结构损伤破坏的高风险区域及破坏形式进行了预测；根据数值模拟结果，制定了针对性结构设计方案。在设计建设的密闭设施内重复开展了数百公斤级TNT当量化爆试验，通过爆后壁面破损情况对比、钻孔取样与钻孔摄像观测，证实多次爆炸未对衬砌与原岩界面产生明显影响；相似事件在同一台站的地震信号表现出了较高稳定性和重复性，证明该抗爆结构达到了预期设计目标。该工作可为类似抗爆设施建设提供工程实例与技术参考。

关键词：爆炸力学；钢纤维混凝土衬砌；空腔爆炸；抗爆结构；地震波

缩尺效应对粗粒料压实密度影响的试验研究

吴二鲁1, 2，朱俊高*1, 2，郭万里3，陈  鸽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 210024；2. 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心，江苏 南京 210024；

3. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024)

摘  要：堆石料的级配缩尺后的试验替代料与原级配料的试验结果之间存在一定的差异，弄清这种差异对准确把握原级配堆石料的力学性质十分重要。将缩尺效应归结为最大粒径和级配结构两部分变化产生的影响。利用土的连续级配方程结合相似级配法缩尺的思路，设计了大量最大粒径分别为20，40和60 mm的试验级配。对各级配粗粒料进行了表面振动压实试验，研究了最大粒径和级配结构对粗粒料压实密度的影响。最大粒径和级配结构对粗粒料压实密度的影响可以用一定的函数形式定量表述，建立了考虑缩尺效应的粗粒料压实密度的预测模型，探讨了该模型对不同性质粗粒料的适用性，并用多组室内最大干密度试验数据进行了验证。此外，提出了一种能够定量研究粗粒料缩尺效应的思路。

关键词：粗粒料；级配；最大粒径；相似级配法；最大干密度

南海钙质砂的动剪切模量与阻尼比试验研究 

刘  鑫1，李  飒*1，刘小龙2，陈文炜2

(1. 天津大学建筑工程学院，天津 300072；2. 中国船舶重工集团公司第702研究所，江苏 无锡 214082)

摘  要：岩土体的动剪切模量和阻尼比是土工建筑物、近海场地动力稳定性分析中的主要动力学参数，为评价南海钙质砂的动力学特性，利用美国GCTS共振柱测试系统，对取自南海地区的钙质砂进行共振柱试验，研究固结压力、相对密实度对其动剪切模量和阻尼比的影响，并与石英砂进行对比分析。研究发现：相同的试验条件下，钙质砂的最大动剪切模量、阻尼比均大于石英砂；从总体而言，钙质砂的动剪切模量在剪应变小于0.1%时大于石英砂动剪切模量，在大于0.1%时两者趋于一致，其动剪切模量比G/Gmax随剪应变γ衰减的速度快于石英砂。根据试验结果建立钙质砂动剪切模量比G/Gmax、阻尼比D的数学模型，并结合现有的钙质砂动剪切模量比及阻尼比研究成果，给出钙质砂动剪切模量比和阻尼比的变化范围，为钙质砂场地工程建设中建筑物动力稳定性分析提供依据。

关键词：钙质砂；石英砂；共振柱试验；动剪切模量；阻尼比