波流耦合影响下分层海床隧道周围砂土渗流孔压及液化分析

张治国1, 2, 3, 4, 5, 6，陈金芃1，朱正国2，PAN Y T4，孙苗苗5, 6

(1. 上海理工大学环境与建筑学院，上海 200093；2. 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，河北 石家庄 050043；3. 国家海洋局北海预报中心山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266061；4. 新加坡国立大学土木与环境工程系，新加坡 119077；5. 浙大城市学院土木工程系，浙江 杭州 310015；6. 城市基础设施智能化浙江省工程研究中心，浙江 杭州 310015)

摘  要：目前针对波浪作用下海底盾构隧道周围渗流场的既有理论研究一般将衬砌考虑为不透水介质，较少考虑隧道衬砌的渗透性，尤其是较少考虑波浪与海流共同作用对隧道的影响。此外，既有理论一般将海床视为均质且各向同性工况，忽略了实际情况下分层海床的影响。首先，基于波流共同作用下的海床表面的动力边界条件，采用传递-反射矩阵法得到波流共同作用下自由分层海床的孔压响应；其次，采用镜像法建立了由于隧道存在引起的砂土摄动压力控制方程，并利用砂土与衬砌间渗流连续条件获得了该方程的Fourier级数展开解析解；接着，采用叠加原理得到了波流共同作用下分层海床中隧道周围砂土的渗流压力响应及液化判定解答。最后，将理论解析解与数值结果及已有的试验结果进行对比，获得了较好的一致性。此外，针对海床渗透性和隧道衬砌渗透性进行了影响因素分析。结果表明：海流顺流会增大海床中的孔压和液化程度，逆流会减小海床中的孔压并抑制海床的液化，且流速相同时海床对逆流响应的相对差异总体上也大于顺流；当分层海床上层渗透系数较大时（ks＞1×10-2 m/s），海床整体孔压较大，且第一次分层处孔压变化明显；当隧道衬砌渗透系数较小时（kl＜1×10-6 m/s），隧道对超静孔隙水压在海床内传播“阻挡”效应明显。

关键词：海底盾构隧道；分层海床；波流耦合；渗流孔压；传递-反射矩阵法

注浆黏结锚杆荷载试验判稳方法的综合研究

付文光1, 2, 3, 4，杨  立5，冯栋栋3, 4, 6

（1. 天津大学建筑工程学院，天津 300350；2. 深圳市地质环境研究院有限公司，广东 深圳 518063；3. 广东省岩土与地下空间工程技术研究中心，广东 深圳 518063；4. 付文光创新工作室，广东 深圳 518063；5. 深圳市房屋安全和工程质量检测鉴定中心，广东 深圳 518052；6. 深圳市工勘岩土集团有限公司，广东 深圳 518063）

摘  要：对注浆黏结锚杆各种荷载试验的位移稳定判定方法研究表明：①锚固体与地层界面蠕变遵循蠕变机理，判断锚头位移稳定本质上就是判定界面蠕变是否稳定；②荷载较小时界面发生稳定蠕变，超过临界荷载后发生蠕变破坏，完整破坏过程可分为初始、持续及加速3个阶段，判稳不能采用初始阶段数据、应主要依据持续阶段的蠕变特性；③蠕变破坏形式约2/3锚杆为突变型，1/3为缓变型，对应着3类蠕变曲线形态；④用于判稳的位移阈值不应小于0.1 mm，单元时长不应短于10 min，位移增量不能直接用于判稳；⑤判稳应定性判断蠕变速率总体上在减速，应确定定量指标使速率维持在较低水平从而使位移收敛；⑥主要应依据具有位移与时间双重属性的参数判稳，单元时长位移增量的判稳准确度较高，而蠕变率2.0 mm任何情况下都适用；⑦以蠕变率2.0 mm为内在原则的推荐判稳方法，适用于各种应用场合及各种类型的注浆黏结锚杆，适用于各种荷载试验及快速法等试验加卸载方法。

关键词：判稳；蠕变率；位移增量；位移阈值；稳定蠕变；蠕变破坏；蠕变机理；快速法

泸定水电站坝基覆盖层深部潜蚀对土骨架变形影响评价试验研究

金  伟1, 2，邱子源2，张  丹1, 2，向  雷2，杨林骏3，罗玉龙*2

(1. 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072；2. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210024；3. 河海大学大禹学院，江苏 南京 210024)

摘  要：泸定水电站因坝基覆盖层深部①层潜蚀诱发涌水险情，潜蚀过程中大量细颗粒持续流失能否诱发明显土骨架变形关系到电站自身、下游梯级电站及泸定县城的安全。土体颗粒级配、应力状态及细颗粒流失比例等均有可能影响土骨架变形，但其影响机制尚不清楚。为全面评价①层潜蚀对土骨架变形的影响，自行研制了可以模拟现场①层土体原始级配特征和应力状态的高应力、大直径的土体渗透稳定试验装置，建立了土骨架发生明显变形的判据，即潜蚀过程中试样累计体积应变大于等于1%时，表明土骨架已发生明显变形，提出了细颗粒运移比作为衡量细颗粒流失比例的评价指标。针对①层土体，开展了一系列极端不利水力条件下的渗流应力耦合潜蚀试验研究，重点探讨了颗粒级配、应力状态及细颗粒运移比对土骨架变形的影响规律。研究表明：所有试样潜蚀全过程的累计体积应变介于0.1%～0.49%，均小于1%，即①层土体中细颗粒大量甚至全部流失也不会诱发明显骨架变形，①层潜蚀诱发防渗墙开裂、折断，甚至突然溃坝的风险不大。颗粒级配显著影响细颗粒运移比、潜蚀临界和破坏坡降，5 mm以下颗粒含量越少，细颗粒运移比越大，潜蚀临界和破坏坡降越小；上覆压力对细颗粒运移比影响不大，但对潜蚀临界和破坏坡降影响显著，上覆压力越大，潜蚀临界和破坏坡降越大。研究成果为科学评价泸定水电站深部渗透稳定提供了重要依据，同时，也为其他类似工程安全评价提供了重要借鉴。

关键词：深厚覆盖层；潜蚀；细颗粒运移；骨架变形

温度影响下罗布泊盐岩路基填料变形特性研究

王朝辉1，陈绍昌1，宋  亮1, 2, 3，问鹏辉1，陈浩宇1

(1. 长安大学公路学院，陕西 西安 710064；2. 新疆交投建设管理有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830049；3. 新疆交通规划勘察设计研究院有限公司，新疆 乌鲁木齐 830006)

摘  要：为探明温度影响下盐岩路基填料变形特性，保障盐岩路基稳定性，促进盐岩在路基工程中资源化应用，全面分析了卤水及盐岩相变特征，基于正交试验方法探究了单次降温多因素交互作用下盐岩填料的变形规律，系统研究了多次冻融循环后盐岩填料盐胀累积规律，并基于试验段现场监测综合评价了盐湖区盐岩路基变形特征。结果表明：不同浓度卤水降温曲线均未出现明显过冷阶段，其降温曲线平衡及波动维持时间极为短暂，同时卤水相变温度随浓度增加而升高。盐岩填料的降温曲线存在显著的过冷及温度跳跃阶段，其相变温度随拌和卤水浓度增加而下降。单次降温作用下盐岩填料变形量介于-0.09～0.18 mm，各因素对盐岩填料变形的影响顺序为：上覆荷载＞含卤水率＞最大粒径＞压实度。冻融循环作用下拌合卤水浓度越低，盐岩填料盐胀量越大；上覆荷载对盐岩填料盐胀抑制作用较强。实体工程现场监测表明随着监测时间增长盐岩路基变形呈现正弦波式周期性变化，且变形沿深度方向呈减小趋势，同时盐岩路基变形与温度具有较强的线性相关性。

关键词：路基；盐岩填料；拌和卤水；相变温度；变形监测

不同倾斜方式对倾斜液化场地地震响应的影响分析

张小玲1, 2, 赵显辉1, 2, 许成顺1, 2, 贾科敏1, 2

（1.  北京工业大学建筑工程学院，北京 100124；2. 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124）

摘  要：在倾斜场地地震液化后，土体的侧向流动扩展引起的场地失效以及大变形问题的研究中，不同的倾斜方式会对试验结果产生一定的影响，而目前针对不同倾斜方式对倾斜液化场地土体地震动力响应影响评价的研究成果还较为少见。根据课题组开展的水平液化自由场振动台试验，首先基于OpenSees有限元平台建立了水平液化自由场有限元计算模型，在数值模型中考虑了模型箱对场地土地震响应的影响，通过对比数值计算结果与试验结果验证了数值模型的可靠性。在此基础上建立了倾斜液化自由场有限元计算模型，分别建立了层剪箱整体倾斜模型、层剪箱场地土倾斜模型和刚性箱场地土倾斜3种不同的数值模型来模拟振动台试验中采用的不同的倾斜方式。通过对比，分析了在0.3g汶川地震卧龙波作用下3个数值模型计算得到的自由场土体动力响应结果，并讨论了3种不同的倾斜方式对计算结果的影响，最后给出了针对倾斜液化场地地震动力响应数值模拟和振动台试验研究中的一些有参考价值的结论。

关键词：倾斜方式；倾斜液化场地；层剪箱模型；刚性箱模型

高渗压与循环加卸载环境下开挖卸荷岩体力学特性试验研究

陈兴周，白亚妮，陈莉丽，马  彬，王文瑞，龚  盛

（西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西 西安 710054）

摘  要：探究高渗压与循环加卸载环境下深部开挖卸荷岩体力学特性的演化规律，有助于揭示复合荷载作用下工程开挖卸荷围岩的变形破坏机理。从区分开挖扰动强度与渗压量级入手，以高渗压环境下遭受开挖扰动的卸荷岩体为对象，开展了考虑特定孔压与循环荷载复合作用条件下的三轴加卸载试验。结果表明：①卸荷量级直接影响循环加卸载过程岩样的变形规律及其破坏强度，孔隙水压促进了岩样循环加卸载过程的拉剪破坏；②孔压增幅加剧了同量级卸荷岩样循环加卸载过程的延性变形及强度衰减，且卸荷岩样的轴向、环向与体积变形曲线均在2 MPa孔压时产生波动；③伴随孔压增加，岩样卸荷量级为30%时的环向变形呈先增加后减小的趋势，而岩样卸荷量级为60%时的环向变形呈现先减小后增加的规律；④伴随卸荷量级与孔压增加，岩样破坏时端部裂隙的倾角逐渐增大，沿岩样轴向产生的拉剪破裂面愈加凸显。

关键词：深部岩体；开挖卸荷；高渗压；循环加卸载；力学特性

考虑破碎带节理分布特征的隧道开挖诱发近断层错动随机性分析

禹海涛1，李婷婷2，陈志伟2, 3，闫  晓*2 

(1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；3. 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司，上海 200125)

摘  要：隧道开挖往往会引起邻近断层错动，并进一步诱发岩爆、地震等灾害。然而，断层破碎带内部岩体物理力学特征复杂，不仅表现出非连续性、非线性和各向异性，还存在节理随机分布特征，隧道开挖诱发近断层错动机制仍不清晰。基于连续-离散耦合分析方法建立了含断层工程场地多尺度力学模型，采用基于离散单元法的人工合成岩体模型模拟断层破碎带，采用有限差分法描述断层上、下盘及内部隧道开挖影响下的宏观动力特征。开展了近断层隧道开挖多因素模拟，探究了断层岩体节理随机分布特征对近断层隧道开挖的影响规律。分析结果表明：破碎带内部节理随机性对隧道开挖诱发近断层错动影响显著；节理倾角均值越接近断层倾角，隧道开挖导致的近断层错动量越大；正交试验情况下，断层节理倾角方差对最终错动量均值大小影响较小；节理长度的均值和方差越大，断层破碎带越容易发生错动；节理密度越大，破碎带介质越破碎，断层带整体的强度和刚度越低，抵抗错动的能力也越弱。通过对比分析得出节理分布特征参数对断层错动量均值影响程度的排序分布：节理密度>节理倾角均值>节理长度均值>节理长度标准差>节理倾角标准差；且当显著性水平为0.05时，节理密度对断层错动量的影响达到显著水平（p<0.05）。

关键词：断层错动；多尺度耦合；随机性；隧道开挖

隐伏非贯通软弱夹层岩质边坡剪切蠕变特征及稳定性研究

宋  洋1，马旭琪*1，赵常青2，谢志辉2，王富成2，牛  凯1

(1. 辽宁工程技术大学建筑与交通学院，辽宁 阜新 123000；2. 中交三公局第一工程有限公司，北京 101304)

摘  要：针对隐伏非贯通软弱夹层岩质边坡滑移机理复杂这一关键科学问题。设计一种隐伏非贯通软弱夹层缩尺制备方法，开展考虑夹层埋深、岩层倾角、含水率因素影响下岩体剪切蠕变特性试验。引入多参数岩体渐变损伤变量，分阶段建立剪切蠕变损伤本构模型，并通过相似模拟试验验证模型的合理性，分析此类边坡的稳定性。研究表明：①隐伏非贯通含软弱夹层岩体随夹层埋深增加、倾角减小、含水率减小而稳定性升高，反之稳定性降低，且夹层含水率对岩体稳定性影响最大，埋深影响相对较小；②考虑多参数渐变损伤本构模型能够反映隐伏非贯通软弱夹层岩体剪切蠕变全过程，且加速蠕变阶段拟合效果优于西原模型；③隐伏非贯通软弱夹层缩尺制备方法较为合理，所推剪切蠕变本构模型能够较好拟合边坡蠕变滑移各阶段情况，边坡滑移呈坡脚剪胀、后缘拉裂的整体性滑移，对隐伏非贯通含软弱夹层岩体蠕变滑移具有参考意义。

关键词：岩质边坡；隐伏非贯通软弱夹层；含水率；剪切蠕变；相似模拟

刚性挡土墙后轻量土静止土压力特性模型试验研究

侯天顺，张建成，舒  博

（西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100）

摘  要：为了研究轻量土对挡土结构物的减压机理，通过开展大比尺刚性挡土墙模型试验，采用重物堆载的方式在填土表面施加均布荷载，分析重塑黄土和轻量土作为墙后填土时的静止土压力分布规律。结果表明：轻量土在养护阶段的静止土压力随着时间增长而逐渐增大，但增幅逐渐降低。重塑黄土和轻量土的静止土压力随着填土深度增加近似线性增大，并且静止土压力随着加载而逐渐增大，其中重塑黄土的增幅明显偏大。对比重塑黄土和轻量土的静止土压力，发现轻量土具有明显的减压作用，且填土表面均布荷载越大，轻量土的减压效果越好。重塑黄土和轻量土的静止土压力系数均不是常数，其中重塑黄土静止土压力系数为0.34～0.78，轻量土静止土压力系数为0.22～0.55。当填土表面作用均布荷载时，传统理论在计算重塑黄土静止土压力方面适用性较高，但轻量土计算误差较大。结合模型试验以及传统理论，提出了适用于轻量土的静止土压力修正公式，对比发现其相对误差总体上介于1.01%～23.13%。通过模型试验和理论计算揭示了轻量土的静止土压力特性，对于完善轻量土土压力理论具有重要意义。

关键词：轻量土；静止土压力；静止土压力系数；修正公式；模型试验

不同场地条件下埋地腐蚀钢管地震易损性评价

韩俊艳，李玉凤，钟紫蓝*，缪惠全，杜修力

（北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124）

摘  要：为评估不同场地中埋地腐蚀管道的抗震性能，建立管-土非线性相互作用分析模型，基于增量动力时程分析方法，以埋地钢管结构应变为性能参数，对不同场地中埋地腐蚀管道的地震易损性进行了分析。结果表明：同一场地条件和服役龄期下，随地震动强度的增大，管道处于基本完好状态的概率逐渐降低，处于严重破坏状态的概率逐渐增加；同一场地条件下，随管道服役龄期的延长，中等损坏极限的曲线斜率增长明显大于基本完好极限的曲线斜率，但管道失效的速率在逐渐变小，软弱场地中服役龄期50 a管道在抗震设防烈度8度时已发生中等损坏；同一地震动强度和服役龄期下，随场地等效剪切波速的减小，管道达到基本完好极限、中等损坏极限的失效概率逐渐增大，软弱场地中失效概率最大；同一服役龄期下，随场地等效剪切波速的减小，管道达到中等损坏、严重破坏的地震动峰值加速度明显降低，较低地震烈度下的软弱场地管道震害甚至高于较高地震烈度下的坚硬场地。本研究可为不同场地中埋地腐蚀管道的震害预测及灾后损失评估提供参考。

关键词：场地条件；埋地腐蚀管道；地震强度；易损性

联络通道施工盾构机接收对已建盾构隧道影响试验研究

黄大维1, 2，陈后宏1, 2，徐长节*1, 2，封  坤3，耿大新1, 2

(1. 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室，江西 南昌 330013；2. 华东交通大学江西省防灾减灾及应急管理重点实验室，江西 南昌 330013；3. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川 成都 610031)

摘  要：联络通道机械法施工中盾构机接收对已建盾构隧道受荷变形影响机制暂不明确问题，通过设计1∶10的缩尺模型试验，开展了联络通道机械法施工中盾构机接收对已建盾构隧道影响试验研究。试验结果分析表明：联络通道机械法施工时，盾构机开挖面附加水平土压力将导致接收端已建盾构隧道对侧的土压力在中部有显著的增大，而两端则减小，即导致顶推对侧发生了水平被动土拱现象；在中间附加水平土压力作用下，隧道在中间发生了显著的竖椭圆变形，而在两端则发生了一定的横椭圆变形；隧道中间发生竖椭圆变形对上下地层形成挤压，在竖向上同样形成了被动土拱现象；隧道纵向挠曲变形时出现了一定的反弯现象。盾构隧道作为地层中的管状结构物，在地层中纵向变形分析时需要考虑横断面变形的影响。

关键词：联络通道；盾构隧道；机械法施工；附加土压力；挠曲变形

温度对自膨胀高聚物浆液在裂隙中扩散行为影响试验研究

贾赫扬1, 2，李晓龙*1, 2，曹东东3，王珊珊3，桂云祥1, 2，钟燕辉1, 2，张  蓓1, 2

(1. 郑州大学水利与土木工程学院，河南 郑州 450001；2. 重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室，河南 郑州 450001；3. 河南水利勘测设计研究有限公司，河南 郑州 450016)

摘  要：为了研究温度对膨胀型聚氨酯高聚物注浆材料在裂隙中扩散特性的影响，设计了平板裂隙注浆模型试验装置，以一种工程中应用的聚氨酯高聚物浆液为对象，开展了高聚物注浆系列试验，测试了不同浆液预热温度、环境温度、注浆量条件下高聚物浆液在平板裂隙中的扩散特性，得到了不同工况下浆液扩散速率、扩散范围以及浆液和裂隙壁内温度分布随时间变化情况。分析结果表明：浆液预热温度对高聚物扩散过程具有重要影响，相同注浆量条件下，预热温度越高，浆液扩散速率越快，初凝时间越早，浆液扩散半径随着预热温度的升高逐渐增大，低温下浆液扩散半径显著低于高温下的试验结果；浆液扩散过程与其化学反应进程不完全同步，其化学反应终止时间晚于浆液初凝时间；浆液温度随时间呈现先升高然后逐渐下降、变化速率由快至慢的演化特征，同一时刻注浆孔中心处温度最高，沿径向逐渐递减；浆液升温速率和温度峰值随预热温度和环境温度的升高而增大；浆液扩散过程中高聚物与裂隙壁间存在明显热传导效应。试验结果对于高聚物裂隙注浆机理研究和注浆技术研发具有参考作用。

关键词：高聚物；裂隙注浆；扩散机理；温度；试验

基于粗颗粒动态演化过程的高铁填料振动压实机理研究

谢  康1，陈晓斌*1，尧俊凯2，李泰灃2，王业顺1，邓志兴1，吕鑫龙1

(1. 中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075；2. 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京 100081)

摘  要：为了揭示高铁粗粒土填料振动压实机理，以典型的高铁基床表层级配碎石填料为研究对象，首先基于自行研制的大型振动压实仪，建立连续干密度 、动刚度 以及修正地基系数 的压实质量评估体系；然后利用X-CT对压实过程中的级配碎石进行扫描，从粗颗粒动态演化角度揭示级配碎石的压实机制。研究结果表明：整个压实过程中，不同土体类型的级配碎石 均呈现出急速上升-缓慢上升的趋势，而 和 却呈现出急速上升-缓慢下降的趋势。进一步，提出压实嵌锁点 以量化出级配碎石的压实性能拐点特征。振动压实过程中当60%的粗颗粒长轴趋于水平排布时（处于 状态），即呈现出振动压实稳定态；而后进一步压实，易导致粗颗粒发生以表面研磨为主的破碎现象，破坏骨架稳定性，降低压实性能。最终通过离散元模拟验证该机制的正确性。研究成果可从细观层面揭示振动压实机理，为高铁智能碾压质量评估提供新的方法。

关键词：高铁路基；级配碎石；压实机理；X-CT；动态演化；量化表征 

非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特性

王立业1，周凤玺*1, 2，周立增3，梁玉旺1

(1. 兰州理工大学土木工程学院，甘肃 兰州 730050；2. 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心，甘肃 兰州 730050；3. 西北工业大学力学与土木建筑学院，陕西 西安 710072)

摘  要：为了揭示物理化学作用对含盐溶液非饱和黏土压缩行为的影响及其与应力水平的依赖特性，对孔隙含蒸馏水、氯化钠和硫酸钠溶液及控制基质吸力条件下的试样进行了一维压缩试验。然后，根据试验结果测定了不同条件下黏土的压缩指数、次固结系数和屈服应力，并标定了它们随基质吸力和渗透吸力的变化规律。此外，对不同基质吸力和渗透吸力下非饱和盐渍黏土主、次固结行为展开了深入分析，明确了非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特征，并对非饱和盐渍黏土的LC屈服行为进行了探索。结果表明：不同物理化学力下非饱和盐渍黏土的次固结系数与压缩指数的比值 以及屈服应力可以使用基质吸力和渗透吸力来统一描述；由塑性加载区压缩曲线斜率以及特征参量、 与竖向应力的相关性指出非饱和盐渍黏土物理化学作用与应力水平息息相关；此外，化学-水力-力学耦合作用下非饱和盐渍黏土的LC屈服曲线是由MLC屈服曲线和OLC屈服曲线组成的一条光滑曲线。

关键词：非饱和黏土；孔隙盐溶液；物理化学作用；应力依赖性；LC屈服行为

可溶性大豆多糖对大豆脲酶诱导碳酸钙沉积固化风积沙效果的影响研究

亓永帅，高玉峰*，何  稼，周云东，严柏杨

（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）

摘  要：大豆脲酶诱导碳酸钙沉积用于固化沙漠风积沙具有潜在价值，为提升固化的均匀性及效果，在提取的大豆脲酶溶液中加入可溶性大豆多糖（SSPS）用于诱导碳酸钙沉积反应过程。首先，在液体环境下分析了SSPS对大豆脲酶溶液特性及反应生成碳酸钙的影响，随后土体环境中采用单相灌注法固化风积沙，测试了胶结试样的无侧限抗压强度和三轴固结不排水剪切特性，并结合SEM探究了固化机理。结果表明：SSPS的添加量为1，3 g/L时虽轻微抑制脲酶活性，但几乎不影响溶液黏度，且更利于液体环境下生成方解石晶体，同时土体环境中提升了固化风积沙的强度以及改善了单相灌注固化的均匀性，其中3 g/L添加量时效果更佳。SEM观察分析显示，添加SSPS后，液体环境下生成了尺寸更大且更紧密的碳酸钙晶体，土体环境中更多更紧密的碳酸钙晶体分布在沙颗粒间接触点处，从而增强了胶结作用效果。

关键词：大豆脲酶；可溶性大豆多糖；风积沙；土体固化；无侧限抗压强度

基于嫦娥五号月壤粒形特征的离散元模拟方法

王思远1，蒋明镜*2, 3, 4

(1. 天津大学建筑工程学院，天津 300350；2. 苏州科技大学土木工程学院，江苏 苏州 215009；3. 同济大学土木工程减灾国家重点实验室，上海 200092；4. 同济大学土木工程学院岩土工程系，上海 200092)

摘  要：为满足当前中国探月任务中的“堪测、采、建”战略规划，获取更加贴近真实的月壤物理力学特性，考虑月壤颗粒形状的影响，结合嫦娥五号探月任务中的月壤颗粒图像，将月壤粒形特征与颗粒级配联系起来，提出考虑中国月壤粒形特征的离散元数值模拟方法。首先，基于嫦娥五号探月任务获取的部分月壤颗粒图像，对颗粒的形状特征及尺寸信息进行提取，依据其球度特征将月壤的颗粒形态分为6类，并同月壤颗粒的粒形特征与颗粒尺寸建立对应关系；其次，结合本团队开发的三维离散元月壤接触模型，引入形状参数用以表征月壤颗粒的抗转动能力，进而在离散元中考虑月壤颗粒的粒形特征，最终建立考虑中国月壤粒形特征的离散元数值模型；通过与已知月壤试验结果的对比表明，该方法可将月壤颗粒形状的可变性直接映射到离散元中。在此基础上，通过与不考虑粒形特征的数值样进行对比，探究考虑月壤粒形特征的优势。结果表明：含嫦娥五号月壤粒形特征的离散元数值模型可以有效捕捉月壤力学行为的主要特征，为开展月球资源勘探及开发利用研究提供基础。

关键词：月壤；粒形特征；三轴压缩；宏微观特性

近直下型断层的地铁车站结构地震响应

刘  英1，庄海洋*1, 2，张  季2，周珍伟2

（1. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009；2. 华东交通大学土木建筑学院，江西 南昌 330013）

摘  要：目前在近断层场地中地下地铁车站抗震性能水平认识方面相对匮乏，鉴于此，提出了一种考虑发震断层-地下结构全过程地震响应的IBE-FEM联合求解分析方法。首先，基于运动学有限断层模型，采用间接边界元方法（IBE）求解直下型走滑断层错动作用下上覆软土沉积层场地内的地震波场，并验证了有限元法（FEM）间接求解地震波场的可行性；在此基础上，通过建立土-地下连续墙-主体结构非线性静-动力耦合的二维整体时域有限元模型，初步探究了断层-软土场地耦合效应对地铁车站抗震性能的影响规律。结果表明：在近断层区域，地铁车站结构震害具有典型的断层上盘效应和震害集中效应，更容易进入塑性变形发展阶段；在远断层区域，由于断层-场地效应耦合作用，断层下盘场地内地震波场衰减较缓，其内车站结构整体震害略大于断层上盘。本文研究方法为近断层场地条件下地下结构地震响应分析开辟新思路，也可为相关场地区域内的地下结构抗震设计提供技术参考。

关键词：间接边界元-有限元法；全过程地震反应分析；土-地下结构动力相互作用；走滑断层；场地效应

长锚杆/锚索改善深埋大跨度隧道初支结构受力试验研究

周  阳1，来弘鹏*1，王兴广2，孔  军3，李志磊1，洪秋阳4

(1. 长安大学公路学院，陕西 西安 710064；2. 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230601；3. 山东高速济潍高速公路有限公司，山东 济南 250000；4. 安徽建筑大学土木工程学院，安徽 合肥 230601)

摘  要：针对深埋大跨度软岩隧道拱脚及拱顶处初支开裂、钢架变形过大问题，提出了局部增设长锚杆或锚索的支护技术，以实现对该类隧道初支结构受力的调节改善。基于课题组自主研发的隧道结构性能测试平台，对比分析了同等围岩荷载作用下系统锚杆支护与多类长锚杆/锚索支护方案的初期支护结构受力变形特征，研究了不同环向间距与布设范围的长锚杆/锚索支护效果。研究结果表明：①常规支护时，大跨度隧道初期支护整体呈压扁趋势，拱顶内侧与拱脚外侧承受结构最大弯矩而最先开裂，仰拱内侧拉裂后模型加速变形进而引起结构整体失稳破坏；②4种增设长锚杆或锚索支护方案下，初支拱顶处结构安全系数分别为常规支护体系的4.59，2.12，1.96，1.80倍，拱脚处结构安全系数分别为常规支护的5.23，2.80，2.34，2.37倍；③在拱部120°范围以2 m环向间距布设长锚杆对初支结构内力改善效果最佳，支护点轴向强拉力产生的局部负弯矩组合效应抵消了拱顶处较大正弯矩；④不同位置长锚杆/锚索支护力整体呈从拱顶处至拱肩侧先减小后增大的规律。

关键词：隧道工程；大跨度隧道；长锚杆/锚索；模型试验；破坏特征；支护效果

饱和黏性土试样底部孔压时间滞后机理探讨

欧颜雨馨1，牟  聪1，翁佳兴2，洪振舜*1

(1. 东南大学交通学院，江苏 南京 211189；2. 南水北调东线江苏水源有限责任公司，江苏 南京 210000)

摘  要：采用一维固结仪进行饱和黏性土固结试验时，测量的试样底部孔压普遍存在“时间滞后”现象，荷载施加后，孔压随固结时间先增大至最大值，然后开始消散。以往研究发现，测压管式孔压计的刚度不足，导致孔压计腔体体积在施加荷载后发生变化，从而得出孔压滞后可以归结于孔压测量系统刚度的结论。基于已有理论，分析了不同孔压测试系统刚度对孔压滞后性状的影响，发现隔膜式孔压测量系统刚度足够大，固结试验中施加荷载所引起的孔压计腔体体积变形可以忽略不计，测量系统刚度不是隔膜式测量系统孔压滞后的主要影响因素。对比分析三轴固结试验和一维固结试验不同边界排水条件诱发不同的孔压滞后性状，发现一维固结试验中施加荷载时，试样顶部处于自由排水条件，外加荷载引起的水力梯度均匀地分布于试样之前试样顶部便产生排水固结是诱发底部孔压时间滞后的关键因素。基于一维固结试验数据，分析了孔压滞后时间与土体试样固结参数的关系，可以得出：底部孔压峰值滞后时间随着试样渗透系数的减小和压缩指数的增大而增大；渗透系数的影响比压缩指数更为显著。

关键词：饱和黏土；一维固结试验；孔压滞后；渗透系数；压缩指数

应力作用下岩石介质两相流束缚流体饱和度分形预测模型研究

赵明凯1, 2，孔德森*1, 2，滕  森1, 2，邓美旭1, 2

(1. 山东科技大学土木工程与建筑学院，山东 青岛 266590；2. 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266590)

摘  要：束缚流体饱和度是预测两相流中相对渗透率的重要参数，在油气藏开发等工程领域有着重要作用。为此，基于分形理论和毛细管模型，首先将岩石等效为固体团簇的集合体，引入不同分形维数分别表征固体团簇的尺度分布特征和流动路径的迂曲性，然后提出了一种预测束缚流体在应力作用下的饱和度模型，并使用试验数据进行了验证，最后分析了束缚流体饱和度的应力敏感性和模型中各参数的影响机制。结果表明：束缚流体饱和度与流体黏度、孔隙结构参数、压降梯度以及弹性模量密切相关，有效应力会增大束缚流体饱和度，分形维数可以反映束缚流体形成的流体膜厚度和实际流动长度，量化了孔隙结构特征对束缚流体饱和度的影响。

关键词：岩石；分形；两相流；有效应力；束缚流体饱和度

基于低场核磁共振技术PVC-P土工膜细观渗透机理研究

张宪雷，尹春杰，马仲阳，谷晓雨

(华北水利水电大学水利学院，河南 郑州 450045)

摘  要：PVC-P土工膜的防渗性能是膜防渗结构乃至工程安全运行的关键。为避免传统上用渗透系数表征其渗透性能的弊端，运用多组渗透压力下土工膜垂直渗透试验数据和基于低场核磁共振技术获取的孔隙度，构建了渗透流量-孔隙度数学模型，结合孔隙和孔径动态分布探讨了用孔隙度评价其垂直渗透性能的适用性。结果表明：以1H原子为探针的低场核磁共振技术能够准确量测膜内孔隙和孔径分布；依据T2特征谱弛豫时间划分的微孔隙、中孔隙和大孔隙的占比以及孔隙范围内孔径的萎缩或发育是孔隙度变化的根本原因；孔隙度与渗透流量关联性较强，利用量测的饱和PVC-P土工膜孔隙度和构建的模型能够准确预测渗透流量。研究成果表明基于低场核磁共振技术测得的孔隙度可用于PVC-P土工膜防渗性能评价。

关键词：PVC-P土工膜；渗透流量；孔隙度；低场核磁共振技术；T2特征谱

好氧修复下填埋场稳定化综合评价方法及其应用

郑奇腾1, 2，吴少杰1，冯世进1, 2，陈宏信1, 2，赵  勇1

(1. 同济大学土木工程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：好氧修复技术具有加速填埋堆体稳定化的优势，正确评估其稳定化进程对好氧修复系统的设计和运营具有重要的意义，但是现有指标数量众多且差异化大。考虑稳定化指标的敏感性和工程监测的难易程度，从稳定化机理出发，分别从气相、液相、固相和沉降4个层面筛选氧气利用率、归一化有机溶质指标、脱氮效率、生物降解度和相对沉降速率为评价指标，并将其统一划分为具有不同稳定化特征的3个阶段（好氧转化、半稳定化和后稳定化），提出指标权重和阶段划分标准。然后，构建了不同阶段中不同指标的隶属度函数，结合模糊综合评价理论实现对填埋场稳定化进程的综合性评价，并将其应用于某好氧修复工程案例。

关键词：好氧修复；填埋场；稳定化阶段；评价指标；综合评价

桐油对固化土搅拌和易性及强度的影响研究

刘  行1, 2，邓婷婷2，邓永锋*2，詹良通3，刘松玉2

(1. 中国交通建设股份有限公司，北京 100088；2. 东南大学交通学院，江苏 南京 211189；3. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058)

摘  要：搅拌法在穿越黏土地层（塑性指数大于25）施工时，黏土容易黏附在搅拌桨和转杆上，形成团聚包裹，极大地影响搅拌的和易性和固化土工程性质。桐油是一种干性天然植物油，具有较好疏水和润滑性，在传统生土材料中得到了广泛应用。针对水泥固化土搅拌和易性和强度提升问题，系统地研究了桐油改性黏土的液塑限、固化土的经验黏附比和无侧限抗压强度的变化规律，开展了电子显微镜扫描（SEM）、压汞试验（MIP）和傅里叶红外光谱分析（FT-IR）试验，探究了桐油对固化土搅拌和易性和强度提升的微观机理。结果表明，桐油可显著提高固化土的搅拌和易性，最优掺量约为干土质量的4.0%左右；对均匀搅拌的水泥固化土而言，掺入桐油后28 d无侧限抗压强度可提升约1/3。综合对搅拌和易性与强度的提升效果，桐油在黏土地层搅拌施工中具有良好的应用前景，成果可为理论研究和工程实践提供参考。

关键词：桐油；固化土；搅拌和易性；无侧限抗压强度；微观机理