《岩土工程学报》2025年第1期中文摘要

饱和土不排水计算理论与方法探究

宋二祥

(清华大学土木水利学院，北京 100084)

摘要：饱和土不排水强度及变形计算是岩土工程中颇具难度的复杂课题，至今业内对其多方面的问题仍存争议。结合笔者多年的相关学习研究，对此课题进行了较系统深入的探究。首先讨论了饱和土不排水计算的总应力法与有效应力法及各自的局限，并从有限元基本方程阐述了孔隙水压的处理，指出不管采用何种方法均应注意区分两类孔隙水压和两种总应力，即“土水分算”。随后，审视了Skempton-Henkel超静水压计算公式对不同应力路径的计算准确性，将它与MC强度准则相结合构建了饱和土不排水强度模型，对等向固结与不等向固结下饱和土不排水强度特性进行了分析，可为实际工程计算中强度参数选取提供参考。建议实际不排水计算采用广义Tresca强度准则，针对采用MC强度准则按有效应力法进行不排水计算会有较大误差的问题，除指出应直接输入不排水强度外，还给出一种采用等代强度参数的处理方法。在上述讨论基础上，剖析了固结不排水强度指标（CU指标）的缺陷，指出仅当土中总应力路径与测定CU指标的试验中相同时，用此指标直接计算才能给出准确的结果，特别是对地基承载力问题直接用此指标计算会给出严重偏危险的结果。还对基坑工程中主动、被动土水压力采用CU指标并土水合算的问题进行了分析，建议了合理计算方法及相应公式；对发生不排水极限土压时的滑移面倾角这一业内多人深感困惑的问题也进行了探讨。最后，针对饱和地基承载力及短期沉降计算，剖析了业内现行方法的问题，在深入解读有关因素影响机理的基础上给出新的计算方法。所给承载力计算公式，可较准确统一计算排水和不排水条件下的承载力，能更好保证设计的安全经济；所给沉降计算新方法能较准确计算饱和地基的短期沉降，对地基的排水沉降也可望取得较好结果，值得进一步发展完善。

关键词：饱和黏性土；不排水强度；超静水压；固结不排水强度指标；地基承载力；地基沉降

高混凝土面板堆石坝接缝止水试验研究和应用

郦能惠1，王立安1，任强1，张志韬1，张贤1，王新奇2，代巧枝2

(1. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏南京 210024；2. 黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南郑州 450031)

摘要：混凝土面板堆石坝是当前最有竞争力的坝型，为保障高混凝土面板堆石坝的安全，坝体和面板的应力变形性状以及接缝位移成为研究的重点之一，通过止水材料开发、接缝止水结构设计和止水结构防渗模型试验研究提出了高混凝土面板堆石坝新型止水结构，并应用于高混凝土面板堆石坝工程。在此基础上进行了高坝新型接缝止水结构力学特性试验研究，形成了试验方法，建立了高坝新型止水结构的劲度表达式，通过在某高坝工程的应用表明提出的接缝止水应力应变关系全面反映高坝新型止水结构各主要部件对于面板与趾板以及面板之间力的传递的贡献，更好地反映复杂地形地质条件下高坝设计布置的影响，具有一定的工程应用价值。

关键词：混凝土面板堆石坝；接缝止水；应力变形性状；劲度表达式

pH值对MICP固化修复镉污染尾矿的影响研究

江昭明1，陈永贵*1，文子豪1，付俊1, 2，周罕2

(1. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092；2. 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南昆明 650051)

摘要：微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）方法是一种生态友好、可持续的污染土固化与修复技术，而对于MICP在不同土壤pH值环境下处理重金属污染土影响的研究较少。利用巴氏芽孢杆菌ATCC 11859分别在pH值为5，7，9，11条件下进行了MICP修复Cd溶液试验、Cd污染尾矿固化修复试验。结果表明，水溶液修复试验中，在pH为5～11范围内均能有效钝化Cd2+，当pH值为9时对Cd2+钝化效果最佳；尾矿固化试验中，酸性淋溶液会加快尾矿中的Cd2+浸出，MICP主要将尾矿中Cd的酸可溶态转化为可还原态和残渣态，且钝化效果与碳酸盐生成率呈正相关关系。通过对生物矿化沉淀的FTIR、XRD、XPS和SEM-EDS分析表征，揭示了MICP钝化重金属和固化尾矿的机理：MICP通过生物吸附和碳酸钙的吸附、离子交换、共沉淀等作用完成对重金属离子的钝化，通过覆膜作用、黏结作用和桥接作用增大土颗粒内摩擦角和土粒间的黏聚力。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀；pH值；固化修复污染土；镉；微观机理

循环加载与卸围压组合扰动下红砂岩损伤破裂与渗透特性

姚玮1，俞缙*2，周先齐1，常方强2，常旭2

(1. 厦门理工学院土木工程与建筑学院，福建厦门 361024；2. 华侨大学福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心，福建厦门 361021)

摘要：为探究深地工程开挖诱导岩体损伤破裂及渗透性演化规律，开展了同步测定波速与渗透率的循环加载与卸围压组合扰动三轴试验，研究了不同条件下红砂岩的损伤与渗透性演化规律。结果表明：①岩石在不同组合扰动阶段具有不同的应力应变曲线形态，其末端形态取决于在何种扰动阶段破坏，初始应力比为决定组合扰动诱发岩石破坏难易的主要因素；②总峰值轴向应变随初始应力比增大而增大，其中组合扰动轴向应变占比始终较低，总峰值体积应变绝对值随初始应力比增大而先增大后减小，其中组合扰动体积应变占比较高；③在初始加载阶段，波速增大，渗透率降低，在组合扰动阶段，波速下降，渗透率增加，且损伤与体积应变近似呈线性关系，损伤与渗透率随扰动次数增加均呈先慢后快的增长趋势，且拐点分别近似在一条直线上；④岩石在组合扰动卸围压阶段破坏为单剪切破坏模式，在组合扰动循环加载阶段破坏为共轭剪切破坏模式；⑤双高（高初始应力比与高初始围压）条件将显著加剧岩体开挖失稳破坏风险。

关键词：深地工程；组合扰动；力学特性；损伤；渗透性

碱激发高炉矿渣固化/稳定化Cr(VI)污染土试验研究

张文杰1，金典2，郭兴璋3，李西斌4

(1. 台州学院建筑工程学院，浙江台州 318000；2. 上海大学力学与工程科学学院，上海 200072；3. 山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南 250061；4. 浙江农林大学风景园林与建筑学院，浙江杭州 311300)

摘要：碱激发高炉矿渣（GGBFS）替代水泥（PC）用于污染土固化处置，具有能耗低、碳排放少的特点，同时GGBFS中含的还原性硫可以将铬（Cr）从六价还原成三价，从而显著提高固化/稳定化效率。使用碱激发GGBFS固化/稳定化总Cr含量2000 mg/kg（其中Cr(VI)1210 mg/kg）的污染土，并与PC固化进行对比。通过浸出毒性、固定效率和无侧限抗压强度分析处理效果，借助pH、还原效率、化学形态、矿物成分和微观图像分析揭示了相关机理。结果表明，GGBFS固化污染土的Cr浸出浓度明显低于PC固化土，GGBFS掺量20%，养护龄期28 d时总Cr和Cr(VI)浸出浓度分别降至2.12，1.09 mg/L，满足填埋场进场浓度限值要求，且GGBFS固化污染土的强度明显高于PC固化土；还原效率分析表明，GGBFS中的S2-可以有效地将Cr(VI)还原成Cr(III)，还原效率可达96.0%，从而很大程度上避免了Cr(VI)对水化过程的抑制作用，使用GGBFS固化/稳定化该含量的Cr(VI)污染土时不需额外添加还原剂；微观分析表明，与PC相比，GGBFS固化后更多不稳定态的Cr转化成稳定形态，Cr的迁移性显著降低，同时生成了更多水化凝胶，土颗粒胶结程度更高，因此具有更好的封固效果和更高强度。该研究为GGBFS固化/稳定化Cr(VI)污染土提供了科学依据。

关键词：粒化高炉矿渣；Cr(VI)污染土；固化/稳定化；浸出浓度；还原效率

考虑场地效应的多点地震动作用下边坡永久位移分析

宋健1, 2，潘驭航2，陆朱汐2，姬建1, 2，张飞1, 2，高玉峰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. 河海大学土木与交通学院，江苏南京 210024)

摘要：地震动引起的边坡土层非线性动力响应可能导致坡体不同位置的地震动加速度时程不一致，从而对整个滑动体的极限平衡状态及之后的地震累积永久位移产生影响。为了研究场地效应对边坡地震永久位移的影响，基于极限平衡条分法，通过对不同土条赋予不同的水平和竖向地震动时程，推导出一种考虑场地效应的圆弧和任意形状滑面的多点地震作用下边坡永久位移分析方法。通过与有限差分软件FLAC的数值模拟结果进行对比，验证了该方法能够合理考虑地震动的场地效应。通过研究不同分布形式的多点地震动及竖向地震动对边坡永久位移的影响，结果表明：场地效应引起的水平地震动放大以及多点地震动不同分布模式会导致整个滑体平均地震惯性力作用位置发生改变，从而影响地震作用下滑动体沿滑面的永久变形量，竖向地震动对边坡地震位移影响较小。将方法应用于Lexington土石坝震后变形案例分析，计算得到的坝坡地震永久位移与实际震后观测值相吻合，证明了考虑场地效应的重要性及本文方法的合理性。

关键词：地震边坡稳定性；场地效应；永久位移；极限平衡条分法；多点地震动

基于多切线技术的盾构隧道开挖面稳定性分析

钟军豪1, 2，CHIAN Siau Chen2，李永鑫3，刘明芳4，陈明辉4，吴振元4，龙桂华4，杨小礼1，周德*1

(1. 中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075；2. 新加坡国立大学土木与环境工程系，新加坡 117576；3. 合肥工业大学汽车与交通工程学院，安徽合肥 230009；4. 深圳市市政工程总公司，广东深圳 518000)

摘要：针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题，采用多切线技术分段线性近似Power-Law（P-L）准则，基于极限分析上限定理，构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构，提出1种考虑拉应力截断Tension cut-off（T-C）效应的开挖面稳定性理论计算方法。通过与既有文献结果对比，验证所提方法的可靠性。根据反算的应力分布和破坏机构几何特点，探究不同参数条件下T-C对开挖面稳定性的影响。结果表明：①在线性条件下，黏聚力较大且内摩擦角较小时，T-C对开挖面临界支护力的影响较大；在非线性条件下，m的增加并不会放大T-C对开挖面稳定性的影响。②在抗拉强度较大时，T-C对开挖面稳定性影响较为显著，随着抗拉强度的折减，T-C控制的破坏机构尺寸逐渐减小，且顶部区域明显钝化。

关键词：开挖面稳定性；多切线技术；Power-Law准则；拉应力截断；极限分析

囊体扩张主动控制桩基水平变形机理分析

黄建友1，闫宇涛1，刁钰*1, 2，郑刚1, 2，李凯3，贾建伟4，刘永超1, 5

(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；3. 中国建筑第五

工程局有限公司，湖南长沙 410004；4. 中国建筑第六工程局有限公司，天津 300457；5. 天津建城基业集团有限公司，天津 300301)

摘要：囊体扩张是一种新型地下结构变形主动控制技术，然而其在桩基变形控制机理方面尚未深入研究。采用有限元软件探究了囊体扩张控制桩基水平变形机理，分析了囊体扩张引起桩基和土体变形特性以及囊体-土体-桩体之间相互作用。结果表明：扩张直径0.5 m的囊体对直径为1.2 m的桩可产生最大5.5 mm水平变形，控制效率为60%，囊体扩张对桩基水平变形控制效果良好。囊体扩张会引起邻近土体产生较大的超孔隙水压力，而孔压消散会导致土体压缩而降低桩基控制效率。当扩张距离较小时，桩径对囊体扩张控制效果影响显著。囊体扩张对桩径为0.4～1.6 m的桩均有一定的变形控制效果，尤其适用于小直径桩基的变形控制。随扩张直径的增大，桩基最大水平位移近乎呈线性增大。此外，桩基水平变形随扩张距离增大而减小，但由于扩张对周围孔隙水压力影响范围有限，导致控制效率呈增大趋势。双排囊体扩张控制变形中“遮拦效应”和“反力效应”明显，控制桩基变形应遵循“先远后近，逐排扩张”的原则，以提高控制效果。

关键词：囊体扩张；桩基；变形控制；机理分析

近海单桩式风机地震响应分区耦合分析方法

徐小凤1，陈少林*1，孙杰2

(1. 南京航空航天大学民航学院土木与机场工程系，江苏南京 211106；2. 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，江苏南京 211106)

摘要：海上风机是低碳可持续能源的重要战略选择之一，其地震安全性问题是急需解决的重要课题。将近海单桩式风机三维地震响应问题看作波动散射问题，结合人工边界条件实现海域场地的波动输入，并基于广义饱和多孔介质统一计算框架，发展了一套海水-饱和海床-风机耦合作用高效分区分析方法，实现了综合考虑土-结构相互作用效应和流固耦合效应的近海单桩式风机三维地震响应分析，并分析了海水深度、海床波速和地震波入射角度对近海单桩式风机地震响应的影响。分析结果表明，海水深度和海床剪切波速的变化，一方面会改变自由场，另一方面会改变海域场地-风机体系的自振特性，从而影响风机结构的地震反应。当海水增加到某深度时，体系自振频率与地震波输入频率接近时，风机的地震响应会急剧增大；海床剪切波速对塔底弯矩的影响要比对位移的影响大；当入射角度增大时，塔顶水平向位移和加速度以及塔底弯矩均有不同程度的减小，塔顶竖向位移和加速度均有不同程度的增大。本文没有考虑海床和风机的非线性，考虑非线性时的影响规律需进一步研究。

关键词：近海单桩式风机；地震响应分析；土-结构相互作用；流固耦合

黄原胶生物聚合物改良膨胀土裂隙演化规律研究

欧阳淼1，张红日*2, 3，邓人睿1，王桂尧1，肖杰4，赵亚1

(1. 长沙理工大学土木工程学院，湖南长沙 410114；2. 广西交科集团有限公司，广西南宁 530007；3. 上海交通大学土木工程系，上海 200240；4. 长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙 410114)

摘要：采用既可抑制膨胀土裂隙扩展，又不影响坡面植被生长的黄原胶生物聚合物对膨胀土进行改良，是膨胀土边坡生态防护新思路。对黄原胶改良膨胀土开展室内干湿循环试验，利用数字图像处理技术(PCAS)对裂隙发育的整个过程进行定量分析，探究了黄原胶掺量对膨胀土裂隙形态特征指标的影响规律，并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)试验分析了改良前后膨胀土的微观结构与矿物成分的变化，结合膨胀率试验结果探讨了黄原胶对膨胀土的改良机理。研究结果表明，黄原胶的掺入可以有效提高膨胀土的保水性和抗裂性，试样的平均失水速率和裂隙率均随着掺量的增加呈减小趋势；黄原胶能够降低干湿循环效应对膨胀土的影响，将裂隙宽度控制在较小范围内，增湿过程中易闭合；黄原胶主要通过两个方面抑制膨胀土开裂，一方面通过成键和胶结作用与土颗粒形成“桥联”结构，整体增强土体的抗拉强度；另一方面通过填充和成膜作用阻隔水分与土颗粒接触，减小黏土矿物的水化膜厚度。

关键词：道路工程；黄原胶生物聚合物；干湿循环；裂隙；微观结构

基于三轴不排水有效应力路径的结构性剑桥模型的修正研究

加瑞1, 2，李逸群1, 2，雷华阳1, 2，姜宇轩1, 2

(1. 天津大学建筑工程学院，天津 300350；2. 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 300350)

摘要：室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性，因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先，基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥（SCC）模型进行了两点改进：①对附加孔隙比Δe的计算公式进行了修正，可以准确模拟结构性黏土超过临界状态线后的有效应力路径；②考虑了屈服面内的塑性即亚屈服特性，可以较好地模拟屈服面内的有效应力路径。然后，利用修正结构性剑桥（MSCC）模型对结构性黏土的侧限压缩试验、三轴固结不排水和三轴固结排水试验进行了模拟计算，并与试验结果和SCC模型的计算结果进行了对比分析，结果表明MSCC模型可以更好地模拟结构性黏土的三轴不排水有效应力路径以及侧限压缩和三轴固结排水试验的应力应变曲线。最后，对MSCC模型中的参数β（屈服面内塑性变形参数）、p'yi（初始结构屈服应力）、Δei（初始附加孔隙比）、b（结构破损速率）、γ（剪切引起结构破损的参数）和ω（反映结构性对塑性流动准则的影响）进行了参数敏感性分析，结果表明参数β影响结构性黏土屈服面内的有效应力路径，参数p'yi影响峰值强度，参数Δei影响残余强度，参数b和γ影响峰值后的强度衰减速率，参数ω影响强度开始衰减时的偏应变大小。

关键词：结构性黏土；结构性剑桥模型；有效应力路径；亚屈服；附加孔隙比

高压泡沫涨裂破岩特性试验研究

刘送永1, 2，崔松*1, 2, 3，顾聪聪1, 2

(1. 中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116；2. 中国矿业大学智能采矿装备技术全国重点实验室，江苏徐州 221116；3. 安徽理工大学机电工程学院，安徽淮南 232001)

摘要：针对钻爆法和机械法在岩石破碎工程中的弊端，基于泡沫的高黏性和可压缩性，提出了高压泡沫涨裂破岩技术。首先设计高压泡沫涨裂破岩装置，理论分析高压泡沫瞬间释放冲击岩石涨裂孔过程，搭建高压泡沫涨裂力测试装置并开展涨裂力影响试验，建立高压泡沫涨裂破岩试验系统，探讨不同空气体积分数时的泡沫涨裂特性，揭示高压泡沫涨裂破岩机理。研究表明：高压泡沫释放时，能够在涨裂孔内产生比泡沫初始压力更高的涨裂力，但涨裂力随泡沫空气体积分数增加而先增大后减小，高压泡沫涨裂破岩经历了裂纹初生、裂纹扩展、涨裂抛掷、涨裂结束4个阶段，破岩重量随泡沫空气体积分数的增加而先增大后减小，当空气体积分数为60%时，由高压泡沫冲击涨裂孔产生的压应力波在岩石上表面反射形成的拉应力造成岩石破坏形式为涨裂坑，空气体积分数为70%～90%时，泡沫涨裂形式为大块岩石分离，这主要是由孔底直角处应力集中效应造成。

关键词：高压泡沫；涨裂破岩；裂纹扩展；涨裂力

高温冻土双屈服面统一本构模型及其验证

王涛1, 2, 3, 4，凡红2, 4，王康任2, 4，周国庆1, 3，王亮亮1

(1. 中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏徐州 221116；2. 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室，广东深圳 518023；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 221116；4. 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司，深圳市城市灾害数字孪生重点实验室，广东深圳 518023)

摘要：高温冻土本构模型是准确计算冻土体应力与变形的关键。基于修正剑桥模型及双屈服面理论，考虑高温冻土黏聚力及内摩擦角的影响，以整体变形εv-lnp曲线描述试样变形特征，采用应力路径相关因子修正当前屈服面及参考屈服面硬化参量，建立了一个高温冻土双屈服面统一本构模型。结合弹塑性理论推导获得了应力应变关系的增量形式，给出了模型参数的含义与简便确定方法，定义了反映高温冻土当前状态的固结参数及潜在强度，剖析了其与硬化参量之间的相互依赖、相互制约动态循环关系，分析了整个应力路径中的模型状态演化过程，利用试验数据对构建的本构模型进行了验证，结果表明提出的本构模型能够很好地预测高温冻土在常规三轴应力路径下的应力应变行为。

关键词：冻土；冻土力学；强度；变形；本构模型

生物高分子聚合物生态固沙效果初探

童小东1, 2，慈祥1，孙任运3

(1. 东南大学土木工程学院，江苏南京 211189；2. 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京 211189；3. 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)

摘要：沙漠化治理是一个全球性的难题。相较于传统的沙漠固沙技术，作为环境友好型固化材料的生物高分子聚合物，不仅能有效胶结沙漠砂以抵抗风蚀作用，还能提高沙漠砂的促生性能以促进植物生长，最终达到利用植被实现永久固沙的效果。基于前述设想，通过表面硬度试验、保水性能试验和植物生长试验研究了黄原胶（XG）、瓜尔胶（GG）以及二者的等质量混合胶（MG）生态固沙的效果。表面硬度试验表明生物高分子聚合物能有效胶结沙漠砂颗粒，质量分数为0.1%的XG、GG和MG溶液分别将沙漠砂的表面压力强度提高了9.4倍、5.3倍和8.0倍；保水性能试验表明生物高分子聚合物对沙漠砂保水性能的提升效果随溶液质量分数的增大而增大，在40℃高温养护条件下，生物高分子聚合物保水性能的比较结果为：XG＞MG＞GG；植物生长试验表明，在室内条件下，生物高分子聚合物能缩短植物出苗时间、提升植物的出苗率和幼苗高度，明显提高沙漠砂的促生性能。本文的研究初步表明，采用生物高分子聚合物实现生态固沙具备理论上的可行性。

关键词：生物高分子聚合物；生态固沙；表面硬度；保水性能

H型试剂对于大直径泥水盾构泥水分离处理的影响与应用

张箭1，任国平1，尹义豪2，钟小春1，张春雷*3，梁禹4

(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. 中铁十四局集团大盾构工程有限公司，江苏南京 211800；3. 河海大学环境学院，江苏南京 210024；4. 中山大学土木工程学院，广东珠海 519082)

摘要：针对广东湛江湾海底隧道施工中出现的盾构废弃泥浆脱水速率慢、泥渣含水率高与废浆排放污染等问题，研发了一种新型H型脱水试剂。通过絮凝脱水试验、微观机理试验以及现场生产试验，揭示了泥浆泥水分离体积比/上清液浊度/粒径分布和Zeta电位等变化规律，综合评价H型试剂与3种聚丙烯酰胺（PAM）在泥浆脱水效果方面的差异。结果表明：H型试剂与泥浆作用的最优添加量为0.5%；与PAM相比，H型试剂前期沉降速度较慢，但脱水后的泥渣含水率降低了约18.1%，且上清液非常清澈，7.8的pH值符合直接外排条件；H型试剂兼具了较好的桥网作用与电中和作用，使粒径＜10 μm的细粒更容易聚集成50 μm以上的大颗粒，加快了泥浆的絮凝速度。H型试剂营造了渗水性更强的Ca排水通道，降低泥浆的黏滞性，提高泥浆压滤脱水的效率；与原脱水试剂相比，现场使用0.1%的H型试剂，可提高30.5%的脱水泥样含固率，降低20%的工程成本。

关键词：泥水盾构；泥水分离；絮凝脱水；机理研究；现场试验

考虑地震强度不确定性的车站韧性评估方法

张陈龙1, 2，张东明*1, 2，黄忠凯1, 2，黄宏伟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：地铁车站作为地下交通的枢纽，是社会经济交流和人员交往的重要组成部分，但其同时也面临着诸多灾害风险。以前包括地震在内的灾害，会对地下交通网络造成严重后果，也对城市功能造成重大损失。因此，地铁车站等关键交通枢纽的韧性评估对于提高城市安全性和维护其功能至关重要。提供了一个考虑地震强度不确定性的综合韧性评估框架，用于评估浅埋地铁车站在地震灾害下的鲁棒性和快速恢复能力。该框架方法利用有限元软件，建立相关地铁车站数值模型；然后，通过所选择的地震动展开大量数值分析，以便生成关于峰值地面加速度（PGA）的地铁车站易损性函数；接着利用蒙特卡洛模拟进一步量化地震动强度不确定性，并最终确定车站在各个损伤阶段的概率。最终，通过联立地铁车站损伤概率与经济损失关系，考虑地铁车站的恢复路径和可恢复性，完成韧性评估。本研究通过该韧性评估框架和所计算出的韧性指标R，评价和讨论了性能恢复模型和场地条件对车站抗震韧性的影响。这项工作可以帮助地铁网络基于韧性的设计和管理，以支持对地震灾害的适应，从而促进相关决策者关于资源的有效分配。

关键词：地铁车站；地震韧性；地震易损性；地震动不确定性；恢复模型

浑水入渗对粗粒土柱孔隙及渗透性影响试验研究

毛海涛1, 2，张超*1, 2，袁古城1，何涛2，谷易2

（1. 山西农业大学城乡建设学院，山西太原 030000；2. 重庆三峡学院土木工程学院，重庆 404120）

摘要：浑水渗流在水利工程的反滤设计、浑水浇灌、堤坝渗流控制等方面都有较大影响，目前理论多采用稳定渗流计算方法，忽略了渗流过程中粗细颗粒与水力的耦合作用。自制渗流装置，将不同控制粒径浑水、不均匀系数粗粒土柱和水头等作为基本控制因素，研究不同工况下浑水中悬浮颗粒对粗粒土土柱中的渗透特性影响；推导了变渗透系数浑水渗流计算微分方程，通过对比验证和公式修正，结果表明：粗粒土中颗粒淤积率与控制粒径C0.075含量符合Boltzmann函数关系；C0.075是重要的影响因子，浑水颗粒在粗粒土柱的运移、沉积和淤堵形态过程大致可分为4种形态：表层堆积淤堵形态（S型）；表层-内部双重淤堵形态（S-I型）；内部孔隙淤堵形态（I型）；暂态孔隙淤堵形态（P型）。土柱Cu越大，孔隙度越小，浑水颗粒在粗粒土中运移也越困难，土柱填充性就越差；水头加剧了颗粒在土柱内部运移的速度，但也加速了其在顶部的沉积并封堵；S型时土柱0～2 cm渗透系数下降速率最大，封堵时总体渗透系数最小，2 cm以下相对孔隙率及随深度逐渐减小；S-I和I型土柱下部渗透系数明显滞后于上部，相对孔隙率存在临界深度（约为4～6 cm）；P型时土柱整体相对孔隙率基本无变化。

关键词：颗粒；渗流；粗粒土；浑水；堵塞

大断面管幕箱涵顶进引起地表变形的解析解答

张坤勇1, 2，李丹阳2，张梦3，沈小锐*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. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏南京 210024；3. 南京市房屋安全服务中心，江苏南京 210029)

摘要：研究大断面管幕箱涵顶进全过程对土体变形和周围环境的影响，对于事前预测变形并控制施工扰动影响具有重要意义。基于Mindlin解答、修正Sagaseta公式等经典理论解答，分别考虑由正面推进力、摩擦力和土体损失等因素引起的地表变形，提出考虑三者共同作用下的大断面管幕箱涵顶进引起的地表变形计算方法。建立管幕箱涵顶进作用下土体受力模型，采用 Mindlin解答分别给出正面推进力和摩擦力引起的土体变形计算公式；基于当层法原理提出由土体损失引起的横向地表沉降计算公式。根据各影响因素的相对独立性，将各因素引起的土体变形量叠加，从而得到一种适用于大断面管幕箱涵顶进施工，可综合考虑多种施工因素和土体三维变形的理论解答公式。通过工程实例验证公式的合理性，研究成果可为实际施工变形预测提供参考。

关键词：大断面管幕箱涵；Mindlin解；地表变形；变形预测

对数动态骨架本构模型的多维实现及其在ABAQUS中的应用

董青1，陈苏2，李小军2，董云1，陈亚东*1，周正华3，朱俊2

(1. 淮阴工学院建筑工程学院，江苏淮安 223003；2. 北京工业大学城建学部，北京 100124；3.南京工业大学交通运输工程学院，江苏南京 210009)

摘要：对数动态骨架本构以对数函数作为骨架曲线，引入“修正动骨架曲线”和“阻尼比退化系数”的概念，考虑试验阻尼对滞回曲线的影响，实现试验阻尼和滞回阻尼在数学上自洽的非线性动力本构。该本构只适用于一维土层场地时域非线性地震反应分析。基于对数动态骨架本构函数关系式，给出对数动态骨架参数的求解方法，并推导出加卸载曲线的时变切线剪切模量。通过ABAQUS 软件的操作平台和等效剪应变算法，开发了基于对数动态骨架本构模型的显式子程序模块，该模型适用于二维和三维土层场地非线性地震反应分析。选取含软弱淤泥质土层场地作为计算模型，将从基岩输入不同加速度峰值的EI centro 地震动的数值模拟结果进行对比，验证可考虑土体阻尼效应的对数动态骨架本构以及开发子程序的合理性和可用性。

关键词：对数动骨架本构；阻尼比；场地地震反应；时变切线剪切模量

降温过程中NaCl盐渍土相变的电化学特征

肖泽岸，李康良，段杰云，王启航，郭茂亮

（太原理工大学土木工程学院，山西太原 030024）

摘要：氯盐渍土是中国西北寒旱区一种典型的盐渍土类型，其电化学特征是深入理解盐渍土腐蚀病害机理的关键。为探究盐渍土孔隙溶液相变与其电化学特征之间的联系，以NaCl盐渍粉质黏土为研究对象，测试了不同含盐量和温度条件下NaCl盐渍土的电化学阻抗谱。研究表明：NaCl盐渍土阻抗随着测试频率的增加而逐步降低，并在高频率时逐步达到稳定。NaCl盐渍土的阻抗模的对数值在冻结前随温度的降低线性增加，而在冻结后，冰晶和盐结晶的生成导致土体阻抗模值发生显著增加。NaCl盐渍土在冻结前表现为一段容抗弧，而在冻结后，由相变导致的土体水盐迁移使得土体在出现阻抗弧后又存在一段扩散阻抗。根据土体在冻结前后的导电路径，建立了土体在冻结前后的等效电路模型，并在此基础上分析了土体孔隙溶液相变与对应电路元件之间的联系。此研究对深入理解盐渍土电化学特征及孔隙溶液相变规律具有重要意义。

关键词：氯盐渍土；冻结过程；电化学阻抗谱；相变；等效电路模型

基于DEM-FDM耦合的平行隧道间钢套管下旋施工影响研究

徐泽宇1, 2，杨涛1, 2，周小波1, 2

(1. 中建五局第三建设有限公司，湖南长沙 410004；2. 中国建筑第五工程局有限公司，湖南长沙 410004)

摘要：采用离散元-有限差分耦合数值方法研究平行隧道间钢套管下旋施工的影响。根据工程实例建立数值模型，并通过对比模拟值与实测值验证了数值分析方法的合理性。数值模型分析了双隧道-静压、双隧道-旋压、单隧道-旋压等3种工况下隧道和土层的受力变形特性。结果表明：钢套管旋压施工导致隧道产生的横向位移为静压施工的163.5%，单隧道工况下的隧道横、竖向变形分别较双隧道工况增加32.7%和53.4%；旋压相较于静压可以有效减小管片的收敛变形，而单隧道工况的收敛变形为双隧道工况的2倍；旋压工况下，随钢套管沉入深度增加，旋转指数先增加后减小，最大值发生在套管下沉至隧道拱顶附近，而在静压工况下需重点关注竖向旋转引起的管片错位；对于双隧道-旋压工况，应重点关注施工初期由于土体水平位移引起的地层变位和施工后期土体竖向位移可能导致的机械倾覆和钢套管的垂直度误差；隧道管片应力分布区域及特征与钢套管动态施工过程紧密相关，应在不同阶段采用相应的管片补强措施。

关键词：桩基础；隧道工程；离散元-有限差分法；钢套管；受力变形

类岩石节理MICP封堵抗酸性侵蚀性能试验研究

肖维民1, 2，翁金耀1, 2，钟建敏3，朱占元4

(1. 四川农业大学土木工程学院，四川都江堰 611830；2. 四川农业大学村镇建设防灾减灾四川省高等学校工程研究中心，四川都江堰 611830； 3. 江西有色建设集团有限公司，江西南昌 330038；4. 西昌学院土木与水利工程学院，四川西昌 615013)

摘要：尽管微生物诱导碳酸钙沉积（Microbially Induced Calcite Precipitation，简称MICP）技术已在岩土体加固领域广泛应用，但针对MICP酸性侵蚀耐久性的研究成果鲜见报导。为此，通过开展不同pH值（pH=4，5和7）和侵蚀时间（7 d，14 d和28 d）下的MICP封堵3D打印类岩石节理试件酸性侵蚀试验，研究岩石节理中碳酸钙封堵层溶蚀情况及其在酸性侵蚀前后的渗透性演化规律。试验结果表明：MICP封堵岩石节理试件中碳酸钙溶蚀量随侵蚀溶液pH值减小而增大，且随侵蚀时间增长而增大，碳酸钙溶蚀区域主要集中在试件四周边缘附近区域；MICP封堵前后岩石节理试件渗透系数平均降幅为97%，经酸性侵蚀后其渗透系数有略微回升，但相应的渗透系数降幅均大于95%，MICP封堵岩石节理试件经酸性侵蚀后其封堵效果依旧良好。研究成果可为MICP技术在岩体工程中的应用提供科学依据。