中国混凝土面板堆石坝的技术进步

 

郦能惠¹，杨泽艳²

 

（1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210024；2. 中国水电工程顾问集团公司，北京 100011）

 

摘  要：首先阐述了中国20余年来混凝土面板堆石坝的发展概况，简要说明了已建和在建的94座坝高100 m以上的高混凝土面板堆石坝的主要技术特征和自主创新，包括上下游坝坡、面板厚度、宽度和配筋率、趾板宽度、坝体分区、筑坝材料、填筑标准、接缝止水和工程用途。展示了中国在国际混凝土面板堆石坝工程领域的领先地位。接着阐述中国混凝土面板堆石坝筑坝技术所取得的进展，分别阐述了设计技术、施工和监测技术、筑坝材料（软岩和砂砾石）和防渗结构（面板和止水）关键技术，不利自然条件下（狭窄河谷、高陡岸坡、深覆盖层、地震区和高寒区）的筑坝关键技术以及计算和试验研究等方面的技术进步和创新，最后简述了未来超高面板堆石坝的挑战和展望。

 

关键词：混凝土面板堆石坝；技术进步；发展进程；主要特征；筑坝技术；创新；展望

 

 

应力路径试验前后黄土孔隙变化及与力学特性的联系

 

蒋明镜^1，2，3，胡海军^1，2，彭建兵⁴，杨期君^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；

 

3. 长安大学公路学院，陕西 西安 710064；4. 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点试验室，陕西 西安 710054)

 

摘  要：应用压汞试验研究了不同应力路径试验前后原状和重塑黄土孔隙分布的变化，探讨了宏观力学特性与孔隙分布的联系。压汞测试结果表明：试验前两种土具有相近孔隙分布的双孔隙结构；两者w＝15％试样等含水率试验后孔隙分布接近，两者饱和试样固结不排水试验后孔隙分布差异较大；应力作用主要对粒间孔隙分布产生影响；常规和减围压三轴等含水率试验后粒间孔隙体积分别减小和增大，相同固结压力下固结不排水减围压三轴试验后粒间孔隙体积比常规三轴试验后的大。原状黄土（w＝15%）在低围压常规三轴试验后未出现剪切带，试样内不同部位孔隙分布未呈较大差异性。根据原状和重塑黄土相同应力路径试验后的孔隙分布差异，探讨了试样宏观力学特性的微观机理，研究结果表明胶结作用、基质吸力和粒间孔隙比对试样的强度和变形起主要作用。

 

关键词：黄土；应力路径；压汞试验；孔隙分布；结构性；胶结；基质吸力；粒间孔隙

 

砂质边坡安全性与快速评估方法研究

 

陈骏瑜，李咸亨

 

(台湾科技大学营建工程系，台湾 台北 10672)

 

摘  要：边坡内地下水位之变化是边坡安全的重要参数，但其对边坡稳定安全系数之影响却鲜少被人深入探讨。而现今监测仪器管理值大多仅以经验值代表边坡潜在危险性，且未明确指出对应的变位大小。因此，结合数值分析法和极限平衡法的优点及特性，详细分析砂质边坡的地下水位、应力、应变与安全系数之关系，探讨地下水位对砂质边坡稳定性的影响。研究成果获知各种内摩擦角不同的土壤，随着水位升高时，安全性也变化的趋势，且可以正规化参数 与 表达之。因此，进一步建立一个合理且可快速使用的边坡安全评估图表，以便用于砂质边坡快速安全评估，且亦可用于缺乏详细数据的现地边坡之快速安全评估，解决盲从检测之虞。

 

关键词：边坡监测指标；临界地下水位；安全系数；坡趾水平位移

 

基于黏聚区域模型的边坡渐进破坏过程强化有限元分析

 

凌道盛^1,2，涂福彬^1,2，卜令方^1,2

 

(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)

 

摘  要：剪切带非连续变形描述及剪切带扩展过程模拟是边坡渐进破坏过程分析的关键，基于黏聚区域模型及强化有限单元法提出一种剪切带渐进扩展过程模拟的有限元分析方法。首先，将剪切带两侧相对变形分解成分别由常规应变和附加应变确定的相对位移，提出具有弱非连续变形特征的剪切带变形等效强非连续变形描述方法，并采用黏聚区域模型表征剪切带应力和附加相对位移间的软化本构关系。其次，基于强化有限单元法描述强非连续变形，并构造相应的无厚度剪切带单元。在此基础上，提出剪切带渐进扩展模拟的有限元算法。算例表明，此方法不仅能够很好地模拟剪切带的应变软化特性，而且有效地克服了常规剪切带模拟具有的网格敏感性问题。

 

关键词：边坡；渐进破坏；剪切带；强化有限单元法；黏聚区域模型

 

青藏高原热融湖对冻土工程影响的数值模拟

 

林战举，牛富俊，刘  华，鲁嘉濠，罗  京

 

（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室，甘肃 兰州 730000）

 

摘  要：热融湖的侧向热侵蚀对周围冻土工程产生较大影响。在柱坐标下，运用带相变的数值热传导模型，预测了热融湖影响下冻土路基的地温场发展状况和可能造成的工程病害。预测结果表明：在不考虑湖岸坍塌后退、面积扩大的情况下，热融湖对冻土路基的热影响主要受湖底年平均温度和湖边到路基的距离两个因子的影响。湖底年平均温度越高，对路基的热影响越严重；湖边到路基的距离越近，对路基的热影响亦越严重。突出的表现在坡脚、路基中心平均地温升高和融化夹层在水平、竖直方向的发展。如果考虑热融湖的湖岸坍塌后退，实际增温要比模拟的结果更明显，影响更严重。

 

关键词：青藏高原；热融湖；冻土工程；数值模拟

 

声发射测量地应力综合分析方法与实验验证

 

赵  奎^1，2，闫道全³，钟春晖^3，4，支学艺³，王晓军^3，4，熊雪强³

 

(1. 江西理工大学工程研究院，江西 赣州 341000；2. 钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心，江西 赣州 341000；

 

3. 江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州341000；4. 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083)

 

摘  要：通过岩石声发射试验测量地应力需要确定声发射某个参数或参数累计的试验曲线的拐点，即Kaiser效应点，针对作图法难以精确确定试验曲线拐点的难题，提出了声发射试验测量地应力的一种综合分析方法，即首先通过作图法求取试验曲线的拐点作为近似的Kaiser效应点，其次采用G-P算法计算声发射能量关联分形维数，将近似的Kaiser效应点邻近的能量关联分形维数最小点确定为最终Kaiser效应点，对应的应力值即为试验中试件加载方向的原岩应力值。为了验证该综合方法的有效性，进行了现场套孔应力解除试验，得到了试件加载方向的实测应力值，共进行了11个试件的岩石声发射试验，试验结果表明：综合分析方法得到的地应力值精度明显高于作图法，可作为岩石声发射测量地应力试验的一种新的分析方法。

 

关键词：岩石声发射；Kaiser效应；地应力；关联分形维数；套孔应力解除法

 

油砂的蠕变特性与本构模型研究

 

王者超^1，2，Ron Wong²，乔丽苹³

 

(1. 山东大学岩土与结构工程中心，山东 济南 250061；2. 卡尔加里大学土木工程系，加拿大卡尔加里 T2N1N41；

 

3. 山东大学工程力学系，山东 济南 250061)

 

摘  要：油砂是一种富含天然沥青的沉积砂。作为一种软化材料，油砂的蠕变性质较松砂和正常固结黏土等硬化材料更为复杂。通过开展油砂三轴蠕变试验，获得了不同应力和应变状态下油砂的蠕变特性；讨论了蠕变势与塑性势之间的关系，提出了等效变形过程的概念，分析等效变形过程的微观机制；讨论了蠕变速率与时间和不可恢复应变之间的关系，提出采用不可恢复应变作为内变量可以描述复杂条件下油砂的蠕变性质，并据此提出了油砂的内变量蠕变模型；应用临界状态理论，分析了硬化型和软化型土的蠕变性质；讨论了剪切带对密砂蠕变性质的影响。

 

关键词：油砂；三轴蠕变性质；蠕变模型；内变量；蠕变势；应变路径；临界状态；剪切带

 

袖阀管劈裂注浆加固粉土路基实验研究

 

朱登元^1，2，管延华^1*，刘惠忠³，王  倩³，张庆涛¹

 

(1. 山东大学土建与水利学院，山东 济南 250061；2. 临沂大学建筑学院，山东 临沂 276005；3. 济南市公路管理局，山东 济南 250014)

 

摘  要：通过室内大型模拟实验，对粉土路基强度、刚度在毛细水作用下的衰减规律和袖阀管劈裂注浆加固路基的效果进行研究。实验模拟新建路基、潜水位20 cm/50 cm的毛细水作用路基、袖阀管注浆劈裂土体加固路基等4个工况，得到粉土路基土体含水率的分布规律和物理力学指标；在分级循环加卸荷载的作用下，得到路基模型总体刚度、受力和变形的特性；挖除路基模型，观察袖阀微桩及浆液扩散的形态。结果表明：毛细水作用可使粉土路基模型总体刚度降低70%，土体抗剪强度下降，路基竖向塑性变形随荷载增大快速增加；水平分层劈裂土体凝固的浆液不仅阻断了毛细水的上升通道，而且与底端扩大的微桩形成空间骨架与土体共同作用，骨架与土体各承担荷载大约50%，袖阀管加固粉土路基效果显著。

 

关键词：粉土路基；袖阀管桩法；劈裂注浆；稳定性衰减；室内模拟实验

 

无黏性土管涌出砂与渗透性非均匀发展试验研究

 

陈  亮^1，2，张红宇^1，2，雷  文^1，2，梁  越^1，2，季纯波^1，2，王晨龙^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. 河海大学岩土工程研究所，江苏 南京 210098)

 

摘  要：管涌对堤防与大坝的危害严重而常见，但对管涌发生后期细颗粒涌出以及地基土体渗透性非均匀发展的研究不够深入。由于管涌发生发展的随机性和复杂性，通过自行设计试验装置，在特定试验条件下，利用3组级配不同孔隙比变化的12种试样，从测压管水头、流量、渗透系数、细颗粒变化趋势、累计涌砂量等方面进行对比分析，研究渗透系数、孔隙比、试样内部细颗粒运动趋势和剩余细颗粒含量等的变化规律；结合理论计算，揭示试样内部细颗粒运动趋势、剩余细颗粒含量以及渗透系数非均匀变化的相关关系；利用渗透系数与孔隙率的关系，推导出上游水头固定下的累计涌砂量随时间变化的理论公式。

 

关键词：管涌；无黏性土；涌砂量；渗透系数

 

 

基坑抗隆起稳定的块体集上限分析

 

黄茂松^{1, 2}，余生兵^{1, 2}

 

(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092)

 

摘  要：采用块体集上限法构造了基坑抗隆起稳定问题的运动许可速度场，分析了各种条件下不排水黏土基坑抗隆起稳定系数和破坏面特性。通过对考虑坑底坚硬土层、挡墙入土深度和基坑外侧地表超载条件下，块体集上限分析结果与已有文献结果的对比，验证了方法的有效性。块体集上限法克服了多块体上限法存在破坏面假设的缺点，不仅适用范围更广，同时可以得到更完整的基坑抗隆起优化破坏面。在考虑支护挡墙入土深度时，块体集上限法所得基坑抗隆起稳定分析结果优于多块体上限法和强度折减有限元法，具有较大优越性。

 

关键词：上限分析；块体集；基坑；抗隆起稳定；黏土

 

一种大直径扩底桩的沉降计算实用方法

 

高  盟^1，2，高广运^3*，顾宝和⁴，杨成斌 ⁵

 

(1. 山东科技大学土木建筑学院，山东 青岛 266510；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 266510；

 

3. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；4. 中国建设综合勘察研究设计院，北京 100007；

 

5. 合肥工业大学建筑设计研究院，安徽 合肥 230009)

 

摘  要：根据大直径扩底桩桩端应力的分布特征，利用Mindlin基本解推导了扩底桩桩端沉降计算公式，并给出了沉降影响系数。公式中桩端持力层土体的变形模量用深层平板静力载荷试验测定，但深层载荷试验有时难以实现。为此根据收集的扩底桩工程实测沉降和原型扩底桩静载试验结果，建立了工程中常用的压缩模量与变形模量间的关系，并给出了两者的换算关系。大量的工程实测表明，得出的扩底桩沉降计算公式是实用的。

 

关键词：大直径扩底桩；Mindlin基本解；沉降计算；变形模量

 

非饱和土湿吸力与含水率的定量关系研究

 

张鹏程^{1, 2}，汤连生^{1, 3*}，邓钟尉³，姜力群³

 

（1. 中山大学应用力学与工程系，广东 广州 510275； 2. 广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060；

 

3. 中山大学地球科学系，广东 广州 510275）

 

摘  要：以立方松散堆积方式为例，从理论上推导并给出了湿吸力与非饱和土含水率的定量关系表达式，开展了不同含水率状态下重塑细粒砂性土的吸力测试，对试验结果进行了曲线拟合和分析，理论计算和试验拟合结果均表明：对于特定的非饱和土，湿吸力随含水率先增大而后减小，即存在确定的界限含水率。这与“在一定的土体含水率变化范围内，非饱和土，尤其是非饱和砂性土的强度随含水率的增加而先增大后减小”的事实完全相符，这再次证明了湿吸力，而非基质吸力，才是非饱和土有效应力的重要组成部分。

 

关键词：非饱和土；湿吸力；含水率；有效应力

 

非饱和土的修正SFG模型研究

 

刘  艳^{1, 2}，赵成刚²，韦昌富^1*

 

（1. 中科院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点试验室，湖北 武汉 430071；2. 北京交通大学土建学院岩土所，北京 100044）

 

摘  要：从非饱和土的有效应力出发，对SFG模型进行了修正，将饱和度的影响引入到了模型当中，使得模型在不增加参数的同时可以反映更多的实验现象。首先简单介绍了SFG模型。然后以功的表达式推导得到的非饱和土有效应力为基础给出了非饱和土的体变方程，在饱和阶段该方程可以自动退化为饱和土的体变方程。结合土水特征曲线方程，推导得到了修正模型的加载湿陷屈服面方程，由此得到的屈服面方程不仅是吸力的函数，同时也是饱和度的函数。屈服面可以连续光滑地从饱和状态过渡到非饱和状态，并可以预测干燥时出现塑性变形的现象。此外它还可以反映SFG模型无法反映的现象，即考虑饱和度的影响，对于吸力相同饱和度不同的土样，给出的屈服应力将不同。最后利用已有试验数据对修正模型进行了验证，说明了修正模型与试验结果是相符的。

 

关键词：非饱和土；SFG模型；饱和度；有效应力

 

软岩硐室稳定性的复合结构柔性反底拱控制时效分析

 

刘传孝¹，王  龙¹，刘志浩¹，黄东辰¹，张秀丽²

 

（1. 山东农业大学水利土木工程学院，山东 泰安 271018；2. 中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北 武汉 430071）

 

摘  要：地下工程的围岩为软岩或因赋存深度的增加而呈现软岩特征时，其稳定性控制问题趋于突出，而对软岩硐室底臌的有效控制是决定硐室整体稳定性、保障其服务年限的关键。设计应用于软岩硐室底臌控制的复合结构柔性反底拱，探讨其作用机理，其控制底臌的时间效应包括成拱初期的负底臌效应、吸收变形能为主要特征的柔性支护阶段和后期延长服务年限为目的的刚性支护阶段，其中柔性支护作用保证了相对较长而且稳定的软岩硐室服务年限。经实践证明，试验条件下的负底臌效应历时63 d，柔性结构控制底臌的作用时间为158 d，反底拱刚性结构对底臌的控制可以延长巷道的服务年限140 d，即巷道在1 a内无需底板修复。复合结构柔性反底拱的底臌控制效果明显，但是硐室整体稳定性并非单一依赖于对底臌的控制，支护体系在边界上存在相对薄弱的环节等因素，依然可转化为软岩硐室整体破坏的主要原因。

 

关键词：时效；复合结构柔性反底拱；底臌；刚性结构；软岩

 

弹塑性p–y模型及非线性地基梁的增量有限元法

 

苏  栋

 

（1. 深圳大学土木工程学院，广东 深圳 518060；2. 深圳市土木工程耐久性重点实验室，广东 深圳 518060）

 

摘  要：在水平受荷桩基的分析与计算中，p–y曲线法是应用较为广泛的方法之一。在边界面弹塑性理论的框架内，建立了一个p–y模型。与传统的p–y曲线比较，该模型能通过不同的参数取值，模拟不同非线性特性的p–y关系，并能模拟往复荷载作用下的桩土相互作用。同时采用非线性地基梁的增量有限元法，结合提出的弹塑性p–y模型，编制了有限元分析程序，对单调和往复水平荷载作用下的桩土系统进行实例分析，结果表明该方法能有效的模拟水平荷载作用下的桩基非线性响应。

 

关键词：桩；水平荷载；非线性；弹塑性；边界面

 

浅埋松散围岩中有限元方法应用的进一步研究

 

李  宁，曲  星，姚显春，刘乃飞

 

 (西安理工大学岩土工程研究所，陕西西安  710048)

 

摘  要：对已提出的基于浅埋松散围岩的拟塌落拱离散化有限元稳定性分析方法做了进一步研究。与其它数值仿真分析方法进行了对比，提出了该方法的明确定义及适用范围；通过与常规有限元方法计算结果的对比，进一步证明了该方法计算结果的合理性，能够更真实的反映浅埋松散围岩在近地表、滑裂面与地表相交部位、洞室顶部以及拱脚、边墙底部等部位的围岩受拉情况及松散破碎围岩内部的屈服破坏以及岩体向洞内塌落的趋势，从而真实揭露出围岩发生拉裂、压坏并掉块的现象；以洞顶位移是否收敛为判断依据，初步探讨了离散界面参数以及离散块体大小对计算结果的影响，证明了塌落拱离散化有限元法在技术及工程上应用的可行性。

 

关键词：浅埋隧洞；松散岩体；围岩稳定性；拟塌落拱；离散化有限元；影响因素

 

 

考虑波动效应的SH简谐地震波作用下单桩水平振动研究

 

闫启方，刘林超

 

(信阳师范学院土木工程学院，河南 信阳 464000)

 

摘  要：借助于土体的一维波动模型求解了SH简谐地震波作用下土层的水平振动，从三维轴对模型出发考虑桩周土的水平波动效应，通过引入势函数并运用分离变量法在考虑桩–土相互作用的情况下求解了SH简谐地震波作用下由于桩土相互作用引起的土层的径向位移、水平位移以及土体对桩基的水平作用力，并在此基础上建立了SH简谐地震波作用下桩基的水平振动方程，借助于三角函数的正交性和桩–土接触面处的连续条件求得了桩基的水平位移。借助于放大因子的概念研究了SH简谐地震波对桩顶水平位移的影响。研究表明：SH简谐地震波作用下桩基的动力响应存在有共振现象；放大因子随频率的变化曲线存在3个峰值，前两个峰值相对较大；当桩土模量比较大时桩土模量比对放大因子几乎没有影响。

 

关键词：水平振动；分离变量法；波动效应；放大因子；地震波

 

 

板式轨道–路基相互作用及荷载传递规律的物理模型试验研究

 

边学成¹，蒋红光¹，金皖锋¹，蒋建群²，陈仁朋¹，陈云敏¹

 

(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 310027；2. 浙江大学水工结构和水环境研究所，浙江 杭州 310058)

 

摘  要：全面地介绍了一种全比尺路基动力试验装置，可用于轨道结构与路基之间的动力相互作用以及路基和地基长期变形等方面的试验研究，报告了前期试验中针对高速铁路板式轨道与路基的动力相互作用以及列车轮轴荷载在轨道结构和路基中传递规律的一些重要结果。首先，总结了试验中列车荷载传递到轨道板上的分布规律，通过与理论模型的对比分析，提出了一种简便可靠的荷载分布简化模式用于路基的动静力分析；其次，分析了轨道结构和路基的动力响应与加载频率之间的关联性，并通过集中质量模型讨论了共振发生机理和共振频率的确定方法，结果表明系统存在一个共振频率在16 Hz左右，此时系统的各项动力响应达到最大；最后，通过不同频率加载试验确定了路基中沿深度方向动力附加荷载的衰减特性与加载频率之间的相关性。作为研究高速铁路路基和地基的一种有力的综合试验装置，该设备产生的大量试验数据将为进一步研究高速铁路路基中的岩土工程问题提供重要的支撑作用。

 

关键词：高速铁路；路基；模型试验；土与结构相互作用；共振

 

重塑黏土次固结性状的变化规律与定量评价

 

曾玲玲¹，洪振舜²，刘松玉²，陈福全¹

 

（1. 福州大学土木工程学院，福建 福州 350108；2. 东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096）

 

摘  要：通过对6种不同的天然沉积土重塑样进行一维压缩次固结试验，明确了重塑黏土次固结变形的主要影响因素为孔隙比与对应于液限的孔隙比，得出了重塑黏土的次固结系数随着固结压力的增大和孔隙比的减小而减小，且相同孔隙比下次固结系数随液限的增大而增大的规律。定义了ln(1+e)-lnt双对数坐标下的次固结系数C_αL，提出了双对数坐标次固结系数与液限孔隙比的定量关系表达式，为重塑黏土提供了简便实用的次固结变形计算方法，也为进一步完善Burland等提出的固有压缩概念与压缩理论奠定试验基础。

 

关键词：一维压缩；重塑黏土；时间效应；次固结系数；液限

 

深井复合顶板煤巷变形机理及控制对策

 

余伟健^1，2，王卫军^1，2，文国华³，张  农^1，2，吴  海^1，2，张永青^1，2

 

(1. 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201；2. 湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南 湘潭 411201；3. 丰城曲江煤炭开发有限责任公司，江西 丰城 331136)

 

摘  要：针对深部高应力条件下复合型顶板煤巷的大变形问题，以江西曲江煤矿为例进行了现场调查、理论分析和工业试验等研究。首先，经现场调查发现该矿表现出了典型“三高”矿井的特点，加上顶板锚索和两帮锚杆无法充分发挥作用，使整个巷道支护系统失去平衡而发生破坏。然后，研究了深部高应力工作面煤巷的力学作用，认为该力学作用是一个渐进过程，其变形动力主要来自于巷道顶板压力，底板变形大是直接导致整个巷道系统失效的重要标志；另外，根据深部高应力复合型顶板煤巷的受力特征，建议应将顶板的控制作为关键部位，尽力维护顶板的完整性，提高岩层自承能力，使支护结构与围岩能够协调地工作，并提出了以“预应力桁架锚索”为主体，以“锚杆+锚索+钢筋网等支护”为辅助的综合控制技术。实践证明：经以“预应力桁架锚索”为主体的综合控制技术支护后的巷道，其变形较原支护有明显好转；监测数据表明：经91 d后，巷道两帮的相对收敛速率小于1.7 mm/d，而且顶底板的相对收敛量大大减少，最大值为297 mm，变形速度小于1.4 mm/d，处于稳定状态。

 

关键词：深部高应力；煤巷；复合型顶板；变形机理；控制技术

 

土体常规加卸荷对桩基影响模型试验系统研制与应用

 

楼晓明^1，2，李德宁^1，2，杨  敏^1，2,杨  晶^1,2

 

(1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092)

 

摘  要：为模拟土体加卸荷对桩基摩阻力产生的影响，研制了土体加卸荷对桩基影响模拟试验系统。该系统包括加卸荷系统、模型桩、量测系统及数据自动采集系统4个子系统。该系统可通过气压加载法在大直径土样顶面以较高荷载进行加卸荷，模拟不同土性、不同桩端约束条件下土体沉降或回弹对模型桩产生的影响，并通过试验验证了其有效性和可靠性。试验表明，系统智能化程度高，可实现大荷载长期稳压，量测系统灵敏度高稳定性好；不同桩端约束条件对桩侧摩阻力分布影响很大;土样在卸荷比达到约0.8发生强回弹，但对桩端嵌固条件下桩顶2/3桩长范围和桩端自由条件下全桩长桩侧摩阻力影响不明显。系统可用于模拟桩间土大面积均匀加卸荷对工程桩的影响。

 

关键词：加卸荷；摩阻力；中性点；模型试验；模型桩

 

特厚黏土层多圈孔冻结壁温度场实测研究与工程应用

 

盛天宝^{1, 2}，魏世义²

 

（1. 中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京 100083；2. 河南煤业化工集团有限责任公司，河南 郑州 450046）

 

摘  要：中国国内冻结法凿井通过冲积层的厚度已突破500 m接近了600 m，收集了前10个井筒的多圈孔冻结方案和施工资料，对其中赵固一矿2个特厚黏土层冻结井，开展了多圈孔冻结壁温度场实测。分析前期冻结井存在浅部片帮、深部冻实、冷量浪费、掘进速度慢的问题。主要原因是设计的冻结壁过厚、冻结孔布置圈径不适应，中圈孔过多、内圈孔过深，中、内圈交汇后冻土向内侧扩展速度过快，主冻结孔布置在中圈冻结期间调控能力差。研究提出冻结壁厚度计算和相匹配的3圈孔冻结，以外圈为主冻结孔、中圈辅助孔、内圈防片帮孔的布孔方法，在赵固二矿3个530 m的特厚黏土层冻结井应用，有效解决了冻结与掘砌的矛盾，技术经济效益大幅提高。

 

关键词：特厚黏土层；多圈孔；冻结壁；温度场；布孔方法

 

用图像分析法研究有纺土工织物单向受拉时孔径的变化

 

佘  巍^1，2，唐晓武¹

 

(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. 武汉经济技术开发区规划土地局，湖北 武汉 430056)

 

摘  要：现有反滤设计中保土准则使用土工织物未受拉时的等效孔径，但平面单向拉伸会导致该值变化，变大则不满足保土准则，变小则不满足透水准则及淤堵准则。有纺织物孔径由孔径分布曲线和特征孔径反映，采用数字图像分析法对两种有纺土工织物单向受拉时孔径变化进行精确测定。有纺织物被单向张拉至3%，6%，9%和12%的平面应变，随着拉应变的增加，两种有纺土工织物开孔面积率增大；孔径分布曲线向孔径大的方向移动；3种特征孔径值（O₃₀，O₅₀和O₉₅）增大，其变化率都与拉应变呈近似线性关系，且小孔径部分相对于大孔径部分随拉伸应变的增长而增大较快。

 

关键词：有纺土工织物；单向拉应变；数字图像分析；开孔面积率；孔径分布曲线；特征孔径

 

土钉支护面层受力探讨

 

成  峰，张远芳^*，刘  威，万永祥

 

（新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

 

摘  要：土钉墙面层受不受力一直存在着争议。根据规程可知土钉面层不受力，所以喷射混凝土面层一般按构造进行设计。但实际上土钉墙面层土压力对基坑变形及墙体的应力分布有重要影响，特别是在软弱土地层深基坑中，面层受力较大。在提出有效下滑力概念的前提下，并结合增量法，对滑楔平衡法进行了改进。通过这种复合型算法计算得出土钉面层是受力的，并和实测值进行了比较，结果表明这种计算方法贴近实际情况。

 

关键词：土钉支护；面层土压力；增量法；滑楔平衡法；有效下滑力

 

基于刚性块体系统的岩质边坡稳定性下限法研究

 

李  泽¹，张小艳²，王均星³

 

(1. 昆明理工大学建筑工程学院工程力学系，云南 昆明 650500；2昆明理工大学电力工程学院水电系，云南 昆明 650500；

 

3. 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)

 

摘  要：块状岩质边坡由岩块和结构面两部分组成，而且结构面的存在以及结构面的强度控制着岩体的强度和稳定性；将塑性极限分析下限法理论、块体离散技术以及数学规划手段结合起来，研究块状岩质边坡的稳定性。首先将边坡离散成为刚性块体系统+结构面的组合体，考虑岩块体与结构面的综合作用，然后基于塑性极限分析的下限定理，建立以边坡稳定安全系数为目标函数且同时满足平衡条件、屈服条件和边界条件的塑性极限分析下限法数学规划模型，进而提出了相应的求解策略并编制了计算程序。最后对4个经典算例进行了分析，得到了严格的下限解，并将计算结果与其他方法的结果进行了比较，验证了方法和程序的正确性。

 

关键词：岩质边坡；塑性极限分析；下限法；块体系统；安全系数

 

管幕预筑隧道衬砌结构现场监测分析

 

黎永索^1,2，张可能²，黄常波³

 

(1. 湖南城市学院土木工程学院，湖南 益阳 413000；2. 中南大学地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083；

 

3. 中建市政建设有限公司，北京 100163)

 

摘  要：为了考察管幕预筑隧道衬砌结构在土方大开挖过程中的力学响应，对中国首个采用管幕预筑法的工程进行了现场试验，得到了其动态变化规律，积累了现场实测数据，为判断隧道安全稳定提供了参考数据，确保了管幕预筑法的成功应用。研究表明：①衬砌结构的应力和变形均很小，预筑的衬砌结构对于控制结构的变形和地层损失具有很好的效果；②衬砌结构的最大应力监测值仅为强度设计值的30%，预支护结构增强了围岩的自稳能力，并降低了围岩压力；③围岩被动土压力区间较小，衬砌结构与围岩的相互作用不明显；④隧道内部顶层土方贯通当日拱顶沉降达到了5 mm，设计需要考虑贯通过程中的结构和环境效应，施工过程应加强监测与分析；⑤管幕预筑法建造地下空间技术可以有效控制衬砌结构的变形和地表沉降，具有很好的环境效益和社会效益，值得进一步研究和推广。

 

关键词：管幕预筑法；隧道；监测；新管幕法；衬砌

 

嘎隆拉隧道围岩力学参数对变形的敏感性分析

 

王  辉^1，2，陈卫忠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. 山东科技大学资源与土木工程系，山东 泰安 271019)

 

摘  要：以嘎隆拉隧道为研究背景，根据现场地质状况建立可变参数的有限元模型，以现场监测变形数据为基础，对力学参数（弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角）和侧压力系数进行反分析，获取现场围岩参数的真实值。在此基础上，基于敏感性分析方法，研究围岩力学参数对变形的敏感性。研究结果表明：拱顶沉降对弹性模量比较敏感，对其它参数的敏感性相对较小；而周边收敛则相反，泊松比、内摩擦角、黏聚力要比弹性模量更为敏感。研究结果对嘎隆拉隧道的稳定性分析具有一定的参考价值。

 

关键词：嘎隆拉隧道；稳定性；反分析；敏感性分析

 

加鳍桩抗扭性能及在推扭受荷群桩中应用

 

孔令刚^1,2，袁廉华^1,2，蔺  港^1,2，陈仁朋^1,2，顾  明^1,2，陈云敏^1,2

 

(1. 浙江大学岩土工程研究所,浙江 杭州 310027；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)

 

摘  要：加鳍桩是一种通过在桩身设置侧鳍片或在桩端设置尾鳍片以提高单桩抗扭能力的新型桩形式。圆截面单桩通过桩–土界面摩阻力提供扭转反力，单桩承载力一般较低。加鳍桩通过鳍片挤压土体，从而提升单桩扭转承载力。大尺度模型试验结果表明，桩身增加鳍片使单桩扭转曲线由陡降型变为缓变型，其抗扭刚度和承载力均有显著提高，在3.6°扭转角时扭转反力提高4.7倍。采用数值方法分析加鳍桩在水平偏心加载1×2群桩中的应用效果，分析表明，加鳍桩通过显著减小群桩扭转变形降低了两基桩间内力差异，明显降低群桩中基桩的最大剪力和弯矩，降幅分别达30%和79%，有效提高群桩抵御偏心加载能力。

 

关键词：加鳍桩；大尺寸模型试验；扭转；水平偏心荷载；群桩