大厚度自重湿陷黄土湿陷变形评价方法的研究

邵生俊^1，2，李  骏¹，李国良³，邓国华⁴，张继文⁵，刘  阳¹，邵  帅¹

(1. 西安理工大学土建学院，陕西 西安 710048；2. 陕西省黄土力学与工程重点实验室，陕西 西安 710048；

3. 中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043；4. 西安市地下铁道有限责任公司，陕西 西安 710048；

5. 机械工业勘察设计研究院，陕西 西安 710043) 

摘  要：黄土湿陷变形是地基工程的关键问题。依据大量的现场试坑浸水试验和室内湿陷性试验结果，区分不同黄土地区，分析了场地浸水自重湿陷变形实测值与计算值之间的关系，表明陇西地区、陇东—陕北—晋西地区、关中地区和其他地区自重湿陷变形计算值的修正系数分别为2.0，1.7，1.2，0.4。依据典型场地黄土自重湿陷系数、自重湿陷变形、地层结构随深度的变化特征，通过现场试验实测不同埋深黄土自重湿陷变形的平均自重湿陷系数与室内试验测试自重湿陷系数的加权平均值之间的关系，揭示0～10 m，10～15 m，15～20 m不同埋深范围黄土原位浸水产生自重湿陷变形时，对应的室内试验自重湿陷系数的加权平均值依次为0.015，0.020，0.025，确定了大厚度自重湿陷性黄土的自重湿陷系数起始门槛值。关中地区不同场地Q₂黄土的自重湿陷变形实测值一般小于7.0 cm。该地区不同场地Q₂黄土的自重湿陷系数的均值约为0.029，其自重湿陷系数的起始门槛值可取0.025。

关键词：黄土；自重湿陷变形；计算值修正系数；门槛值；评价方法

土的卸荷回弹试验及其时间过程的计算方法

章为民，顾行文，王  芳，王年香

（南京水利科学研究院，江苏 南京 210029）

摘  要：主要进行两方面的研究：①进行了土的回弹试验研究。用两种制备土样，进行了加卸荷循环试验研究。通过试验，研究了固结系数/回弹系数在试验过程中的变化规律。通过试验证实，固结系数与回弹系数不是一个固定的常数，是一个以加卸荷过程为周期循环重复变化的过程因子。研究比较了吸水回弹与吸气回弹对试验结果的影响，结果表明，吸水和吸气对回弹的影响不大。②研究探讨了变C_v固结/回弹计算方法，进行了两种重塑土的加卸荷循环全过程比对和两种原状土卸荷全过程比对，理论计算与试验吻合很好，证实了变C_v变形过程计算方法用于固结/回弹变形计算的科学性与合理性，证明回弹是固结的逆过程。

关键词：卸荷回弹；变C_v方法；固结系数；过程因子；过程模拟

剪胀性砂土地震后流滑的机理和模拟

王  刚¹，张建民²，魏  星³，刘彦玲³

（1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400044；2. 清华大学水利水电工程系，北京 100084； 3.西南交通大学土木工程学院，成都 610031）

摘  要：不均匀地层中超静孔压的扩散、重分布过程会导致孔隙水集中渗流累积至局部区域，导致该区域土体强制吸水，从而引发剪胀性砂土边坡地震后侧向流动变形甚至失稳。通过分析边坡流动变形过程中砂土的应力路径特征及强制吸水条件下的体变平衡条件，指出预测剪胀性砂土边坡流动变形的关键是描述砂土保持常剪应力和当前峰值应力比时的剪胀特性和震后再固结体变特性。通过常偏应力下的三轴剪切吸水试验，观察了砂土在流动变形过程中的吸水量与剪应变发展的关系，给出了基于强制吸水体变预测流动剪应变的状态剪胀模型。基于剪切后再固结试验，得出了再固结体变的变化规律和数学描述。基于所提出的机制和数学描述，给出了基于有限差分法的边坡流动变形发展过程直至失稳破坏的模拟方法。

关键词：砂土；剪胀；地震后变形；流滑

井阻随深度和时间变化的竖井地基固结解析解

郭  霄^1，2，谢康和¹，吕文晓³，邓岳保⁴

（1. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；2. 浙江省交通规划设计研究院，浙江 杭州 310006；

3. 杭州科技职业技术学院，浙江 杭州 311402；4. 宁波大学岩土工程研究所，浙江 宁波 315211）

摘  要：基于Deng等关于井阻随深度线性增大和随时间指数增大的假设，推导了这一假设条件下满足等应变径向固结基本方程及一切求解条件的竖井地基固结解析解。通过与现有常井阻固结解析解对比，验证了本文解的正确性。利用本文解析解，计算对比了不同井阻变化率（即参数A₂和A₃值）的平均孔压和平均固结度，分析了不同时间因子、深度条件下，井阻随深度和时间的变化对竖井地基固结特性的影响。结果表明：井阻随深度和时间增大将使竖井地基固结速率减小，甚至使竖井加速地基固结的能力逐渐消失。

关键词：竖井地基；解析解；井阻；固结

考虑非达西渗流和变荷载影响的软土大变形固结分析

李传勋¹，谢康和²

（1. 江苏大学土木工程与力学学院，江苏镇江 212013；2. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江杭州 310058）

摘  要：软土中的非达西渗流和大变形特性已为人们所认识，但能考虑土中非达西渗流的软土大变形固结理论还鲜有报道。考虑实际中的变荷载，基于土中的非达西渗流现象在拉格朗日坐标系中建立以超静孔隙水压力为变量的软土一维大变形固结模型。利用有限差分法对所建立的模型进行数值求解，并与特定条件下的解析解对比，以验证数值解的可靠性。最后着重分析非达西渗流模型参数对软土大变形固结性状的影响及大、小应变不同几何假定下非达西渗流固结性状的异同。结果表明非达西渗流模型的参数m及i₁值越大，地基的固结速率就越慢；如果小应变固结理论中自重应力的计算也考虑沉积作用，此时尽管软土在大变形几何假定下的固结速率要比小变形假定下快，但大、小应变固结理论计算的地基最终沉降值相等；基于此，鉴于大变形固结理论的复杂性，此种情况下应用小变形代替大变形几何假定所引起的计算误差是可接受的。

关键词：软土；变荷载；非达西渗流定律；大应变固结；非线性固结

不排水加载条件下K₀固结饱和砂土失稳预测

吕玺琳^1，2，钱建固^1，2，黄茂松^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：基于二阶功准则及变形分叉理论，建立了分散性失稳和应变局部化失稳的理论判别准则，对K₀固结不排水加载条件下饱和砂土的失稳特性进行了理论研究。分析结果表明，三轴应力状态下，土体表现为分散性失稳模式，应变局部化则不会发生。在试样初始状态较密实的状态下，由于相变作用，土体能够保持稳定，直至达到塑性极限破坏。在平面应变状态下，分散性失稳和应变局部化均可能发生，且分散性失稳先于应变局部化失稳出现。非共轴塑性流动法则的引入对分散性失稳预测结果无影响，然而对应变局部化的预测结果影响较大，且只有在引入了非共轴流动法则的条件下，应变局部化的理论预测结果才能与试验结果一致。

关键词：砂土；材料状态；分散性失稳；应变局部化；非共轴塑性流动

循环单轴应力和循环温度作用下玄武岩力学性质初探

夏才初^1，2，周舒威¹，胡永生³，张平阳¹，周  瑜¹

(1. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092；2. 绍兴文理学院土木工程学院，浙江 绍兴 312000；

3. 中国大唐集团新能源股份有限公司，北京 100053)

摘  要：对玄武岩在循环单轴应力–温度作用下的力学性质进行初步的试验研究。开展应力上限为80%和65%单轴抗压强度、温度上限为60℃和90℃的循环单轴应力–温度试验以及循环后的单轴压缩试验。试验结果表明：循环应力和循环温度作用具有“叠加”效应；循环应力上限为80%单轴抗压强度时，玄武岩随循环次数增加逐渐损伤，在循环中破坏；应力上限65%抗压强度且温度上限60℃时，玄武岩随循环次数增加逐渐硬化，在循环中不会发生破坏；损伤岩样峰值应变经历初始阶段、等速阶段和加速阶段，残余应变具有较大波动性；损伤岩样峰值割线模量先迅速降低，后缓慢降低，在临近破坏时急剧减小，应力上限大时峰值割线模量的降低程度大；应力上限相同，温度上限大的损伤岩样破坏循环数小；硬化岩样峰值应变和残余应变随循环次数增加而减小，峰值割线模量、割线弹性模量和卸载模量随循环次数增加而增大，温度上限大时岩样模量增加幅度小；硬化岩样受循环作用后，抗压强度较初始强度提高；岩石破坏时峰值应力与峰值割线模量定义的损伤因子线性相关程度高。

关键词：循环应力；循环温度；玄武岩；力学性质；损伤

内含圆柱域热源的非饱和土介质水热耦合作用的SPH数值模拟

陈佩佩，白  冰^*

(北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044)

摘  要：光滑粒子流体动力学(SPH)作为一种拉格朗日型无网格粒子方法，已经成功地应用于多种类型耦合问题的求解。基于SPH方法探索求解二维求解域内含有圆形局部热源的水热耦合问题，其中揭示了程序前处理阶段已有粒子布置方案存在的不足。针对所要求解的具体问题，使用一种新的粒子布置方案以弥补数值计算过程中的精度损失，该粒子布置方案中径向粒子间距严格相等，环向间距大致等于径向粒子间距。通过对水热耦合方程数学特性的分析，表明了SPH算法可以用于此类耦合问题的数值模拟。最后，基于SPH算法自行编制的程序对一种非饱和土介质内含有局部热源的水热耦合问题进行数值模拟，对非饱和土介质中热能传输以及水分迁移的规律进行了分析。

关键词：SPH算法；粒子布置方案；水热耦合；热能传输；水分迁移

基于颗粒流原理的岩石类材料细观参数的试验研究

丛  宇^1，2，王在泉³，郑颖人²，冯夏庭¹

(1. 中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北 武汉 430071；2. 后勤工程学院建筑工程系，重庆 400041；

3. 青岛理工大学理学院，山东 青岛 266033)

摘  要：材料的宏观力学特征与细观参数密切相关，基于颗粒流原理探究两者间的定量相关性，结合大理岩室内加、卸荷试验确定适用于岩石类材料（如大理岩）的细观参数，为细观分析岩石类材料卸荷破坏机理提供依据。结果表明：①平行黏结弹性模量是宏观弹性模量的主要控制因素，两者之间呈线性关系；泊松比与黏结弹性模量间呈多项式关系。材料弹性模量与泊松比的调试应以颗粒黏结弹性模量与平行黏结弹性模量作为主要对象。②平行黏结切向强度均值与平行黏结法向强度均值共同作用改变材料的应力–应变曲线，平行黏结法向强度均值与峰值应力间呈多项式关系；平行黏结切向强度均值与峰值应力间呈对数关系。③颗粒法向强度与切向强度之间的相对关系是裂纹分布多样化的本质原因：平行黏结法向（切向）强度均值与其标准差的比值在1附近时，岩样共轭破坏，比值增大或减小均会引起模型破坏面向剪切转变，同时平行黏结切向强度均值或其标准差增大会改变贯通性主破坏面的方向。④摩擦因数增加，岩样次生破坏面减少，但不会改变破坏面的方向。⑤大理岩室内试验的宏观力学特征表明通过正交设计试验可以得到基本合理的细观参数。

关键词：颗粒流；细观参数；正交设计；拉破坏；PFC

裂缝性页岩储层多级水力裂缝扩展规律研究

侯  冰¹，陈  勉^1*，张保卫²，桑  宇¹，程  万¹，谭  鹏¹

(1. 油气资源与探测国家重点试验室（中国石油大学（北京）），北京 102249；2. 陕西延长石油国际勘探开发工程有限公司，陕西 西安 710075)

摘  要：水力裂缝监测技术显示页岩储层中水力裂缝形态复杂，与传统的砂岩储层有本质区别，传统的裂缝扩展模型难以描述和解释页岩地层裂缝扩展的复杂性。基于线弹性断裂力学理论，针对页岩地层裂缝发育的特征，采用位移不连续法建立了一种多裂缝扩展二维数值模型，模拟了页岩地层中水力裂缝在随机分布的天然裂缝干扰下扩展的复杂形态。数值模拟显示，当相对净压力较大、天然裂缝与初始水力裂缝最优扩展方向夹角较大时，更倾向于形成复杂形态裂缝；水平应力差较大时，水力裂缝分叉的几率越小，通过对页岩露头的真三轴水力压裂物理模拟试验研究进一步验证了数值模拟方法的合理性，龙马溪组页岩地层的微地震监测解释结果与本数值模拟结果吻合良好。

关键词：位移不连续法；页岩；水力压裂；数值模拟；物理模拟

含双圆形孔洞砂岩单轴压缩力学特性试验研究

朱谭谭，靖洪文^*，苏海健，尹  乾，杜明瑞

（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）

摘  要：孔洞作为岩石内部微缺陷的基本形式之一，其破裂演化机制是岩石力学领域研究的重要课题。对预制双圆形孔洞的板状砂岩试样进行室内单轴压缩试验，研究孔心距2b和倾角 对砂岩强度、变形特征及破裂演化过程等的影响规律。试验结果表明：随孔心距2b的增大，试样的峰值强度和弹性模量均表现为先增大后又减小的特征，孔心距2b分别为22 mm和27 mm时峰值强度和弹性模量达到最大值；随倾角的增大，峰值强度和弹性模量整体表现为先减小后增大的趋势，倾角等于60°时峰值强度和弹性模量达到最小值。双圆形孔洞的初始破坏均表现为孔洞内壁塌落破坏，而孔心距2b和倾角对起裂应力水平、孔洞搭接方式及破裂演化过程均具有重要的影响。

关键词：双圆形孔洞；强度特征；破裂演化过程；起裂应力水平

地下水封石油洞库施工期安全风险评估研究

王者超¹，陆宝麒²，李术才¹，邱道宏¹，乔丽苹¹，于  峰²，毕丽平¹

(1. 山东大学岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061；2. 黄岛国家石油储备基地有限责任公司，山东 青岛 266426)

摘  要：地下水封石油洞库建设具有投资大、无成熟设计施工规范、不确定因素多等特点，建设过程中存在着一定安全风险，开展地下水封石油洞库施工期安全风险评估研究具有重要意义。针对地下水封石油洞库施工期安全风险，从洞库稳定性与水封性两个方面，开展了洞库施工期安全风险评估研究，结合中国首座大型地下水封石油洞库工程对研究结论进行了验证。研究中，开展了地下水封石油洞库风险因子识别，进行了风险因子重要性和引发功能失效概率调查；采用模糊数学方法获得了风险因子模糊权重集和模糊评价集，得到了风险因子影响程度排序；总结了某地下水封石油洞库建设中典型稳定性和水封性风险事故，分析了事故发生原因，并与上文所得风险因子影响程度进行了对比验证。研究结果不但为提高地下水封石油洞库风险管理水平提供支撑，而且还可丰富地下工程安全风险评估研究内容。

关键词：岩石工程；地下水封石油洞库；施工期；风险评估；稳定性；水封性；风险因子；模糊分析

模型盾构隧道管片纵缝接头设计方法

黄大维^1，2，周顺华¹，王秀志³，刘洪波³，张润来¹

(1. 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804；2. 克莱姆森大学土木工程系，克莱姆森 SC29634；

3. 上海申通地铁集团有限公司技术中心，上海 201103)

摘  要：考虑到拼装的缩尺模型管片环与原型管片环的纵缝接头刚度相似性难以满足要求，建议缩尺模型隧道采用开槽模型接头，并分别得到了采用两侧同时开槽、内侧开槽及外侧开槽的模型接头设计计算方法。通过开槽模型接头的管片环模型与梁—弹簧模型的计算结果比较，表明开槽模型接头的设计方法可行，开槽模型接头能很好地模拟拼装管片接头。在综合考虑开槽模型接头的开槽宽度对管片环结构内力与变形的影响与开槽模型接头的加工可行性的基础上，建议开槽模型接头对应的管片环中心角取值为3°～5°。提出的开槽模型接头设计计算理论可用于缩尺模型管片环的纵缝接头设计及在惯用法均质圆环的基础上进行局部抗弯刚度折减的数值模型隧道的建模。

关键词：盾构隧道；接头刚度；管片接头；开槽模型接头

竖井地基热排水固结本构模型及试验验证

陶海冰¹，刘干斌²，谢康和¹，邓岳保²，尹铁锋²

(1. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310027；2. 宁波大学岩土工程研究所，浙江 宁波 315211)

摘  要：考虑饱和土体先期固结压力随温度变化情况，对非等温条件下土体e–lgp曲线上点的移动规律进行研究，建立了饱和黏土的非线性热弹性本构模型，并开发编制了TSDSS有限元程序。同时，开展了竖井地基热排水固结模型试验，将试验结果与模型试验的TSDSS模拟结果进行对比，两者较为吻合，从而验证了该本构模型的正确性，且能从机理上反映热排水固结过程，数值模拟结果进一步表明：土体导热系数越大或渗透系数越小，热排水固结过程中产生的孔隙水压力峰值越大；渗透系数越小，热排水固结越慢；导热系数越大，热排水固结越快。

关键词：热固结；模型试验；非线性弹性；竖井地基

减震层减震原理及跨断层隧道减震技术振动台试验研究

王帅帅，高  波，隋传毅，闻毓民

(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：通过波函数展开法给出平面SV波入射下深埋圆形隧道“围岩—减震层—初期支护—二次衬砌”减震结构的动力响应解析近似解，分析了减震层厚度、弹性模量对衬砌结构动应力集中系数的影响，并开展了跨断层隧道抗减震研究大型振动台模型试验，通过分析跨断层及其设置减震层后隧道衬砌动力响应特性和破坏形态，得到以下有益结论：减震层与围岩弹性模量比越低，减震层厚度越大，衬砌动应力集中系数越小；减震层与围岩弹性模量的最优减震比在1/10～1/20，最优减震层厚度不宜大于0.2 m；跨断层破碎带隧道设置减震层可以明显降低跨断层衬砌结构加速度峰值和衬砌动应变幅值；断层处隧道衬砌裂缝分布数量多、复杂，多集中于拱脚、拱肩，并分布有剪切错动引起的环向裂缝，设置减震层后，断层处隧道衬砌裂缝明显减少，衬砌受力得到明显改善；断层处地表出现了平行断层方向为主的的贯通裂缝和大量斜裂缝，说明断层处以剪切破坏为主，设置减震层后，地表裂缝明显减少。

关键词：波函数展开；断层破碎带；隧道；减震层；振动台试验

地铁列车振动荷载对穿越泥水盾构泥膜渗透系数的影响

武  军¹，廖少明^1，2，霍晓波¹

(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：泥水盾构穿越饱和砂土地层中的运营地铁时，在地铁列车振动荷载的作用下，开挖面前方土体中会产生超孔隙水压力，从而降低泥膜承受的压力差，使泥膜回弹，渗透系数增大，进而影响开挖面稳定。通过动三轴试验，研究了不同类型砂土在地铁列车振动荷载的作用下的超孔隙水压力增长规律，并利用改进的Kozeny-Carman公式分析了其对泥膜渗透系数的影响。研究表明：地铁列车振动荷载振幅与在其作用下产生的砂土最大超孔隙水压力之间的关系可用指数函数表示；砂土中粗颗粒间的孔隙起控制作用时的最大动孔压比和泥膜最大渗透系数增大比约为细颗粒间的孔隙起控制作用时的最大动孔压比和泥膜最大渗透系数增大比的50%和60%；当动应力比不大于0.15时，振动荷载振幅的增大对最大动孔压比的增加影响并不明显；相对密实度对最大动孔压比的影响并不明显；卸荷程度相同时，轴向卸荷比水平卸荷对最大动孔压比的影响约大一倍；一般情况下，地铁列车振动荷载最大可使泥膜渗透系数增大约15倍；当泥膜渗透系数不大于7.73×10^-8 cm/s时，可不必考虑运营地铁列车振动荷载对泥膜渗透系数的影响。

关键词：泥水盾构；下穿越；列车振动荷载；饱和砂土；动三轴试验；泥膜；渗透系数

强震作用下滑坡岩体震裂损伤程度影响因素研究

罗  璟，裴向军，黄润秋，杜  野

（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059）

摘  要：汶川地震触发了大量的地震滑坡，其中滑坡岩体普遍出现了不同程度的震裂损伤现象。通过大光包滑坡现场大量的调查工作，揭示了该滑坡不同部位岩体的震裂损伤程度随埋深、地形地貌及岩性条件的不同呈现出一定的规律性，基于疲劳试验，从动力学的角度，分析了强震作用下滑坡岩体震裂损伤程度的影响因素。试验结果表明：上限应力是影响岩体震裂损伤程度的首要因素，应力水平是震动频率影响岩体震裂损伤程度的前提。并基于此分析得出，滑坡不同部位受控于埋深及地形地貌的差异，决定了其受到的地震作用力及应力状态各不相同，是影响岩体震裂损伤程度的动力因素；而滑坡不同岩性之间岩体结构的差异，导致其表现出不同的破坏特征，决定了在相同地震荷载下损伤程度各不相同，是影响岩体震裂损伤程度的内在因素；地震爆发初期，强烈的地震冲击作用力在短时间内对岩体产生的巨大损伤及岩体自身结构的缺陷，是造成岩体最终震裂损伤的基础。以上研究成果为强震作用下滑坡岩体的震裂损伤程度进行快速的定性评价提供了依据，并丰富了大光包滑坡滑带岩体碎裂化成因机制研究。

关键词：大光包滑坡；震裂损伤；疲劳试验；白云岩

锚杆锚固体与土体界面特性室内测试新方法

陈昌富，梁冠亭，汤  宇，徐优林

(湖南大学岩土工程研究所，湖南 长沙 410082)

摘  要：为了更真实地反映锚杆受拉时锚固体与土体界面的特性，较准确地获得包含界面剪切残余段的剪应力–位移（–s）全过程曲线，自行研发了一种锚–土界面摩阻性能测试仪及相应的锚杆拉拔试样制作装置和方法。该测试仪器和测试方法简便易行，可成批模拟多种环境条件进行室内锚杆拉拔试验。利用该仪器完成了4批次27个不同条件的锚固体拉拔试验，深入研究了锚固体养护龄期、拉拔速率等因素对锚–土界面剪切强度特性的影响，提出了一种锚–土界面–s全过程本构模型。研究结果表明：界面剪切强度在锚固体养护14 d后增长缓慢；锚杆以0.1～2.5 mm/min拉拔时，速率对剪切强度的影响不大；提出的锚–土界面模型计算曲线与试验曲线吻合良好。

关键词：锚杆；锚–土界面模型；拉拔试验仪；加载速率

高应力区分层开采冲击地压事故发生机理研究

姜福兴，史先锋^*，王存文，魏全德，姚顺利，朱斯陶，耿  超

(北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083)

摘  要：以某矿厚硬顶板条件下特厚煤层上分层开采发生的巷道与工作面同时冲击的事故为背景，研究事故发生的机理与治理方法。研究表明：引起事故的主要力源来自上层煤煤柱、不等宽区段煤柱、巨厚坚硬顶板和大断层等形成的集中应力；主要冲击灾害体是巷道和工作面内的底煤；底煤发生冲击的主要力学机理是底煤在水平应力突变条件下发生屈曲破坏，并在垂直应力作用下发生冲击性滑移。提出了上层煤柱对下层煤采动影响范围与冲击危险范围的评估方法，为制定恢复生产方案提供了科学依据。根据发生事故的机理，制定并实施了恢复生产的方案，通过实施危险区卸压措施和建立冲击危险实时监测预警体系，工作面恢复了生产，保障了安全开采。

关键词：冲击地压；发生机理；集中应力；上层煤煤柱影响；底煤冲击

层状饱和介质中瑞利波传播特性薄层分析方法

柴华友¹，张电吉¹，卢海林¹，杨典森²，周春梅¹

（1. 武汉工程大学资源与土木工程学院，湖北武汉430073；2. 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）

摘  要：层状饱和半无限体中瑞利波传播特性研究对工程物理勘探及土性参数反演很重要，传统的层传递矩阵或刚度矩阵分析方法需在复数域搜索瑞利波频率方程根，不仅耗时，收敛性也差。根据研究波长范围，在底部半无限体某一深度设置刚性边界，将层状介质离散成薄层，建立研究平面应变状态下层状饱和介质中瑞利波传播特性薄层法分析模型。依据该模型，频率方程根搜索问题可转换成矩阵特征值问题。根据瑞利波沿深度衰减特性，从一组计算的特征值中筛选出与瑞利波模态对应特征值，由特征值及相应特征向量得到各模态频率特性以及孔隙压力、骨架位移随深度变化。通过与饱和半无限体瑞利波解析解比较，验证该模型可行性，由此研究几种层状介质中瑞利波各阶模态的频率特性。分析方法对开展动力本构模型更复杂的层状介质中瑞利波传播特性研究也具有指导意义。

关键词：薄层法；饱和介质；瑞利波；频散特性；特征值

路基温度场长期模拟中的地表热边界条件研究

白青波，李  旭^*，田亚护

（北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044）

摘  要：在路基温度场模拟中，地表热边界常基于“附面层原理”确定，即假设一定深度（附面层厚度）的土体温度函数等于大气日平均温度函数加上一个温度增量。目前，附面层厚度和温度增量一般通过实际观测值回归分析得到，尚未建立起相应的理论和参数确定方法，无法定量分析路面材质、路面结构、太阳辐射、路面辐射对附面层厚度和温度增量的影响。首先通过理论分析，建立了附面层厚度的确定方法；然后建立了一维路面路基结构温度场模拟模型，并通过路基温度场反演分析，验证了数值模型的正确性；进而通过数值分析，研究了太阳辐射、路面辐射、对流换热和路面结构等因素对附面层底部温度增量的影响，给出了温度增量的确定方法和相应的设计图表和计算公式。

关键词：温度场；附面层；路基；等效热扩散率

打桩过程中考虑溜桩影响的土阻力研究

李  飒¹，吴兴州²，王耀存¹，张培献³，李怀亮⁴，孙振平⁴

(1. 天津大学建工学院岩土所，天津 300072；2. 中冶建工集团有限公司勘察设计研究院，重庆 400084；

3. 中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津 300222；4. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

摘  要：大直径超长桩的可打入性分析的准确性是打桩施工顺利进行的重要保障，打桩过程中土阻力预测是其中的关键一环。现有的预测方法都不考虑不同的打桩过程对打桩土阻力产生的影响，根据东海某发生溜桩的实际工程，对打桩中产生溜桩时的土阻力预测方法进行了研究。根据现场打桩全程高应变监测取得数据，采用CAPWAP分析了整个打桩过程中土阻力随桩基入泥深度的变化，试验数据显示，打桩过程中的溜桩对桩侧摩阻力的分布产生了明显的影响；根据其影响程度的不同可以划分为完全影响区，部分影响区和不影响区3个部分，同时给出了不同区域中土阻力的计算方法。实例验证显示，这种方法预测的土阻力的精度明显高于现有常用方法的预测精度。

关键词：土阻力；溜桩；CAPWAP；高应变动测

关于挡土墙抗倾覆稳定分析的讨论

黄岳文

（广州市水务工程建设管理中心，广东 广州 510640）

摘  要：对挡土墙抗倾覆稳定传统分析方法存在的主要问题进行讨论，指出其存在各种问题的主要原因是理论分析的假定前提不合理。假定挡土墙在倾覆临界状态时受到的竖向荷载与实际受力状态一致，定义倾覆稳定系数为墙土体系所能提供的最大抗倾覆力矩与墙体实际受到的倾覆力矩之比，据此通过力学分析，导出挡土墙倾覆稳定系数K₀计算公式，由新公式可知：K₀随地基极限承载力的增大而增大，随垂直荷载的增大而变小，与偏心距成反比。抗倾覆稳定性与基底的应力状态是密切相关的，通过对各相关规范的地基承载力验算要求与抗倾覆稳定安全系数的对比研究表明，只要挡土墙地基承载力满足规范要求，抗倾覆稳定一定满足，不必再进行抗倾覆验算。

关键词：挡土墙；抗倾覆稳定；安全系数；地基极限承载力；偏心距