处置库膨润土胶体吸附迁移性及核素共同迁移特性研究进展

陈永贵1，蔡叶青1，叶为民1，崔玉军2，陈  宝1

(1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 法国国立路桥大学，法国 巴黎 77455)

摘  要：在阐述高放射性废物深地质处置库内膨润土胶体吸附迁移特性的基础上，总结了胶体与核素的共迁移试验、作用机理和模拟等方面研究成果。结果表明，膨润土胶体的吸附、迁移性受胶体浓度、地下水离子强度和pH影响显著，已有成果难以评价膨润土胶体对核素的吸附能力以及胶体的迁移能力。实验室动态柱试验和原位偶极子流场试验都关注到可移动胶体对核素迁移的促进作用以及过滤胶体对核素迁移的阻滞作用，但缺乏原位远距离胶体和核素共迁移试验成果。膨润土胶体和核素共迁移效果受胶体的吸附-解吸和胶体过滤作用控制，鲜少考虑介质的阻塞作用。双重渗透率模型和双重孔隙介质模型能够模拟特定条件下膨润土胶体和核素的共迁移穿透曲线，但考虑的裂隙系统简单，未考虑核素的竞争吸附效应。最后，提出了试验和理论方面的研究建议。

关键词：高放射性废物；膨润土胶体；吸附迁移特性；核素；共迁移；机理；进展

深埋互层岩体地下洞室地震响应数值模拟研究

赵  勐1，2，肖  明*1，2，陈俊涛1，2，杨步云1，2

(1. 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；2. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室，湖北 武汉 430072)

摘  要：针对深埋大型地下洞室地震波场特性，考虑近场斜入射地震动的方向性、多面性和非一致性，通过将场地地震反应转化为人工边界上等效荷载实现了深埋地下洞室地震波斜入射。针对地震作用下互层岩体层间的动力相互作用特点，建立考虑层面震动劣化效应和黏结滑移特性的动接触力算法。由此构建地震动斜入射下深埋互层岩体地下洞室地震响应分析方法，将该方法应用于阿扎德帕坦水电站地下厂房地震损伤演化分析中，研究结果表明：斜入射地震动加剧了衬砌结构的位移和应力响应，主要体现在波动幅值上，厂房上部边墙和顶拱损伤破坏程度最大；考虑动接触后，层面附近洞室的地震响应增大，岩层间产生明显的地震劣化现象和剪切滑移破坏，层间错动更加明显，最大错动位移在5.9 cm处趋于稳定；并从横向和纵轴向两个角度归纳总结了互层岩体地下洞室结构的震损特征和破坏模式。

关键词：地震动斜入射；互层岩体；地下洞室；震动劣化；地震响应；数值分析

基于复频散曲线特征的周期结构高铁路基减振研究

唐  豪1，2，陈晓斌*1，3，唐孟雄4，蔡德钩5，王业顺1

(1. 中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075；2. 北京城建设计发展集团股份有限公司深圳分公司，广东 深圳 518000；3. 重载铁路工程结构教育部重点实验室，湖南 长沙 410075；4. 广州市建筑集团有限公司，广东 广州 510440；5. 中国铁道科学研究院，北京 100081)

摘  要：目前对周期排桩衰减域的研究只停留在频散曲线分析阶段，只有少数学者利用二维复频散曲线来研究周期排桩衰减域，而频散曲线只能得到衰减域的范围，复频散曲线能得到振动波在衰减域内的衰减程度。利用COMSOL PDE模块求解三维模型的复频散曲线，通过对排桩排布形式和不同桩身材料的影响进行分析得到：三角形排布的排桩衰减域范围最广且减振效果最好；当桩身材料为混凝土或钢时，能产生高频衰减域，而使用两组元桩时可以产生低频衰减域，但两组元桩和混凝土桩的减振程度比钢桩小。最后，通过建立有限尺度的周期排桩频域响应模型验证了复频散曲线计算的正确性，同时对高铁荷载引起的地基振动特征频率0～50 Hz，提出针对不同频率减振的4种类型桩和1种组合桩，结果说明组合桩能结合4种类型排桩产生衰减域频率分布的特点，且减振效果较好。

关键词：周期排桩；复频散曲线；三维模型；高铁隔振

基于应力率正交分解的广义非共轴理论

王  兴1, 2，孔  亮*1, 2，李学丰3

(1. 青岛理工大学理学院，山东 青岛 266033；2. 青岛理工大学土木工程学院，山东 青岛 266033；3. 宁夏大学固体力学研究所，宁夏 银川 750021)

摘  要：传统非共轴理论中非共轴塑性应变率与非共轴应力率之间通常采用线性假设并且二者始终同向，这与土体实际的非共轴变形特性不相符。为了弥补这一缺陷，首先基于数学推导证明了总应力率可以分解为6个正交方向上的分量应力率之和，由此揭示出传统非共轴理论中定义的非共轴应力率是由多项正交分量所构成。针对非共轴应力率中的每一正交分量，基于广义塑性力学，通过直接定义加载强度指标、塑性模量和塑性流动方向建立相应的非线性加载机制描述其所诱发的塑性变形。将总的非共轴塑性变形视为每一分量诱发的塑性变形之和，从而建立了一种广义形式的非共轴理论。推导了基于广义非共轴理论建立土体弹塑性模型时的应力应变关系式。针对模型评估的数值试验显示了广义非共轴理论的合理性，从而表明了新建理论能够为土体非共轴模型的建立提供更为广泛的理论基础。

关键词：传统非共轴理论；应力率正交分解；广义非共轴理论；数值试验

高温下饱和冻土一维融化热固结模型及解答

周  扬1,2，武子寒2，许  程2，卢萌盟1,2，周国庆2

(1. 中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116；2. 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：冻结法应用及寒区施工中常采用高温热水强制融化冻土，针对饱和冻土在高温下的一维融化过程，建立了理论模型并给出了模型的解析解答。模型包含传热及热固结两部分，前者为全区域考虑未冻水的相变热传导过程，后者为融区内土体在温度、荷载及自重作用下的热固结过程。传热部分在文献中已有温度场、融化界面的解析解答，而融区内超静孔压的解析解答由本文推导获得。在忽略土颗粒、水的热膨胀作用后，模型和解答可以退化为Morgenstern和Nixon的经典冻土一维融化固结模型。利用模型解答对冻土在高温下一维融化过程中超静孔压、沉降进行了计算分析，结果表明：热压作用在热固结强度因子ε为正时会减小超静孔压，该效果随着ε增加而增强；减小融化固结比R或增大导温固结比F均扩大热压作用的相对影响范围，但前者使热压作用在融区内趋于均匀，后者会增加整体的热压作用；增加自重时间因子Wr几乎不改变热压作用强度及相对影响范围；高温的净效果使融土产生膨胀，但其影响小于普通固结沉降，因此总体效果仍表现为沉降。

关键词：饱和冻土；融化固结；高温融化；热固结；解析解

基于小主应力轨迹的上埋式涵管竖向土压力非线性描述

张常光1, 2，吴  凯1，隋建浩1

（1. 长安大学建筑工程学院，陕西 西安 710061；2. 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：针对上埋式涵管竖向土压力的非线性描述，考虑土拱效应和管土相对刚度的影响，建立了圆弧、抛物线和偏转角线性变化3种小主应力轨迹下上埋式涵管竖向土压力的非线性解答，继而结合等沉面高度确定给出应用步骤，并对比文献模型试验、现场实测和数值模拟验证了正确性和适用性，最后进行工程选用探讨。研究结果表明：所得解答合理呈现了上埋式涵管竖向土压力沿水平方向的非线性变化，具有广泛的理论意义和工程应用价值；3种小主应力轨迹解答的适用范围不尽相同，圆弧小主应力轨迹解答对低填方的刚性涵管和柔性涵管均有很好的适用性，偏转角线性变化小主应力轨迹解答常提供稍偏保守的土压力载荷，抛物线小主应力轨迹解答可应用于高填方柔性涵管但易出现明显的高估。

关键词：上埋式涵管；竖向土压力；小主应力轨迹；土拱效应；管土相对刚度；等沉面高度

基质-裂隙相互作用对渗透率演化的影响：考虑基质变形和应力修正

肖智勇1，王长盛1，王  刚*1，2，蒋宇静2，于俊红1

(1. 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；2. 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地，山东 青岛 266590)

摘  要：研究煤储层的渗透率对于合理开采煤层气等能源的适用性和可行性都有指导意义。目前，大量的渗透率模型是基于弹性应变和吸附应变建立。然而，这些模型在考虑这两种应变时常把基质当作刚性体，并认为吸附变形完全由裂隙开度调节。在预测渗透率时不仅忽略了基质变形，还高估了吸附膨胀的影响。为此，提出了一个新的渗透率模型来预测不同边界条件下的储层渗透率。该模型提出内部膨胀系数f来修正基质吸附对裂隙开度及外部应力的影响，且考虑了有效应力对裂隙和基质的变形行为。为比较基质变形和应力修正对渗透率的影响，对比不考虑应力修正的模型和不考虑基质本身变形的模型，用现场数据和实验室数据对不同边界条件下3种渗透率模型进行验证。结果表明：应力修正在单轴应变条件时对渗透率演化的影响更加显著，且不考虑应力修正和基质本身变形的模型所得的内部膨胀系数f较大。最后，进一步将新模型和4种经典模型进行比较，再次说明了新模型的优越性。

关键词：煤层；渗透率；基质裂隙相互作用；应力修正；基质本身变形；内部膨胀系数 

颗粒形状和压实度对炉渣颗粒土力学特性的影响

吴  杨1，黄锦盛1，崔  杰*1，吉本正宪2

(1. 广州大学土木工程学院，广东 广州 510006；2. 山口大学工学部，山口 宇部 7538511)

摘  要：炉渣颗粒土是火电厂发电过程中煤炭燃烧产生的一种颗粒废弃物，近年来经常作为边坡和路基回填材料在工程建设中使用。对6种不同产地的炉渣颗粒土进行了单颗粒破碎试验，发现炉渣颗粒土的单颗粒强度显著低于天然砂土，具有较大的破碎性。随后，开展了一系列排水三轴剪切试验，研究了颗粒形状、压实度和围压对其剪切特性的影响。三轴试验结果表明，压实度可以显著提高炉渣颗粒土的初始刚度及峰值抗剪强度。相较于自然砂土，炉渣颗粒土拥有较大的峰值摩擦角，作为回填材料可提供较大的承载力。另外，炉渣颗粒土的峰值摩擦角随着围压的增大而降低。分析结果揭示颗粒形状和单颗粒强度均是影响炉渣颗粒土抗剪强度的重要因素。在不同的围压水平，两者对峰值抗剪强度的影响程度有所不同。另外，通过图像分析法获取了不同种类炉渣颗粒土的多种形状参数，发现炉渣颗粒土的圆度和球度都显著小于大部分自然砂土，表明该类颗粒材料拥有较为复杂的颗粒形状。分析结果还表明炉渣颗粒土的临界状态摩擦角与炉渣颗粒土的各个形状参数都存在一定程度的关联性。采用了一个新的能够考虑多种颗粒形状因素影响的综合指标，建立了其与临界状态强度和临界状态线位置参数的经验关系表达式。

关键词：颗粒形状；炉渣颗粒土；临界状态；压实度；摩擦角

考虑颗粒级配和形态的颗粒柱坍塌特性离散元模拟

崔  溦1，2，魏  杰1，王  超1，2，王枭华1，张社荣1，2

(1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300350；2. 天津大学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 300350)

摘  要：颗粒形态和级配情况等是影响碎屑颗粒流（如滑坡、泥石流、岩崩等）运动的重要因素。基于沃洛诺伊镶嵌原理的随机生成方法创建了不同长细比不同级配的多面体颗粒，引入势粒子算法用于考虑颗粒间的接触作用，根据室内试验确定了离散元接触模型的各项参数，对考虑级配和形态的颗粒柱坍塌特性开展数值试验，研究结果表明：①颗粒柱的归一化堆积高度随颗粒的长细比和中值粒径d50的减小而减小，归一化跑出距离则随其减小而增加。②堆积过程中不同工况的相对静止角为61.49°～64.99°，且变化规律与归一化堆积高度变化一致。③不同工况的归一化能量耗散为27.1%～35.5%，且转动动能仅占平动动能的8.20%～9.05%。④归一化动能和颗粒配位数呈现负相关的关系，归一化动能达到峰值时颗粒配位数也达到最小值。⑤崩塌过程中强力链一般分布在滑动堆积体的中下部区域，形成力链传递的“拱效应”。中值粒径d50和长细比增大会减少强力链的数量，接触力传递的路径少而集中，从而限制颗粒在堆积过程中的运动。

关键词：颗粒柱；级配；长细比；势粒子；坍塌过程；离散单元法

岩坡坡面裂隙网络智能识别与参数提取

张紫杉，王述红*，王鹏宇，王存根

（东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819）

摘  要：作为高陡岩质边坡建模的重要先决条件，快速精准地进行岩坡表面裂隙网络的参数化建模近年来成为了研究的热点。研究引入深度学习技术与智能算法聚类思想，提出了一种结合无人机摄影技术的高陡边坡坡面裂隙网络智能识别与几何参数提取的方法。采用空洞卷积算法对传统U-net分割识别网络进行改进，并运用GMM-EM算法对识别出的二值图中的裂隙进行聚类，最后引入RANSAC算法实现裂隙面的几何参数自动提取并运用DICE相似系数对识别结果进行对比分析。结果表明，该方法裂隙提取的准确率高于97%，相较于传统算法有所提高。同时，将该方法应用于云南鲁奎山铁矿边坡工程，实现了高陡岩坡表面裂隙信息的快速采集，为后续高陡岩质节理边坡建模提供了必要的技术支撑。

关键词：高陡岩质边坡；岩体裂隙识别；深度学习；U-net网络；高斯混合聚类

干燥与饱和岩石裂隙受压变形与声发射特性研究

李  博1,2，叶鹏进1，黄  林2，王  丁*1，赵  程2，邹良超3

（1. 绍兴文理学院岩石力学与地质灾害浙江省重点实验室，浙江 绍兴 312000；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；3. 瑞典皇家理工学院可持续发展与环境工程系，斯德哥尔摩 SE-100 44，瑞典）

摘  要：天然岩体处于各类复杂的地质环境中，定量描述岩石裂隙在各种条件下的变形破坏行为是开展各类与岩石裂隙力学特性相关研究的基础。通过单轴压缩试验和弹塑性接触数值计算研究了两种具有不同岩性的岩石裂隙在干燥与饱和状态下的受压变形破坏行为，并对试验过程中的声发射信号进行了采集分析。结果表明：试验与数值计算得到的法向应力–位移曲线和塑性破坏区域皆基本吻合，验证了弹塑性接触计算方法的可靠性；塑性变形均值增量up随法向应力σn的增长呈现变化速率降低的非线性减小关系，利用力学及几何参数建立的拟合公式可较好地预测该关系；声发射源位置与试验及数值模拟得到的损伤破坏区域基本匹配，干燥状态下两种岩石声发射振铃计数、累计计数均高于饱和状态；声发射振铃计数与塑性变形均值增量的变化趋势基本一致。研究结果定量地揭示了岩石基本力学参数和裂隙表面特征对其受压变形破坏行为的控制作用。

关键词：岩石裂隙；变形；弹塑性接触；声发射；法向应力

浸水饱和条件下黄土微型桩抗压和抗拔承载力试验

盛明强1，乾增珍2，杨文智2，3，鲁先龙*3

(1. 南昌大学，江西 南昌 330031；2. 中国地质大学（北京），北京 100083；3. 中国电力科学研究院有限公司，北京 100192）

摘  要：为开展浸水饱和条件下黄土微型桩基础抗压和抗拔承载性能试验，设计了一种桩周土体浸水饱和方案，并在甘肃地区2个湿陷性黄土场地分别完成了浸水饱和与天然含水率状态下微型桩单桩抗压抗拔和群桩抗压对比试验。结果表明：浸水饱和条件下黄土地基微型桩单桩抗压抗拔与群桩抗压荷载–位移曲线均呈“陡变型”变化规律，而天然状态下相应微型桩桩荷载–位移曲线则呈初始弹性段、弹塑性曲线过渡段和破坏直线段的三阶段“缓变型”变化规律。浸水饱和条件与天然状态下黄土抗压微型桩桩端阻力分担桩顶下压荷载的10%～15%，而相应黄土抗拔微型桩呈摩擦桩性状。天然状态下黄土微型桩单桩抗拔极限承载力为抗压极限承载力的66%～87%。当黄土浸水饱和后，相同微型桩单桩下压极限承载力平均下降70%，抗拔极限承载力平均下降50%，相同群桩基础下压极限承载力降低约75%。浸水饱和后黄土微型桩单桩和群桩基础下压极限承载力损失远高于相应基础的上拔极限承载力损失，相关试验研究成果可为今后黄土地区工程建设参考。

关键词：完全浸水；湿陷性黄土；微型桩；抗压；抗拔；现场试验

水平井抽水引起的咸水锥进过程试验与模拟研究

孙冬梅，宋荣荣，付若霈，杨丽洁，霍欣欣

(天津大学建筑工程学院，天津 300350)

摘  要：滨海地区的海水入侵使地下水呈上层淡水、下层咸水的分布结构，在开采地下水时易发生咸水锥进现象，使抽取的地下水发生咸化。水平井能有效延迟深层咸水的锥进过程，可有效避免上层地下淡水的污染。开发了模拟水平抽水井抽水引起的咸水锥进过程的试验设备，实现了水平抽水井以恒定流量抽水所导致的咸水锥进过程；然后基于Dagan和Bear竖直井的解析解（DB模型），推导出了水平井抽取无限侧边界地下水引起的咸水锥进过程的解析解，解析解显示咸淡水界面为初始水平、中间突出、向上锥进至井口的锥进过程，与试验过程的中间阶段的锥进过程较为符合；随后利用TOUGH2/T2DM模拟了水平井抽水引起的咸水锥进过程的试验，数值模拟得到的咸淡水界面向上锥进的模拟结果与试验结果拟合较好；在数值模拟的基础上，进一步分析了边界条件和介质的非均质性对咸水锥进过程的影响。研究通过模型试验、解析解模型和数值模拟模型研究了试验室尺度的咸水锥进过程，可为咸水锥进问题的进一步研究提供技术支撑。

关键词：咸水锥进；水平井；模型试验；DB模型；数值模拟

近岸液化场地高桩码头地震易损性分析

孟  畅1,2，唐  亮*1, 2

(1. 哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090；2. 黑龙江省寒区轨道交通工程技术研究中心，黑龙江 哈尔滨 150090)

摘  要：地震易损性分析已成为结构工程和桥梁工程界的研究热点。然而，近岸液化场地高桩码头地震易损性研究相对较少。鉴于此，依托典型工程实例，建立了近岸液化场地全直桩高桩码头地震反应分析数值模型，针对弯曲失效和弯剪失效两种失效模式，通过模态分析和Pushover分析，识别了高桩码头损伤演化过程，提出了各损伤阶段定量化判别准则。然后，以PGA为地震动强度指标，选取14组典型地震动并分别缩小至8个不同强度等级，通过增量动力分析，给出了近岸液化场地高桩码头IM-EDP曲线。最后，基于提出的高桩码头损伤判别标准，推导了高桩码头地震易损性曲线，采用对数正态分布累积分布函数对易损性曲线进行拟合，确定了便于实际应用、简化的高桩码头地震易损性曲线。研究工作可为近岸液化场地高桩码头的抗震加固提供重要的理论基础。

关键词：液化场地；高桩码头；易损性分析；增量动力分析；Pushover分析

横观各向同性非饱和土的增量非线性本构模型及

参数变化规律研究

郭  楠1，陈正汉1,2，杨校辉*1，郭剑峰2

(1. 兰州理工大学土木工程学院，甘肃 兰州 730050；2. 陆军勤务学院军事设施系，重庆 401311)

摘  要：为了建立能同时反映成层地基土横观各向同性和非饱和特性的本构模型，通过理论分析和系统的室内试验，对横观各向同性非饱和土的力学特性和本构模型做了深入系统的研究。首先，以非饱和土力学和弹塑性理论为基础，建立了横观各向同性非饱和土的增量非线性本构模型；其次，进行了多种应力路径的非饱和土三轴试验，揭示了横观各向同性非饱和土的力学特性与水量变化特性；再次，分析研究了模型参数随应力状态的变化规律，提出了相应的数学表达式；最后，通过不同条件的非饱和土试验，初步验证了本文所建立本构模型的合理性。研究成果可为天然成层地基和大面积填土工程设计提供科学依据和理论支持，丰富和发展非饱和土的本构模型。

关键词：横观各向同性；非饱和土；增量非线性；本构模型

龙马溪页岩应力–应变门槛值的各向异性特征研究

徐荣超1，靳一鼎2，李日运1，李  震*3，张圣哲1

（1. 华北水利水电大学地球科学与工程学院，河南 郑州 450046；2. 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京 100024；3. 河南理工大学土木工程学院，河南 焦作 454003）

摘  要：层理面与围压共同作用下，应力门槛值及其对应应变的各向异性特征是影响页岩脆性力学行为的重要因素之一。以龙马溪组页岩为对象，分析其应力–应变门槛值在不同围压及不同层理面倾角影响下的变化规律。结果表明：①起裂应力，损伤应力和峰值应力随围压增大均近似成线性规律增大，而闭合应力受围压影响不大。②层理面倾角对，具有显著影响，而对，影响不明显；低围压下应力比/，/，/随倾角增加表现出一定的波动性，随着围压增大应力比趋于稳定。③应力门槛值对应的轴向及径向应变随围压增大表现出相同的变化规律：峰值应变增长速率最快，损伤应变次之，起裂应变最小。④应力门槛值对应的轴向及径向应变随倾角的增大表现出相同的变化规律：峰值应变随倾角由0°增大为90°，先减小后增大，闭合应变、起裂应变及损伤应变与倾角的相关性不强。

关键词：页岩；应力门槛值；应变；各向异性；三轴试验

三轴试样绝对体积测量方法研究

蔡  阳，李  林，路  毅

（南京林业大学土木工程学院，江苏 南京 210037）

摘  要：三轴试验过程中的土样体积是用于分析土体应力应变特性所需的一个基本参数。近年来，基于图像分析的方法越来越广泛地应用于土样在三轴试验过程中的体积测量。然而，基于图像分析方法测量所得结果仅仅是试样的相对体积变化，并非试样绝对体积。为了测量三轴试验过程中试样的绝对体积，综合运用摄影测量原理、光线追踪、和最小二乘优化技术，测定了覆盖试样表面点云的三维位置；通过对点云进行三角网格划分、端部截断、插值、并扣除橡皮膜体积计算得到土样在三轴试验过程中的绝对体积；同时，还针对性地开发出了用于实现上述分析步骤以及相关测量结果后处理的配套软件，GeoTri3D。为验证该绝对体积测量方法的可行性，开展了一个标准钢柱试验、一个饱和砂土和三个非饱和粉土试样的三轴试验。钢柱与饱和砂土的三轴试验结果表明该方法能够成功实现三轴试样在试验过程中任意时刻的绝对体积测量；此外，通过对粉土试样表面三维点云的进一步分析所得的土样应变云图能够真实再现三轴试验过程中的土样全局变形过程。

关键词：GeoTri3D；摄影测量；绝对体积；三轴试样；全局变形

人工地层冻结法风险预控

鲁先龙1，陈湘生*2,3,4，陈  曦2,3,4

(1. 中国电力科学研究院有限公司，北京 100192；2. 深圳大学土木与交通工程学院，广东 深圳 518061；3. 滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室（建），广东 深圳 518061；4. 深圳大学未来地下城市研究院，广东 深圳 518061)

摘  要：人工地层冻结法作为一种特殊工法，已有近160 a工程应用历史，仍是当前解决地下工程建设所面临“水、软、变形难以预测”3大难题的一种灵活、可靠、绿色技术方案。采用人工制冷方法将地层中的水冻结成冰是地层冻结法核心，但也正是由于维系冻土强度的冰的存在及其特殊性质，人工冻土与冻土结构更具有易变性和敏感性，也使得人工地层冻结法工程应用存在一定风险。基于冻土中水的相变过程及其动态平衡、冻结土体水分迁移、冻土内部联结作用的基本原理，分析了冻土特点及人工地层冻结法工程风险的物理本质，进而结合人工地层冻结法施工流程，从严格设计输入数据可靠关、严把冻结系统各关键环节质量关、严守冻结和开挖全过程安全运行维护关3方面提出了人工地层冻结法工程风险的预控方法与技术，为其在今后地下工程建设中的推广应用提供指引。

关键词：人工地层冻结；地下工程；冻土；风险预控；水分迁移；冻胀；融沉；冻土蠕变

考虑滞后与削减效应的寒区混凝土坝变形预测预报模型

陈  波1，2，陈伟楠1，2，龚学贤3，何明明1，2

（1. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098；2. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210098；3. 响洪甸水库管理处，安徽 六安 237335）

摘  要：受长期低温和冬季寒潮等不利环境影响，高纬度、高海拔严寒地区混凝土坝服役性态复杂，挖掘和解译大坝变形性态并开展准确预测难度巨大。引入时间滞后效应和幅值削减效应，分析了外界温度对坝体内部温度场的影响，构造等效模型统一了坝体已设和未设保温层两种情况的大坝内部温度场分析方法；提出采用瑞利分布构造滞后函数，以模拟寒区复杂温度荷载对大坝变形的影响，建立了考虑温度连续滞后效应和幅值削减效应的寒区混凝土坝变形预测预报模型，模型参数通过改进惯性权重的PSO算法完成寻优。仿真实例和工程实践表明：所提寒区混凝土坝坝体温度变化规律分析方法的成果合理，变形预测预报模型匹配寒区混凝土坝工作特点，复相关系数和剩余标准差优于传统模型，拟合效果更好，预测精度更高。

关键词：严寒地区；混凝土坝；变形预测；大坝保温；滞后效应；优化算法

处治红黏土水-力性能的团粒尺寸效应

谈云志，胡  焱，占少虎，刘  伟，明华军

（三峡大学特殊土资源化利用宜昌市重点实验室，湖北 宜昌 443002）

摘  要：红黏土因高黏粒含量和高含水率而易于成团，当掺入石灰或水泥处治时，会存在拌和不均的难题，进而影响处治效果。选择4组红黏土，其最大团粒尺寸Dmax为5.0，2.0，1.0，0.5 mm。按照干质量比，偏高岭土∶石灰∶红黏土=5∶5∶90配置试样。然后，喷入蒸馏水增湿到含水率33.2%；最后，压实成型养护至预定龄期，再开展水-力性能和微观特性等试验。结果表明，随着最大团粒尺寸变大，处治红黏土线收缩率增大、无侧限抗压强度降低；但掺入偏高岭土后，相同团粒尺寸的处治土收缩性得到抑制，强度也得到提升。究其原因，红黏土团粒尺寸大，石灰只能附着在团粒的表面，仅形成团粒间的“桥接”，不能形成包络状胶结；偏高岭土含有大量无定形的硅、铝氧化物，具有高“火山灰”活性，可以快速捕捉水化石灰中的钙离子，形成硅、铝酸钙等胶结物；同时，偏高岭土还充填了团粒间孔隙，二者的联合作用增强了处治红黏土的水-力性能。

关键词：红黏土；团粒尺寸；偏高岭土；石灰；水-力性能

水泥胶结钙质砂热传导特性及微观机制

曾召田1，付慧丽1，2，吕海波*1,3，梁  珍1，于海浩1

(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. 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610051；3. 贺州学院建筑与电气工程学院，广西 贺州 542899)

摘  要：南海岛礁建设中，钙质砂地基面临的高温环境问题需要全面掌握钙质砂热传导性能的演变规律。基于热探针法测定了不同试验条件下水泥胶结钙质砂的导热系数，探讨了水灰比W/C、养护时间t、胶结程度（水泥掺量Ps）、含水率w等因素对其产生的影响规律，发现水泥胶结钙质砂的导热系数随养护龄期t的增加呈现出先急剧增大而后缓慢减小的变化规律，随水泥掺量Ps、含水率w的增加而递增，随水灰比W/C的增加反而递减；在此基础上，利用电镜扫描和压汞试验从微观角度解释了水泥胶结钙质砂导热系数随胶结程度的变化趋势：水泥胶结钙质砂内微孔隙大小、数量的变化从本质上决定了其宏观热传导特性，凝胶状水化产物连续填充其内部孔隙，引起其孔隙率降低，改善砂样内部传热，宏观表现为其导热系数λ随着胶结程度的增加而递增。

关键词：水泥胶结钙质砂；热传导特性；微观机制；扫描电镜；压汞试验