高级切线模量法及其在地基沉降计算中的应用

杨光华1，2，3，李卓勋1，王东英2，3，李志云2，3，姜  燕2，3

（1. 华南理工大学土木与交通学院，广东 广州 510640；2. 广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510610；3. 广东省岩土工程技术研究中心，广东 广州 510610)

摘  要：切线模量法方法简单、参数少，易于工程应用，研究表明在计算常规尺寸的基础时具有较好的精度，而对于筏板这样的大尺寸基础时，当计算深度较深时，存在计算沉降偏大的问题。为此提出了考虑初始切线模量沿深度增大的高级切线模量法，通过与实际工程案例和小应变有限元数值计算方法结果比较，高级切线模量法能更符合实际，进一步发展完善了切线模量法。

关键词：切线模量法；地基沉降；有限元；小应变硬化土模型

复合衬垫中污染物一维瞬态扩散–对流运移规律研究

冯世进，彭明清，陈樟龙，陈宏信

(同济大学地下建筑与工程系岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200029)

摘  要：采用GMB（土工膜）/GCL（膨润土防水毯）/SL（土质垫层）复合衬垫全瞬态扩散–对流运移解析模型，考察了对流区域对污染物运移计算结果的影响；探讨了用渗滤液水头高度替代衬垫水头差的简化计算的可行性；探究了土工膜类型对复合衬垫防污阻隔性能的影响；分析了对流、扩散、吸附作用对渗沥液中典型有机污染物运移规律的影响。研究结果表明：①渗沥液水头为10，5，3，0.3 m的情况下，采用全局对流模型相比局部对流模型的击穿时间相应分别高出了233%，151%，111%，24%；②采用渗沥液水头替代水头差的简化计算结果是可行的；③采用f-HDPE土工膜的复合衬垫，其击穿时间比采用PVC，LLDPE，HDPE的分别提高了36%，33%，22%；④渗沥液水头为10，5，1 m时，忽略对流作用会使击穿时间分别被高估68%，34%，6%；⑤孔洞频数由2.5增大到50，30，10，5个/（103 m2），击穿时间分别缩短了54%，41%，16%，6%；⑥SL有效扩散系数降低90%，衬垫击穿时间提高了2～6倍；SL吸附系数从1 mL/g提升到5，15，30，50 mL/g，击穿时间分别提升了311%，1086%，2249%，3798%。以上对复合衬垫防污阻隔机理的研究结果，可为实践中衬垫的使用和改进提供一定的参考和建议。

关键词：垃圾填埋场；复合衬垫；扩散；对流；吸附；运移规律；土工膜

水平动荷载作用下海洋大直径管桩动力响应解析解

郑长杰1，2，林  浩1，2，曹光伟3，丁选明3，栾鲁宝*4

(1. 福建工程学院土木工程学院，福建 福州 350118；2. 福建省土木工程新技术与信息化重点实验室，福建 福州 350118；3. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；4. 中国海洋大学环境科学与工程学院，山东 青岛 266100)

摘  要：考虑桩–土–流体耦合振动，研究了谐和激振水平动荷载作用下的海洋大直径管桩振动响应问题。将桩周和桩芯海水考虑为无黏性不可压缩流体建立其控制方程求得海水速度势解析表达式，继而得到作用于桩身动水压力表达式。将土体看作黏弹性介质建立桩周土和桩芯土控制方程，对土体方程直接解耦求解，得到桩周土和桩芯土位移和抗力表达式。利用桩–土体位移连续条件、桩–流体速度连续条件以及桩身边界条件，求解得到了水平谐振荷载下海洋大直径管桩位移解析解，并提出了桩顶水平动力柔度因子概念。将理论解所得结果与有限元结果对比，验证了本文解的正确性。分析了海水动水压力、埋入海水段桩长、管桩内外半径、桩身模量、土体模量等参数对海洋大直径管桩水平动力响应特性的影响。

关键词：海洋工程；大直径管桩；水平振动；动水压力；柔度因子

基于实测的挤密砂桩复合地基沉降算法研究

寇晓强1，2，3，于  健1，2，3，胥新伟1，2，3，宋神友4，高  潮1，2，3

（1. 中交天津港湾工程研究院有限公司，天津 300222；2. 港口岩土工程技术交通行业重点实验室，天津 300222；3. 天津市港口岩土工程技术重点实验室，天津300222；4. 广东省公路建设有限公司，广东 中山 528400)

摘  要：挤密砂桩作为深水原位处理地基新技术在港珠澳大桥和深中通道工程中得到了大量应用。对挤密砂桩复合地基水下原位载荷试验测试的桩土应力分布情况进行分析，在加载过程中实测桩土应力比始终维持为6左右。对大面积水下堆载过程中的复合地基沉降进行了现场实测，对实测资料进行了统计分析，与现有的理论计算方法进行了比较，认为现有普遍应用的日本规范推荐算法，在置换率低于50%时，其计算结果相对实测值偏大，当置换率高于50%时，该方法不再适用。提出了基于实测的挤密砂桩沉降修正计算方法，并建议桩土应力比取值范围为5～6.3。

关键词：挤密砂桩；沉降算法；桩土应力比；现场实测；

沉降折减比斜直交替基坑支护桩现场实测及机理研究

刘  畅1，2，马力遥1，郑  刚1，2，闫城东1，杨宇航1

(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 300072)

摘  要：斜直交替基坑支护结构是利用冠梁将交替布置的竖直悬臂桩与倾斜桩连接到一起形成的无支撑支护体系。已有工程实测表明，斜直交替支护具有较好的抗倾覆和变形控制能力，然而目前还缺乏从桩身受力角度对斜直交替支护受力机理进行系统研究。结合天津市某基坑工程进行斜直交替支护桩现场监测，首次对支护斜桩的桩身受力进行测试和分析，在此基础上利用PLAXIS有限元软件进行数值建模，对斜桩轴力发挥机理以及斜桩倾斜角度、斜直桩排布形式对支护性能的影响展开研究。结果表明，斜直交替支护比单排倾斜桩和双排桩支护桩的桩身轴力更大，斜桩对直桩存在着斜撑效应，且斜撑效应对支护结构变形的控制效果明显，斜撑效应的发挥主要来源于斜桩与被动区土体相对位移产生桩侧摩阻力；同时发现增大斜桩倾斜角度有利于增强斜桩的斜撑效应，使得支护桩侧移减小，但同时支护桩的桩身最大正弯矩会增加；此外，在用桩量相同的情况下，不同斜直桩组合及布置形式对支护变形影响较小，采用一斜两直的布置形式，能够在降低施工难度的同时减少直桩的受力。

关键词：基坑支护；斜直交替桩；机理分析；桩身轴力

基于离心模型试验与数值计算的超高陡加筋土填方边坡稳定性分析

任  洋1, 2，李天斌1, 2*，杨  玲1, 3，魏大强1, 2，唐杰灵1, 2

(1. 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；2. 成都理工大学环境与土木工程学院，四川 成都 610059；3. 四川三河职业学院，四川 泸州 646200)

摘  要：山区机场建设中会出现超高陡（高度达百米且填方坡比陡于1︰1）的加筋土填方边坡方案，针对这类填方边坡稳定性方面的研究较少。以云南某机场的超高陡加筋土填方边坡方案为例，通过大型土工离心模型试验及数值计算开展天然工况下这类加筋土填方边坡稳定性的研究，获得的主要成果：①边坡变形破坏以填方土体局部开裂、面板鼓胀和抗滑桩略微外倾为主，桩顶位移未超过设计允许偏移量；②边坡顶部以沉降为主，坡口沉降量最大，边坡中下部（基础面地形陡变及筋带变短的部位）兼有沉降和少量的侧向水平位移，坡体变形满足规范要求；③填方体内的土压力较小，坡体中下部土压力最大；筋带的单元轴力基本满足要求，仅基础界面地形陡变及下部筋带变短部位的少量筋带（数量少于4%）的轴力超过了其设计值。研究表明，这类超高陡加筋土填方边坡整体稳定性较好。但由于山区机场填方体呈上宽下窄的倒三角形，坡体中下部基础面地形陡变及筋带变短部位存在局部安全隐患，后续应优化方案，进一步增强边坡中下部局部稳定及加筋体内部稳定。相关成果能为山区机场超高陡加筋土填方边坡整体稳定性及后续研究提供参考，也可为类似离心试验提供借鉴。

关键词：高填方边坡；加筋土；离心模型试验；数值计算；稳定性

基于空间分布的边坡位移测量数据质量评估方法研究

陈思宇，张  嘎*

(清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点试验室，北京 100084)

摘  要：滑坡灾害预警依赖于边坡位移等监测数据，因此数据质量评估具有重要意义。对边坡剖面位移多点测量数据进行了分析，结果表明边坡在变形破坏过程中一般可划分为不同位移特点的3个区域，同区域各点的位移测量数据具有相关性并且该相关性随着测点间距离的增加而衰减。基于规律认识，设计了边坡区域划分算法，提出一种测点相似度衰减方程，建立了一种边坡位移大数据质量快速评估方法。针对边坡离心模型试验位移测量结果进行分析，验证了方法的有效性。该方法更新迭代时间复杂度较低，能够满足大数据快速处理的要求。

关键词：边坡；剖面位移；监测；大数据；质量评估

改进屈服面和旋转硬化准则的各向异性黏土弹塑性模型

李梦姿1,2，蔡国庆*1,2，赵成刚2

（1. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室，北京 100044；2. 北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044）

摘  要：基于临界状态理论和旋转硬化法则提出了改进的各向异性模型。首先从恒定应力比加载试验结果出发，采用对数型插值函数描述土体的变形特性，通过增加参数n，推导出可以呈现多种形状的各向异性土屈服面表达式。屈服面在n>1，n<1和n=1时分别呈现泪滴形、子弹头形和椭圆形。然后提出了恒定应力比加载时旋转硬化法则边界值表达式，在各向同性和临界状态下，该表达式的值最终为0。该模型在n=1且不考虑屈服面旋转时，可以退化为经典的修正剑桥模型。最后运用显示积分算法实现模型的数值化，并采用恒定应力比加载试验、变换应力路径试验、排水三轴压缩试验、不排水三轴压缩试验和不排水三轴伸长试验对模型进行验证。结果表明，所提出的各向异性模型能较准确地描述黏性土在一系列应力路径下的体积变形特性、剪切特性和强度特性。

关键词：各向异性；屈服面；临界状态；本构模型

土–地下结构相互作用的三维弱耦合有效应力分析法

赵  凯1，夏高旭1，王彦臻*1，赵丁凤2，庄海洋1，陈国兴1

(1. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009；2. 中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海 200120)

摘  要：地震波传播至土–结构接触界面时会发生反射与透射现象，结构周围土体处于往复剪应力和正应力差耦合的三维循环剪切状态。采用三维等效剪应变算法和加卸载判据将一维Davidenkov非线性滞回模型与剪切–体积应变耦合的孔压增量模型拓展至三维应力空间。考虑循环加载过程中土骨架循环刚度退化与超静孔隙水压力增长的耦合关系，建立了三维应力空间中的弱耦合有效应力分析法。基于ABAQUS显式求解器，实现了该有效应力算法，可应用于大型三维可液化场地中的土–地下结构体系非线性地震反应分析。针对已完成可液化场地三层三跨地铁车站结构试验开展数值模拟，结果表明：超静孔隙水压力的累积导致土的性状变化显著影响土–地下结构动力相互作用，数值模拟得到的土–结构接触界面能量聚焦时刻以及该时刻对应的瞬时卓越频率与振动台试验结果均吻合较好，提出的三维弱耦合有效应力法能较为理想地反映振动台试验中土–地下结构动力相互作用特性。土骨架有效应力水平显著影响超孔压比的发展规律，振动台不完备的密度相似比设计会造成模型结构周围地基土与原型的超孔压比分布规律存在差异。

关键词：可液化场地；土–结构动力相互作用；弱耦合有效应力分析法；振动台试验

不同中主应力系数和负温条件下冻结砂土真三轴试验研究

马芹永1,2,3，黄  坤*1,2,3，马冬冬1,2,3，姚兆明1,2,3，周兆曦1,2,3

(1. 安徽理工大学省部共建深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室，安徽 淮南 232001；2. 安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心，安徽 淮南 232001；3. 安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南232001)

摘  要：为研究冻土在复杂应力路径下的力学性质，利用自主研发的冻土真三轴仪，研究了温度和中主应力系数bf对冻结砂土强度和变形特性的影响。试验结果表明：不同试验条件下的偏应力–大主应变曲线均表现出应变硬化的特性。当0 ≤ bf≤ 0.5时，破坏强度随bf的增加而增加，当b从0.5增长到1时，破坏强度表现出降低的趋势，且bf＞0时的强度均大于bf=0的强度。强度随着温度降低呈现出线性增长规律。随着bf的增加，中主应力方向上的变形由膨胀向收缩转变；小主应力方向始终产生膨胀变形，且变形速率加快；体应变均表现出先剪缩后剪胀的特性。应力水平在30%～95%区间内的试验点适用于计算Duncan-Chang模型参数。

关键词：真三轴；冻结砂土；中主应力系数；力学特性；Duncan-Chang模型

液化夹层场地地铁车站结构离心机振动台试验方案设计

张梓鸿1，许成顺*1，闫冠宇1，杜修力1，李  洋2，周燕国3

(1. 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；2．中国铁道科学研究院集团有限公司，北京 100081；3．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)

摘  要：为深入研究液化夹层场地地铁车站结构地震破坏反应，依托浙江大学ZJU400土工离心机振动台系统，开展了系列液化夹层场地地铁车站结构地震破坏反应试验。详细介绍了试验方案和试验流程，并针对目前国内外尚无液化夹层场地制备先例的现状，介绍了夹层场地的制备过程、结构防水、离心过程中砂土层初始孔压的释放等技术细节。系列试验最终获得了较为理想的试验效果，达到了研究液化夹层场地地铁车站结构地震破坏反应的试验目的。整个试验方案设计的介绍将对今后该类型试验的开展提供一定参考。

关键词：液化夹层场地；地铁车站结构；地震破坏反应；试验技术；试验方案设计

颗粒特性对材料小应变动力特性的影响

黄志鹏1，魏  骁*1，潘  坤2，杨仲轩1

(1. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058；2. 浙江工业大学土木工程学院，浙江 杭州 310014)

摘  要：土体的小应变剪切模量和阻尼比是表征土体动力学特性的重要参数。针对文献中关于砂土颗粒形状与粒径大小对小应变动力特性的影响仍存在争议，利用能量注入式虚拟质量共振柱，系统测量了特定形状与粒径的聚碳酸酯颗粒试样的小应变剪切模量和阻尼比。试验结果表明，颗粒粒径大小对试样的小应变动力学特性影响不大，而颗粒形状则有显著影响。球形颗粒试样的小应变剪切模量小于椭球颗粒和双球颗粒的试样，而球形颗粒试样的小应变阻尼比大于椭球、双球颗粒试样。椭球和球形颗粒混合试样的小应变剪切模量和阻尼比则处于两种单一颗粒之间。小应变剪切模量与阻尼比均与颗粒综合规则度存在较好的相关性，表明综合规则度可用于表征颗粒形状对材料小应变动力特性的影响。

关键词：颗粒特性；小应变；剪切模量；阻尼比；共振柱；综合规则度

基于颗粒破碎耗能的粗粒料剪胀方程研究

吴二鲁1, 2，朱俊高*1, 2，陆阳洋3，钱  彬3

(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. 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心，江苏 南京 210024；3. 南京水利科学研究院岩土工程研究所, 江苏 南京 210024)

摘  要：粗粒料颗粒破碎和应力变形的内在联系可以用颗粒破碎耗能反映。研究了三轴试验过程中粗粒料的颗粒破碎变化规律，根据此规律对Ueng等提出的考虑颗粒破碎的能量平衡方程中的摩擦系数M进行了修正，以此解决依据该能量平衡方程计算出的颗粒破碎耗能违反热力学定律的问题。在此基础上，发展了一个形式简单且适用于粗粒料的剪胀方程。主要结论如下：①提出的颗粒破碎指标与围压及轴向应变之间的数学关系可以较好地描述三轴试验过程中粗粒料的颗粒破碎变化规律；②通过对能量平衡方程中的摩擦系数进行修正实现了颗粒破碎耗能的合理计算，满足了热力学定律；③试验结果表明，剪胀耗能在总的输入功里占比甚微，在能量平衡方程中可以忽略剪胀耗能；④与M之间存在一个明显的线性关系，将其代入忽略剪胀耗能的能量平衡方程得到了最终的剪胀方程。研究表明，该剪胀方程可以较好地模拟粗粒料的剪胀行为，而且其数学形式简单，可以推出其塑性势函数，为后续考虑颗粒破碎的分数阶本构模型的研究提供了条件。

关键词：粗粒料；颗粒破碎；分数阶；摩擦系数；剪胀方程

桩顶水平动荷载作用下水–桩–土相互作用的解析解

赵  密1，黄义铭1，王丕光*1，徐海滨2，杜修力1

(1．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；2. 中国长江三峡集团有限公司，北京 100038)

摘  要：近海结构单桩基础一般会遭受到多种水平动力荷载作用。针对端承桩在桩顶水平动力荷载作用下的动力响应问题，建立了一种三维水–桩–土相互作用系统模型；首先，桩和土体假设为线黏弹性介质，水体假设为线性声学介质；然后通过亥姆霍兹分解和分离变量法，给出了水体和土体阻抗对水–桩–土相互作用系统中桩体动力响应的解析解，进一步根据桩与水体、土体接触界面的连续条件，得到频域下桩体位移表达式。通过与子结构方法进行对比，验证了本文解析解的合理性；最后研究了不同桩体和土体参数时水体对桩体顶部位移响应的影响。结果表明，在海上桩基设计中考虑水–桩–土相互作用是非常有必要的。

关键词：近海结构；解析解；水平振动；桩–水相互作用；桩–土相互作用

隔离桩对隧道开挖诱发土体竖向位移牵制效应的理论分析

曹利强1，2，3，4，陈湘生*1，2，4，5，张顶立3，苏  栋1，2，4，5

(1. 深圳大学土木与交通工程学院，广东 深圳 518060；2. 深圳大学未来地下城市研究院，广东 深圳 518060；3. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室，北京 100044；4. 深圳大学滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室，广东 深圳 518060；5. 深圳市地铁地下车站绿色高效智能建造重点实验室，广东 深圳 518060)

摘  要：隔离桩作为一种高效的防护措施被广泛应用于城市隧道施工环境效应的控制中。基于两阶段理念建立了可考虑隔离桩与土体之间相对滑移（采用桩侧弹簧与桩端弹簧模拟）的桩-土竖向相互作用的解析模型。基于该模型并引入变形协调关系，利用改进的Loganathan-Poulos（L&P）公式和一般化的竖向位移的Melan解，求解了隔离桩与土体之间的相互作用力（即弹簧内力）。利用叠加原理，进一步求解了隔离桩牵制下隧道开挖引起的地层竖向位移，该结果通过与既有解析方法和现场实测数据对比得到了验证。基于新提出模型的解析结果，分析并揭示了隔离桩对地层竖向位移发挥牵制作用的力学机制。研究表明，隔离桩对土体的牵制作用可以分为向上牵制和向下牵制两个部分，向上和向下牵制作用相结合共同驱使土体竖向位移沿深度方向由原来的隧道开挖引起的不均匀状态转变为相对均匀状态。隔离桩的桩侧与桩端弹簧刚度决定了桩与土体相互作用的程度，其刚度越小则相互作用力越小，桩与土体的相对位移越大，向上与向下牵制效应也越小。相关研究可为隔离桩的设计和效应评估做出理论指导。

关键词：理论分析；盾构隧道；隔离桩；竖向位移；牵制效应

根系形态和层次结构对根土复合体力学特性影响研究

徐  华1，袁海莉1，王歆宇2，王  栋2，陈建勋1，荣才权1

（1. 西南交通大学土木学院，四川 成都 610031；2. 中铁二院工程集团有限公司，四川 成都 610031）

摘  要：植物根系的结构特征包括形态和层次结构，对根土复合体力学特性影响显著。通过开展黑麦草生长参数测试及直剪试验，获得了不同时期根土复合体的力学特征；采用自主研发的MechRoot程序建立了符合黑麦草根系结构特征的根土复合体模型，研究黑麦草不同形态和层次结构根系在直剪过程中的轴力水平以及占比情况，阐明了根系形态与层次结构对根土复合体力学特性影响及固土作用机理。研究表明：植物根系能明显提高土体的强度，根土复合体的抗剪强度增加主要是由黏聚力增加引起，增幅最大达4.99 kPa；随根系形态复杂程度增加，剪切过程中根系能够调动更大范围土体抵抗剪切变形，根系周围的剪切带和塑性区分布范围不断增加，并向根系周围集中，根土复合体的抗剪强度提高；根土复合体剪切过程中，各层次根系发挥作用逐渐变化，一级根、二级根、三级根的轴力水平分别为3.87，1.50，0.15 N，随根系生长发展，二级根、三级根参与到根系固土作用的比例不断增大，最大贡献分别为43.69%，13.80%。

关键词：根土复合体；直剪试验；根系形态分布；根系轴力；有限元模拟

考虑围压效应和强度脆性跌落的岩石全应力–应变曲线统计损伤模拟方法

张  超1，曹文贵2，赵  衡2，贺  敏3

（1. 湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201；2. 湖南大学岩土工程研究所，湖南 长沙410082；3. 湖南工业大学土木工程学院，湖南 株洲 412007）

摘  要：为了建立能够较准确地描述岩石全应力–应变曲线的统计损伤模拟方法，针对目前统计损伤本构模型在模拟围压效应和强度脆性跌落方面存在的严重缺陷，首先，基于三轴压缩条件下脆性岩石基本变形特征，将岩石视为由软物质和硬物质两种细观化材料串联组成，建立宏细观物质变形分析模型；然后，基于瞬时应变分析方法和统计损伤理论，分别提出软物质和硬物质的变形分析方法，从而建立能够考虑围压效应和强度脆性跌落的岩石全应力–应变曲线统计损伤本构模型，给出参数的确定方法；最后，通过模型验证与分析，模型不但能够描述岩石初始宏观变形特征与围压之间的关系，也能够消除岩石轴向峰后理论变形曲线存在的随机性，从而能够较准确地模拟出岩石全应力–应变曲线，表明方法具有一定的合理性和可行性。

关键词：脆性岩石；统计损伤；围压效应；强度脆性跌落；全应力–应变曲线

考虑干密度影响的压实黄土土水特征与渗透特性试验研究

张  林1，2，李同录*1，2，陈存礼3

(1.长安大学地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054；2. 黄土高原水循环与地质坏境教育部野外科学观测研究站，甘肃 正宁 745339；3. 西安理工大学岩土工程研究所陕西省黄土力学与工程重点实验室，陕西 西安 710048)

摘  要：为了研究干密度对压实黄土土水特征、渗透特性的影响，用一维瞬时土柱渗透仪开展了不同干密度压实黄土的常水头渗透试验，得到了入渗量、体积含水率、吸力时程线与土水特征曲线；利用瞬态剖面法计算了非饱和渗透系数，分别得到其与吸力和饱和度的关系曲线。结果表明：干密度增大，入渗量时程线趋于平缓，吸力和体积含水率时程线转折点后移，陡变段斜率增大，其变化规律可用5个时间段进行描述；水自试样底部流出稳定后，不同干密度试样皆未完全饱和，其最大饱和度随干密度增大而增大；干密度增大，土水特征曲线上移，渗透性曲线规律性下移。基于试验结果，分别建立了直接考虑干密度影响的土水特征和渗透性函数的归一化模型。

关键词：干密度；压实黄土；渗透试验；土水特征；渗透性

法向循环荷载下筋土界面的剪切应力规律及预测

王  军1，朱  晨2，刘飞禹*2，孔剑捷2，姚嘉敏2

（1. 温州大学建筑工程学院，浙江 温州 325035；2. 上海大学力学与工程科学学院，上海  200444)

摘  要：为了研究法向动荷载作用下筋土界面的剪切应力变化规律，采用大型动态直剪仪，对相对密实度为75%的砾石和土工格栅的界面进行了剪切试验，研究了4种法向初始应力（20，40，60，80 kPa）和4种法向荷载振动幅值（10，20，30，40 kPa）对筋土界面循环剪切特性的影响。在试验的基础上，建立了法向循环荷载作用下筋土界面在峰值前和残余阶段的剪切应力-法向应力表达式。同时，结合应力时间差规律，并考虑法向初始应力和荷载振幅等的影响，提出了界面剪切应力-剪切位移的表达式。将两种预测表达式与试验结果进行了对比，均具有较好的吻合度，验证了方法的正确性。

关键词：筋土界面；法向循环荷载；直剪试验；剪切强度预测

长期列车荷载下无砟轨道X形桩-筏复合地基动力响应模型试验

孙广超1, 2，李建林1，孔纲强*1, 3，罗  雅2，王乐华1，邓华锋1

（1. 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌 443002； 2. 深圳市龙岗区建筑工务署，广东 深圳 518100；3. 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）

摘  要：基于缩尺比例为1︰5的无砟轨道X形桩-筏复合地基模型试验，在长期列车循环荷载作用下开展饱和砂土地基中该复合地基的动力响应研究，分析X形桩桩身动应力、桩侧摩阻力以及累计沉降随荷载循环次数的变化规律。试验结果表明，桩身轴力和累积沉降均随加载次数的增加而逐渐增加，但增加的速率逐渐放缓，桩身轴力的发挥具有明显的时间效应。加载频率越小，桩身轴力趋于稳定所需的荷载加载次数越少。在桩顶向下1 m范围内为负摩阻力区，在1 m范围外为正摩阻力区，中性点位置在桩长的1/4处。归一化桩身轴力、桩侧摩阻力和沉降随归一化荷载循环次数的变化规律均可用对数函数描述。

关键词：列车荷载；无砟轨道；桩–筏复合地基；桩身动应力；桩侧摩阻力；累积沉降

基于密实核理论的TBM盘形滚刀磨损预测模型研究

佘  磊1，张社荣1，和孙文2，王  超*1，李  雷2，景  勇2，刘  勇3

(1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300354；2. 中电建水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650051；3. 中电建南方建设投资有限公司，广东 深圳 518025)

摘  要：CCS（Constant Cross Section）盘形滚刀磨损是影响硬岩隧道掘进工作效率和成本预算的关键问题。根据CCS型滚刀的工作特点和岩石切割破碎原理，分析研究滚刀破碎岩石的复杂应力状态，建立了考虑密实核效应的滚刀破岩机理。通过推导密实核长度的理论解析式，获得了基于塑性去除磨粒磨损机制的滚刀磨损量与法向荷载之间的数学关系式，进而提出了滚刀磨损速率及切削寿命预测模型。基于此，分析计算了深圳地铁12号线某区间共757环的正面滚刀实测磨损数据，发现预测值与实测值的相对差异率值均小于10%，验证了预测模型的有效性。此外，通过与现有滚刀磨损预测模型对比分析，结果表明本文提出的预测模型计算结果更接近于现场实测值，说明了滚刀磨损速率和切削寿命指标可作为评价滚刀磨损特性的可靠指标，为TBM工程现场刀具更换方案设计提供更为合理可行的理论依据。

关键词：CCS型滚刀；密实核效应；均匀磨损；预测模型；实例验证