软土深基坑变形及环境影响分析方法与控制技术
王卫东
（1. 华东建筑集团股份有限公司，上海 200011；2. 上海基坑工程环境安全控制工程技术研究中心，上海 200011）
摘 要：随着基坑规模日益增大以及邻近环境设施愈加复杂，合理评估并控制基坑变形及对周边环境影响成为软土基坑工程面临的重要挑战。基于理论分析与工程应用，对软土深基坑变形与环境影响分析方法及控制技术进行了系统研究。首先，在统筹考虑安全与经济的前提下，提出了软土深基坑环境保护等级和变形控制指标，为基坑周边不同类型环境设施的保护提供了依据。其次，系统建立了便于工程应用的基坑变形影响简化分析方法，并提出了基于土体小应变特性的基坑开挖对环境影响的计算分析方法以及确定全套小应变本构模型参数的实用方法，为复杂环境下深基坑环境影响分析提供了重要手段。同时，针对承压水降水影响难以准确量化评估的难题，提出了根据群井抽水试验反演确定关键水文地质参数并评估深层承压水降水对地层和环境变形影响的计算方法，满足了复杂地层承压水降水影响分析的工程需求。此外，还提出了包括支护结构与主体地下结构相结合、数字化微扰动搅拌桩加固、混凝土支撑主动变形控制、承压水控制超深隔渗帷幕等绿色、低碳、环境低影响的基坑变形控制新技术。成果在全国大量工程中成功应用，促进了软土深基坑工程全过程变形影响精细化分析和系统化控制技术的发展，为大规模地下空间的开发利用提供了技术支撑。
关键词：软土；深基坑；变形控制；环境影响；承压水降水；变形控制；小应变本构模型；支护结构与主体结构相结合；超深隔水帷幕
区域土特征函数：收敛性
袁晓铭，卢坤玉，李兆焱，陈卓识，吴晓阳
（中国地震局工程力学研究所，中国地震局地震工程与工程振动重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150800）
摘 要：无论从一个地区内建立关系曲线的工程应用角度还是作为区域土特征理论的必要组成部分，构建科学的函数所需的数组量都是重要问题，但以往研究为空白。采用实测数据的随机分析，研究不同样本数量下特征函数的稳定性和收敛性，并提出构建不同精度特征函数的数组阈值。实测数据来源于4个国家9个地区，共11个工况，对此分别进行随机分析的结果表明，随样本数量增加，特征函数具有稳定性与收敛性。研究表明，一个地区内取数组超过50，100，200和800，则可分别得到变异系数小于0.2，0.15，0.10和0.05的N-特征函数。
关键词：区域土；特征函数；特征函数；数组；收敛阈值
地面堆载下盾构隧道结构韧性演化规律研究
朱 旻1, 2, 3，陈湘生1, 2, 3，夏长青*1, 2, 3，王 琛1, 2, 3，包小华1, 2, 3
(1. 深圳大学土木与交通工程学院，广东 深圳 518060；2. 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；
3. 深圳大学未来地下城市研究院，广东 深圳 518060)
摘 要：韧性理论的提出和发展为盾构隧道结构性能评估提供了新思路。在提出考虑历史最大变形的衬砌性能指标基础上，建立包含管片、接头和非线性土弹簧的精细化三维有限元分析模型，研究了地面堆卸载作用下，不同埋深盾构隧道结构响应特征和韧性演化规律。结果表明：地面堆载下拱顶、拱底内弧面受拉，拱腰外弧面受拉，受错缝拼装影响，结构内力和损伤集中于边环纵缝相邻的中环管片处；卸载阶段隧道水平收敛减小，完全卸载后的残余变形随堆载量增加而增大，相同水平收敛情况下浅埋隧道卸载后变形恢复率大；隧道结构韧性随着水平收敛的增大快速降低，而缩短响应时间、提高修复措施效率可以提升隧道结构韧性；将隧道结构韧性分为4个等级，当结构进入极低韧性阶段时，应采取更加高效快速的综合修复方案，同时避免造成结构的二次损伤。
关键词：盾构隧道；韧性；地面堆载；衬砌性能；水平收敛
地下结构地震响应分析的高效混合模拟方法
禹海涛1，王治坤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：数值模拟是地下结构抗震分析的重要手段之一，然而地震动输入及边界效应、模型尺度规模等因素均会影响数值模拟的计算精度和效率，并且存在计算尺度、计算时间、计算精度之间的矛盾，因此如何高效、精确地模拟地下结构与地层相互作用体系的地震响应仍是亟待解决的关键问题。基于区域缩减法（DRM）将边界元和有限元相融合的核心思想，旨在建立能够合理模拟地下结构-地层系统地震响应特征的高效混合分析方法。首先将地下结构-地层整体模型划分为近场地层-结构内域子模型和远场地层外域子模型，通过构造重合节点保证内域-外域耦合边界处的位移连续性；其次，基于边界元求解外域自由场或地形影响下的非自由场地震动特征，并采用DRM构造矩阵方程将外域动力响应转化为等效地震荷载，可以在保证地震动合理输入的前提下极大地缩减外域模型尺寸，进而实现对内域中地下结构地震响应的快速参数化分析；最后，设计了两组典型算例以检验该方法的可靠性和高效性。结果表明：对于无地形影响下的双线隧道地震响应模拟，通过与远置边界参考解对比验证了方法的有效性；对于受地形条件影响下的双线隧道地震响应模拟，本方法在保证精度要求的基础上极大缩减了包括地形在内的外域模型范围，相比远置边界法和传统黏弹性法，可使计算模型尺度分别缩减97%和83%，计算时间减少72%和58%。此外，该方法还可推广到斜入射地震动作用下地下结构的动力响应分析。
关键词：地下结构；混合方法；区域缩减法；非自由场地震输入
地震液化离心机振动台模型试验与LEAP研究进展
周燕国1，马 强1，刘 凯1, 2，曹 渊1，陈云敏1
(1. 浙江大学岩土工程研究所，浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江大学超重力研究中心，浙江 杭州310058；
2. 中建丝路建设投资有限公司，陕西 西安 710000)
摘 要：离心机振动台模型试验是研究地震液化问题的重要手段，一方面可重现场地地震响应和揭示液化致灾规律，为发展工程设计方法提供依据；另一方面可以作为特定边值问题的标准模型试验数据，验证数值方法与土体本构模型及其参数选取的合理性。介绍了离心机振动台模型试验的试验原理，回顾了离心机振动台模型试验在地震液化领域的主要研究进展。围绕由中国、美国、日本和英国等国家高校与研究所联合开展的国际合作项目“液化试验与分析”（LEAP），重点介绍了若干为提高离心机振动台模型试验可重复性而发展的物理模拟新技术，包括离心机振动台的台面振动控制技术、模型土体弹性波速测试技术和基于图像分析的动态位移监测技术等。最后针对地震液化领域的若干工程和研究需求，探讨了离心机振动台模型试验领域的发展趋势。
关键词：地震液化；离心机模型试验；物理模拟；振动台；VELACS；LEAP；相似律
南海岛礁珊瑚砂砾混合料动力特性试验研究
吴 杨1，吴毅航1, 2，马林建3，崔 杰1，刘建坤*2，戴北冰2
(1. 广州大学土木工程学院，广东 广州 510006；2. 中山大学土木工程学院，广东 广州 510275；3. 陆军工程大学国防工程学院，江苏 南京 210007)
摘 要：在南海岛礁实际建造工程中，上部吹填地基材料以大小砂砾共存、混杂无序的状态分布。地层中砂砾混合分布状态使地基在地震等动荷载下呈现出复杂的力学响应。通过开展一系列不同含砾量、密实度、围压和初始剪应力条件下的不排水循环三轴剪切试验，研究珊瑚砂砾混合料在不同工况下的动力特性。试验结果表明，无论是在松散还是密实状态，含有珊瑚砾的混合料试样在循环荷载下表现出更缓的轴向应变增长和孔隙水压上升的变化趋势。与单一珊瑚砂所构成的试样相比，珊瑚砂砾料试样具有更高的抗液化能力。珊瑚砂砾混合料抗液化强度随着含砾量、密实度和初始剪应力的增大而显著提高。密实珊瑚砂砾料的抗液化强度随围压的增大而减小，而针对松散试样没有发现明显规律，这可能是围压和密实度耦合影响引起的。试验结果表明含砾量对试样抗液化强度的影响主要受混合料骨架结构所控制，混合料骨架大致可分为粗颗粒（珊瑚砾）和细颗粒（珊瑚砂）结构主导两种状态。二元介质属性是开展砂砾混合料力学特性研究所必须考虑的影响因素。
关键词：珊瑚砂砾混合料；动力特性；含砾量；骨架结构
非饱和土地基中端承桩对SH波的水平地震响应
邹新军1, 2，杨紫健*1，吴文兵3
（1. 湖南大学土木工程学院，湖南 长沙 410082；2. 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室，湖南 长沙 410082；
3. 中国地质大学工程学院岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074)
摘 要：为探讨非饱和土地基中SH波作用下端承桩的水平地震响应，先基于一维波动理论得出SH波引起的土层自由场水平振动解，然后考虑非饱和土体动剪切模量随其饱和度的变化特性，采用三维连续介质力学和Euler梁模型建立轴向静荷载下非饱和土-端承桩水平耦合振动模型，进而通过引入势函数和分离变量法推导出桩顶水平位移相互作用因子、桩顶水平位移放大因子和桩身曲率比的表达式，经与已有成果对比验证后再经参数分析，获得土体饱和度、桩身长径比和土体黏滞阻尼对桩身水平抗震特性的影响规律：土体饱和度和桩身长径比仅在高频范围对相互作用因子和放大因子有显著影响；土体黏滞阻尼仅在共振频率使得相互作用因子和放大因子分别逐渐增大和减小。
关键词：端承桩；非饱和土；SH波；水平振动；Euler梁模型
液化土中管道随机地震响应分析与可靠度评价研究
徐 斌1, 2, 陈柯好1, 2, 王星亮1, 2, 庞 锐*1, 2
(1. 大连理工大学建设工程学部水利工程学院，辽宁 大连116024；2. 海岸和近海工程国家重点室验室（大连理工大学），辽宁 大连116024)
摘 要：地震作用下饱和砂土液化会导致埋地管道上浮，引起系统功能失效。为探究液化场地中埋地管道的地震响应和可靠度水平，充分考虑地震动的随机性和非平稳性，提出了基于概率密度演化法和等价极值分布的概率分析方法，从超孔隙水压力、加速度和结构位移变形三方面对埋地管道进行随机动力分析和可靠度评价。结果表明：地震动的随机性对埋地管道的动力响应有显著影响，传统的确定性分析方法可能会低估管道的地震响应，提出的分析方法能较全面地研究管道的上浮机理和可靠度水平；地震作用下，孔隙水压力上升，导致土壤有效应力下降，进而发生土壤液化是管道上浮的主要原因；两侧土壤向管道底部的挤压和指向管底的渗流压力进一步加剧了管道的抬升。最后，基于成灾机理研究了U型碎石排水对埋地管道的减灾效果和机理。提出的随机概率分析方法，可以对管道的上浮机理和可靠度做出较为准确的分析。
关键词：液化土；埋地管道；随机地震；概率分析；上浮机理
软-硬互层岩体节理峰前循环剪切疲劳损伤机理研究
许 彬1, 2，刘新荣*2，周小涵2，韩亚峰1，刘 俊3，谢应坤4，邓志云5
（1. 重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室，重庆 400074；2. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；3. 中国建筑第二工程局有限公司，
北京 100160；4. 重庆川东南工程勘察设计院有限公司，重庆 400038；5. 清华大学水利系，北京 100084）
摘 要：三峡库区频发微小地震下岩体节理循环剪切疲劳损伤对边坡动力稳定性具有重要影响。通过室内峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值计算，研究了考虑一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度、法向应力及循环剪切次数影响的软-硬互层岩体节理宏细观疲劳损伤机理。研究表明：①岩体节理剪切应力-剪切位移曲线历经初始非线性压剪变形、近似线弹性压剪变形、循环剪切疲劳损伤变形、应力缓升压剪变形、应力陡升压剪变形及应力脆性跌落压剪变形六个演化阶段。②岩体节理峰值（残余）剪切强度和疲劳剪切（法向）位移在相同一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度或法向应力下随循环剪切次增多而分别降低和增大；且其在相同循环剪切次数下随一阶起伏角或法向应力变大而分别增大和降低，而随含水率、剪切速率或剪切幅度变大则分别降低和增大。③宏细观结果总体上吻合较好，且岩体节理细观剪切疲劳损伤裂纹数量随剪切位移变化呈前期微增-陡增、中期缓增及后期陡增-缓增-陡增的发展特征，而其随循环剪切次数变化则呈前期陡增和后期缓增的发展特征。④岩体节理宏细观剪切疲劳损伤典型演化过程可概述为压密-起裂破坏、循环错动-贯通破坏及分离-啃断破坏3个渐进性发展阶段，且宏细观剪切疲劳损伤裂纹近似呈“倒U形”密集分布于岩体节理附近。
关键词：软-硬互层岩体节理；峰前循环剪切试验；PFC2D细观数值计算；演化过程；疲劳损伤机理
考虑刚度与强度劣化的洞室围岩弹塑性分析
张 帅1，王俊杰*2，张海龙3，宋少贤4，吴岱峰5
(1. 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074；2. 重庆交通大学材料科学与工程学院，重庆 400074；3. 重庆文理学院土木工程学院，重庆 402160；4. 重庆市市政设计研究院有限公司，重庆 400020；5. 重庆市城投基础设施建设有限公司，重庆 400015)
摘 要：地下洞室锚固围岩进入塑性状态后其刚度与强度均会产生一定程度的劣化。将锚固围岩视为复合岩体并借助参数等效原则求出其刚度与强度参数后，基于D-P屈服准则得到了考虑劣化效应的深埋圆形洞室锚固围岩弹塑性解，借助FLAC-3D有限差分软件验证了该方法的可靠性后对相关影响因素进行了具体分析。研究结果表明：①考虑锚固围岩的刚度与强度同时劣化后得到的围岩变形量更符合实际；②残余黏聚力c"、残余内摩擦角φ"、残余弹性模量E"的大小对锚固塑性残余区半径Rb、洞壁位移u具有控制性作用，当c"，φ"，E"取值越大时，Rb，u便会越小，反之Rp、Rb、u便会越大；③软化模量Mc、Mφ对塑性残余区半径Rb、洞壁位移u的影响较大，对塑性软化区半径Rp的影响可以忽略；④系统锚杆与支护阻力pi协调作用下可以有效控制塑性残余区范围及围岩变形。
关键词：洞室围岩；刚度劣化；强度劣化；锚固效应；D-P准则
压气储能地下储气库衬砌裂缝分布特征及演化规律研究
蒋中明1, 2，甘 露1，张登祥1, 3，肖喆臻1，廖峻慧1
(1. 长沙理工大学水利与环境工程学院，湖南 长沙 410114；2. 长沙理工大学水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室，湖南 长沙 410114；
3. 长沙理工大学洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室，湖南 长沙 410114）
摘 要：地下储气库衬砌的主要作用是将内压传递给围岩，且同时作为柔性密封层的附着基层。高内压作用下衬砌开裂可导致密封层出现反射型裂缝，进而引起高压气体的泄漏。为深入认识地下储气库衬砌的开裂特征，开发了基于FLAC3D平台的衬砌裂缝分析程序，研究了衬砌配筋方式、配筋率、钢筋保护层厚度、围岩类别和温压循环荷载作用等因素对衬砌开裂演化特征的影响。研究成果表明：对衬砌采取合理的配筋方式和改善围岩质量的措施可有效控制衬砌裂缝的宽度；采用分区配筋的方式可有效控制圆形断面隧洞式储气库衬砌中的最大裂缝宽度，同时降低衬砌的配筋量。空气压力和温度同步变化引起的热力耦合效应还有助于减小衬砌中出现的裂缝宽度。
关键词：压气储能；地下储气库；钢筋混凝土衬砌；衬砌开裂特征；裂缝宽度
砂土中斜桩-承台基础的水平承载特性研究
张 磊，沈健豪，陈 成*，罗丹阳
(武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070)
摘 要：通过开展室内模型试验，研究了砂土中斜桩-承台系统的水平承载特性，重点分析了桩身倾角及桩身抗弯刚度两个因素对桩顶水平位移、桩身弯矩分布的影响。利用有限元方法开展了与模型试验相对应的三维有限元分析，两者所得结果的对比表明所采用的有限元分析方法能较好地反映斜桩在水平荷载下的受力和变形特性。为了更好地与工程实际相对应，基于上述数值分析方法开展了原型尺寸的数值参数分析，考虑了桩体的弹塑性力学特性，探究土体弹性模量、桩身刚度以及桩身长度对斜桩-承台系统水平承载能力的影响。计算结果表明，相较于改变桩身的抗弯刚度，土体弹性模量的变化对斜桩-承台系统水平承载能力的影响更为显著；当桩长小于25 m（25倍桩径）时，桩长的增加能较明显降低桩顶水平位移响应，当桩长超过该值时，斜桩水平承载能力的提升效率下降。此外，基于试验数据开展了多元回归分析，获得了斜桩-承台系统桩顶水平位移的半经验预测公式，该公式的预测值与试验实测值及数值参数分析计算值的吻合度均较高，具有良好的适用性，有望能为砂土中斜桩工程的设计和分析提供一定的参考依据。
关键词：斜桩-承台系统；水平承载能力；有限元分析；模型试验
不同冲击气压下煤样动态剪切强度的长径比效应
王 磊1，陈礼鹏*1，袁秋鹏1，焦振华1，刘怀谦2
(1. 安徽理工大学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. 中国矿业大学（北京）能源与矿业学院，北京 100083)
摘 要：采用Φ50 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统，开展了不同冲击气压下直径75 mm，长径比分别为0.20，0.27，0.33，0.40和0.47的5组煤样的动态剪切试验，划分了煤动态剪应力时程曲线的阶段，探讨了冲击气压对煤样动态剪切强度的影响，分析了煤样动态剪切强度和加载率的长径比效应，并建立了长径比效应理论模型。研究结果表明：①煤样动态剪应力时程曲线可分为应力初始上升、应力线性增长、应力缓慢上升和应力下降4个阶段；②煤样动态剪切强度与冲击气压呈正线性相关，但不同长径比下增加幅度存在差异，具体表现为：相同冲击气压增量下，煤样长径比越小，动态剪切强度的增加幅度越大；③煤样动态剪切强度和加载率均与长径比有关，在0.25，0.35 MPa较低冲击气压与0.45，0.55 MPa较高冲击气压下分别呈现出正、负长径比效应，并通过方差分析确定了长径比对其影响最小的冲击气压为0.376 MPa；④建立了不同冲击气压下煤样动态剪切强度长径比效应理论模型，通过加载率效应推导出加载率长径比效应理论模型，并验证了模型的合理性和准确性。
关键词：煤；长径比效应；动态剪切强度；加载率；敏感性
锚杆张拉力无损测试原理与技术研究
张天予，钟新谷*，赵 超，程忠悦
(湖南科技大学，湖南 湘潭 411201)
摘 要：基于锚杆锚固体系多接触面特征，建造室内模型研究其锚固体系振动特性。通过在锚杆无应力段顶端安装加速度传感器测试时程信号，经快速傅里叶变换获得锚杆无应力段顶端振动频谱图，其频谱图的卓越频率具有良好的可识别性，据此获得其卓越频率与锚杆张拉力、锚杆无应力长度的变化规律，其卓越频率并非锚杆张拉段横向多阶振动频率。以此为基础建立了视锚固螺母为弹性基础的锚杆弹性振动模型、锚固螺母及锚杆相对螺母与球形垫圈接触面转动的刚体振动模型，分别获得其模型频率方程，基于其识别的卓越频率求解频率方程中的刚度参数，室内与现场试验表明其刚度参数—锚杆张拉力具有良好的线性相关性和单调递增关系。进一步室内模型试验表明其刚度参数—锚杆张拉力关系特征与蝶形托盘接触不同介质、不同锚杆张拉段长度不具有明显的相关性。为此提出了锚杆张拉力无损测试原理、方法与实现的技术路线，现场小规模试验表明本文提出的方法具有可靠性。
关键词：隧道工程；锚杆；振动特性分析；张拉力测试；无损检测
高温作用下非饱和黄土水热迁移试验研究
赵再昆1, 王铁行1, 金 鑫2, 张 亮1
(1. 西安建筑科技大学土木工程学院，陕西 西安 710055；2. 西安工业大学建筑工程学院，陕西 西安 710021)
摘 要：黄土的水敏性特点使其强度随含水率降低而大幅增加，高温疏干方法进行黄土加固具有广阔应用前景，研究高温作用下非饱和土水热迁移规律具有重要意义。通过自制高温水热迁移装置，进行不同高温水平下不同初始含水率黄土的水热迁移试验。试验结果表明：高温对水分具有显著驱动作用；当热端温度超过100℃时，试验初期贴近热源土体的水分被快速驱离，是气液相变导致的气态水迁移显著增加所致；含水率分布由峰值曲线逐渐演变为含水率单向增大的缓变曲线；热源温度越高，水分迁移通量越大。建立了高温水热迁移模型，并通过计算验证了模型的可靠性。以体积含水量表示计算所得水分场数据分析了高温和水分含量对水分迁移的综合影响机制，根据黄土高温水分迁移特征在不同体积含水量阶段的差异化表现，将高温水分迁移特征划分为3个区间。Ⅰ低体积含水量区间：水分迁移通量随体积含水量变化曲线呈现峰值曲线，水分主要迁移形式为气态水；Ⅱ中体积含水量区间：随体积含水量增大，气态水迁移通量减小的同时液态水迁移通量增大；Ⅲ高体积含水量区间：温度作用对水分迁移进程不产生影响。
关键词：高温；非饱和黄土；含水率；水热迁移
不同初始状态下黄土的平面应变卸载力学特性
张 玉1, 2, 赵 阳1, 刘科继1, 叶 晟1, 刘 瑾1, 2, 丁 潇1, 张 猛1, 屈永龙1
（1. 西安工业大学建筑工程学院，陕西 西安 710021；2. 西安工业大学西安市军民两用土木工程测试技术与毁损分析重点实验室，陕西 西安710021）
摘 要：针对于黄土工程中的平面应变卸载问题，利用平面应变改造后的真三轴仪，开展了不同初始状态（原状、重塑和饱和）黄土在不同固结围压和含水率条件下的平面应变卸载试验，揭示了不同初始状态黄土的应力-应变演化关系、中主应力特性和强度特性。研究结果表明，不同初始状态黄土的应力-应变曲线在低含水率和低围压条件下呈现理想塑性，随着固结围压和含水率增大，从弱硬化型向强硬化型转变；黄土的不同初始状态对应力-应变关系演化特性影响较大，原状黄土曲线最高，重塑黄土次之，饱和黄土最低；固结围压越大、含水率越低，初始切线斜率越大，应力应变曲线越高，土的强度发挥越快。原状和饱和黄土的中主应力和中主应力参数均先减小后增大，衰减幅度大，增长幅度小，中主应力参数的增长幅度要大于中主应力；重塑黄土的中主应力和中主应力参数则先减小后基本保持稳定。平面应变卸载条件下不同初始状态黄土的黏聚力和内摩擦角均随含水率增大近似呈现线性减小；不同初始状态对土黏聚力的影响要明显大于内摩擦角。原状黄土在低围压和低含水率条件下沿着剪切带形成明显的侧向滑移破坏，其余条件下均发生测胀破坏。
关键词：原状黄土；重塑黄土；饱和黄土；平面应变试验；侧向卸载
含挖填界面边坡三维稳定性上限分析
闫 超，王红雨*
(宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏 银川 750021)
摘 要：针对工程实践中挖填交界面与边坡坡面走向线斜交的高边坡空间三维稳定分析问题，基于极限分析上限定理，构建拓展的三维牛角状破坏机构，通过引入机构参数挖填界面倾角α突出边坡特性，建立与之对应的功能平衡方程，采用序列二次规划优化算法求解强度折减后的边坡安全系数上限解。在此基础上，计算了宁夏黄土丘陵地区妙岭750 kV变电站高边坡以及相关文献中极限状态下边坡稳定性系数γH/c工程案例，并将计算结果与有限元极限分析软件模拟值进行对比分析。结果表明：随着挖填界面倾角α的增大，边坡安全系数Fs上限解和模拟值均减小，两种方法的计算结果相对误差在5.9%以内，且拓展的破坏机构与数值模拟的剪切耗散变形模式基本一致；在极限状态下，拓展机构的上限解和数值模拟结果都十分接近于1.0，二者相对误差未超过8.3%。研究工作为此类高边坡空间稳定分析问题提供了一种简便实用的计算方法。
关键词：边坡稳定性；上限分析；挖填界面；三维效应；安全系数
考虑颗粒形貌的干砂热传导特性研究
张 涛1，杨玉玲*1，叶晓平2，张宇欣3，刘松玉4
(1. 南京工业大学交通运输工程学院，江苏 南京 210009；2. 浙江华东建设工程有限公司，浙江 杭州 310030；3. 中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074；4. 东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096)
摘 要：为揭示颗粒形貌对干砂热导率的影响规律，通过砂颗粒形貌测量和室内热探针试验，研究不同天然河砂的二维颗粒形貌统计分布特征以及颗粒形貌特征参数与热导率的相关关系，同时从细观尺度探讨砂颗粒接触传热的内在机制。结果表明：天然河砂颗粒圆度和球度值的统计分布具有正态分布特征，期望值可作为定量表征颗粒形貌的参数；干砂热导率随孔隙率增加而减小，在半对数坐标中两者具有良好的线性关系，直线斜率与“平均形貌因子”Am呈线性减小关系；相同孔隙率下，浑圆颗粒的干砂热导率值较大，不同干砂间热导率值的差异随孔隙率的增加而逐渐减小；提出的热导率计算新模型综合考虑了颗粒形貌和矿物组分的影响，相比于传统Côté和Konrad模型，具有更好的适用性和先进性；颗粒形貌对干燥状态下无黏性土热传导特性的作用受多因素综合影响，与应力环境、颗粒刚度等密切相关。
关键词：天然砂；热传导；颗粒形貌；统计分布；接触性状
基于在机开挖离心模型试验的改进MSD法评估
曹明洋1, 2, 马险峰*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：研发了一套应用于高离心力场条件下在机基坑开挖装置和支撑施加系统，开展了多支撑支护的黏土基坑开挖的离心模型试验。将开挖引起的墙后地表沉降与挡墙变形的试验数据与已发表的相关研究成果进行对比分析，证明了该套在机开挖装置和支撑系统可有效模拟实际基坑工程的土体开挖及支撑。在离心试验数据的基础上，对基坑体系的变形机制进行了修正，提出了全量变形机制计算的改进动员强度法（mobilizable strength design，MSD）。应用改进MSD法计算多支撑开挖的挡墙变形曲线，并将计算结果与现场监测数据对比。结果表明：改进MSD法预测结果与实测数据较吻合，论证了改进MSD法的有效性。
关键词：基坑开挖；离心模型试验；在机开挖装置；改进MSD法
单侧卸荷诱发深基坑的不对称性变形特性与机制
邱滟玲1, 2, 丁文其1, 2, 赵腾腾3, 王校勇4, 乔亚飞*1, 2
（1. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，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. 上海城投水务工程项目管理公司，上海 200002；4. 上海勘察设计研究院(集团)有限公司，上海 200093）
摘 要：随着城市更新的推进，越来越多的基坑在既有邻近基坑造成的单侧卸荷条件下施工，表现出与常规基坑不同的变形特性和机制。为此，依托上海某单侧卸荷的深基坑工程（34.3 m），统计分析了现场监测数据（地下连续墙侧移、墙后土体侧移、周边地表沉降、支撑轴力和墙后土压力），揭示了软土地区单侧卸荷诱发的深基坑不对称变形特性，并初步探讨了其发生机制。结果表明：单侧卸荷引起了地下连续墙侧移的不对称性，卸荷侧侧移减小76%，非卸荷侧侧移增大72%，进而导致非卸荷侧地表沉降最大值增加1倍以上，这是卸荷侧土压力减小、围护结构整体水平位移和卸荷方向支撑等效刚度变化3种机制综合作用的结果。在类似工程的设计施工中，应充分考虑基坑的不对称变形特性，选取合适的等效支撑刚度进行计算，并针对卸荷/非卸荷侧制定合理的监测预警指标。
关键词：深基坑；监测分析；不对称变形特性；土压力；机制
考虑井周堵塞效应的定水头非完整回灌井流模型
李 炯1, 2, 3, 李明广1, 2, 詹红兵4, 陈锦剑1, 2, 夏小和1, 2
(1. 上海交通大学土木工程系，上海 200240；2. 上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室，上海 200240；3. 清华大学水利水电工程系，
北京 100084；4. 德克萨斯农工大学地质与地球物理系，德克萨斯 77843)
摘 要：针对传统定水头井流模型无法反映井周含水层堵塞对含水层渗流响应影响的问题，在假设井周含水层渗透系数在堵塞作用下随时间呈指数形式衰减的基础上，建立了考虑堵塞效应的定水头非完整回灌井流模型。通过对模型进行变量代换、Laplace变换和有限余弦Fourier变换及其逆变换，推导了定解问题在Laplace空间的解，并采用Stehfest数值逆变换方法得到了实时空间内的半解析解。参数分析结果表明，较小的渐近渗透系数Kr,∞会减小回灌过程中回灌流量和水头抬升，并降低含水层的拟稳态渗流响应，而较大的渗透系数衰减指数仅降低了渗透系数衰减过程中水头抬升和回灌流量，并不影响含水层达到拟稳态时的渗流状态；因Kr,∞和不同引起的水头差沿径向距离先增大后减小，在井周堵塞区与主含水层交界面达到最大值；回灌堵塞使得水头抬升分布在井周堵塞区与主含水层交界面上存在明显的折点，并造成含水层水头在抬升过程中存在显著的下降阶段，上述特征可为回灌堵塞评估与预测提供参考。
关键词：回灌堵塞；定水头回灌；非完整井；井流力学；半解析解
茨哈峡水电站垫层料与过渡料联合抗渗试验研究
崔家全1, 马凌云1, 段军邦2, 张 路2, 崔家铭1, 何静斌1, 常玉鹏1
（1. 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司工程实验监测院，陕西 西安 710000；2. 青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司， 青海 西宁 810003）
摘 要：对于天然砂砾石料作为筑坝料的超高混凝土面板堆石坝工程，其坝体各分区料联合抗渗稳定性对坝体安全性十分重要。研究采用自主研制的高水头大型渗透试验设备，对茨哈峡水电站原级配砂砾石填筑料的垫层料与过渡料进行联合抗渗试验；监测各分区填筑料的渗流特性演变过程，总结了垫层料与过渡料筑坝料联合抗渗试验的演变基本规律，验证过渡料对垫层料的反滤保护作用，为茨哈峡水电站坝体填筑料的级配设计优化、渗透稳定安全性的论证提供了数据参考。
关键词：垫层料；过渡料；渗透变形；原级配试样；联合抗渗试验
