《岩土工程学报》2026年第1期摘要
（香港科技大学土木与环境工程系，香港 999077）
摘 要：地质灾害链是由原生灾害触发、多种次生灾害依次或并发形成的链式灾害系统，具有灾种转化、链式传播、时空放大等特征，难以预测，从而对重大工程和人民生命安全构成严峻挑战。以“机理认知—数值模拟—风险评估—智能防控”为主线阐述灾害链风险防控技术体系。以汶川地震地质灾害链为例，分析灾害链的成因、类型及时空演化规律，指出工程设计需充分考虑灾害链在其全生命周期内的影响。在数值模拟方面，研发了“降雨—滑坡—泥石流—洪水”灾害链全过程耦合模拟EDDA平台，建立了基于“热-水-力”耦合的冰川滑坡灾害链GMFA分析模型，实现从灾害启动、运动传播、侵蚀放大到灾种转换的灾害链全过程动态仿真。在风险评估方面，提出了HKUST-5步法全生命周期风险评估框架，开发了实时风险评估模块，包括区域性降雨滑坡定量风险评估系统PoLA及全球尺度地震滑坡风险实时预测系统QuakeSlide，为灾害应急响应提供实用工具。最后，提出了基于风险认知的工程设计决策方法、基于主动防御的灾害链断链理念和基于数字孪生的动态风险管理体系，为城市及山区重大工程的风险防控与应急管理提供技术支撑。
关键词：地质灾害链；风险防控；降雨滑坡；地震滑坡；冰川滑坡；数字孪生
固碳轻质土制备方法与物理力学性能研究
刘松玉1,2，张 翔*1，蔡光华3，袁振扬1，安景峰4，陈光伟4
（1. 东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 211189；2. 南京现代综合交通实验室，江苏 南京 211100；3. 南京林业大学土木工程学院，江苏 南京 210037；4. 江苏省交通工程建设局，江苏 南京 210004）
摘 要：为减少碳排放、探寻岩土工程的二氧化碳（CO2）利用技术，基于氧化镁（MgO）碳化固化原理，提出了一种固碳轻质土(carbon sequestration lightweight soil, C-LS)原理，该原理采用MgO和渣土替代水泥作为固化材料、CO2替代空气发泡，将MgO、粉质黏土、水和CO2泡沫按一定比例混合后形成密度<1 g/cm3的C-LS。通过无侧限抗压强度、扫描电镜和热重等宏微观试验，研究了不同MgO掺量、设计湿密度、水固比与碳化养护条件对C-LS的流值、凝结时间、干密度、强度、碳化产物及固碳能力的影响规律。结果表明：随MgO掺量和湿密度增加，C-LS流值和凝结时间减小，抗压强度提高，同时其固碳量提高。确定了C-LS的最优配比，在自然养护下，其28 d强度可满足高速公路路堤填筑和其它填筑材料要求，在外部加速碳化条件下，C-LS强度可进一步提高。根据C-LS强度与碳化产物产量及固碳量的内在联系，研究揭示了C-LS强度形成微观机理。C-LS技术能大量消耗CO2和工程渣土，为岩土工程固碳利用提供了崭新的技术途径。
关键词：C-LS；MgO；二氧化碳泡沫；制备方法；物理力学特性
詹良通1，章梓汀1，李 鹤2，兰吉武1，陈云敏1
（1. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058；2. 浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310058）
摘 要：为实现土地再利用、彻底清除污染源、填补冗余焚烧处理能力，近年来大量生活垃圾填埋场开始进行开采治理，填埋垃圾各类物料的质量占比是开采治理工程的关键参数。结合深圳市某填埋场，采用小钻孔勘探填埋物分布、大直径旋挖钻原位测试密度与取样、筛分试验确定筛分物料质量占比，对比分析了大直径旋挖钻与传统小钻孔取得试样的外观形态、物理组分、含水率、颗粒级配和重度等特性，最终提出了一套适用于存量垃圾开采再利用工程、能准确评估填埋垃圾存量与生活垃圾各类筛分物料量的垃圾堆体调查方法。结果表明：大直径旋挖钻取得的试样更能代表填埋垃圾的特征，对比旋挖钻，小钻孔试样中的粗粒料偏小约15%，细粒料和轻质料分别偏大2.6%～13.7%和3.2%～21.9%；随着埋深增大，旋挖钻试样的特征粒径逐渐减小，降解后的小颗粒主要集中在0.075～2 mm粒径组，质量占比增加了7.6%；采用旋挖钻测试得到的垃圾原位重度随埋深从6.09 kN/m3增加至12.53 kN/m3，小钻孔的取样测试结果偏大10.7%～37.6%，两种方法差值随埋深逐渐变小。基于试验结果对深圳某填埋场垃圾存量和各类筛分物料量进行了计算，对比旋挖钻，小钻孔计算误差约为40.5%～128.6%。
关键词：填埋场；开采；筛分再利用治理；旋挖钻；筛分
高温后花岗岩三轴压缩条件下力学特性试验研究
朱振南1, 2, 3，梁 缘1, 2，解经宇*4, 5，乔 伟4, 5，杨圣奇1, 2，杨现禹3，黄彦华1, 2，张 雨1, 2，范 浩6，田 红3，蒋国盛3，陈 劲3
（1. 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；2. 中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116；3. 中国地质大学（武汉）教育部岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074；4. 中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏 徐州221116；5. 中国矿业大学矿区深部零碳负碳技术教育部工程研究中心，江苏 徐州 221116；6. 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）
摘 要：随着高温岩体工程的进一步发展，需要准确揭示高温和高压条件对储层岩石物理力学变化影响机理，来分析高温岩体工程储层稳定性，提高资源开采效率。基于此，通过对高温后（20～600℃）的花岗岩进行不同围压作用下的常规三轴压缩试验，分析了不同围压下高温后花岗岩试样常规三轴压缩全应力-应变关系，探讨了温度、围压对花岗岩的强度和变形特征及破坏形式的影响，同时结合高温后花岗岩偏光显微镜图像，从细观上揭示了高温后花岗岩力学特征变化的机制。研究结果表明：①高温后花岗岩三轴抗压强度和弹性模量皆随温度的升高而逐渐降低，随围压的升高而增大。与常温条件下相比，600℃时单轴抗压强度和弹性模量分别降低了56.47%，54.63%，而60 MPa条件下，三轴抗压强度和弹性模量仅降低了41.04%，33.51%。高温对花岗岩体积应变的膨胀有很大影响，温度越高，试样体积膨胀的越明显，且高温后花岗岩黏聚力和内摩擦角皆随温度的升高而降低；②温度大于400℃时，花岗岩强度和变形参数降低幅度呈现突然增大的趋势，且微裂纹的密度和平均宽度总体上也有突然增大的趋势，单轴压缩条件下破坏形态也由轴向劈裂破坏向剪切破坏过渡，花岗岩强度和变形参数及破坏形式变化的阈值温度应大于400℃；③裂纹面积fs和平均裂纹宽度Wa皆随温度的升高而逐渐增大，400℃时，fs和Wa增加到1.52%和7.30 mm，随着温度升高到600℃时，fs和Wa进一步升高到3.67%和11.00 mm，与力学与变形参数随温度逐渐减小的趋势相对应，岩石内部水分子逸出、矿物晶体膨胀系数的差异及矿物晶体物理变化导致花岗岩试样内部晶间和晶内微裂纹逐渐萌生、扩展和交汇成裂纹网络，导致高温后花岗岩力学特性的变化。通过宏观和细观试验结果相结合揭示了高温和高压条件下储层花岗岩物理力学变化机理，为涉及高温岩体工程开发的相关计算与数值模拟提供理论支撑。
关键词：高温花岗岩；三轴压缩；力学特性；偏光显微镜；矿物晶体膨胀
深埋无中导洞连拱隧道过程荷载计算方法研究
张 建1, 2，孙纬宇1,3，严松宏*1,3，王永刚2，王 文2
（1. 兰州交通大学土木工程学院，甘肃 兰州 730070；2. 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730030；3. 甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室，甘肃 兰州 730070）
摘 要：无中导洞连拱隧道规避了传统连拱隧道施工工序繁杂、应力转换频繁等缺点，近年来取得了越来越广泛的应用，而该新型结构的围岩压力计算方法并未有统一的标准可循。基于普氏理论及过程设计方法，考虑先行洞支护结构对后行洞塌落拱高度的抑制作用及后行洞开挖对先行洞围岩压力的加剧影响，建立了深埋无中导洞连拱隧道过程荷载计算方法，最后通过与典型工程现场监控量测结果及参考文献计算方法比对分析。研究结果表明，通过应力分布组合的方式确定先行洞支护结构支撑能力能够量化对后行洞围岩压力的抑制作用；定量分析影响围岩压力的4个主要因素影响程度（围岩级别S（32.66%）、先行洞开挖宽度W1（28.02%）、后行洞开挖宽度W2（22.34%）、先行洞支护强度G（16.99%）），使得后行洞开挖对先行洞围岩压力影响系数的取值更加合理。通过对深埋无中导洞连拱隧道过程荷载计算方法的求解，能够为无中导洞连拱隧道支护结构提供较为科学合理的设计依据。
关键词：连拱隧道；普氏理论；过程荷载；最大隶属度原则
基于PFM-LBM的冻土渗透特性介观尺度数值研究
胡裕洋1，孙宸章1，颜 瀚1，滕继东*1,2，张 升1,2
（1. 中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075；2. 高速铁路建造技术国家工程研究中心，湖南 长沙 410075）
摘 要：土体冻胀现象的核心是冻土中水分的迁移和相变，而冻土渗透系数是理解该过程的关键参数。冻土对温度和流体的高度敏感性使得物理实测其渗透系数存在很大困难，因此从介观尺度开发可靠的数值分析方法是非常有益的探索。首先利用级配曲线重构了土样的多孔介质结构，从介观尺度提出了一个研究冻土渗透特性的PFM-LBM耦合的介观数值方法。基于已有的试验数据和解析模型，对模型进行验证，表明该方法可以高效准确地预测饱和冻土渗透系数。在此基础上研究了未冻水含量、不同成冰方式等因素对冻土渗透特性的影响，结果显示未冻水含量对冻土的渗透系数有显著影响，集中反映在流体相对比界面长度Rf和迂曲度tf的增加。孔隙填充和颗粒包覆两者成冰方式对冻土渗透系数的影响也存在差异：前者与Rf的联系更加紧密；而后者则是随着未冻水含量的减小，tf的影响越来越突出。
关键词：饱和冻土；相场法；格子Boltzmann方法；渗透特性；介观尺度
高速列车荷载作用下桩网复合地基土工格栅变形特性研究
（1. 安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南232001；2. 河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210098；3. 中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430014；4. 福建省地质工程勘察院自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室，福建 福州 350002）
摘 要：土工格栅是影响桩网复合地基桩、土荷载分配问题的主要因素之一，但目前对其研究还不够深入，尤其是动态列车荷载作用下。为此建立了相似比为1:5的桩网复合地基模型，以作动器输出的M形波模拟列车动载，开展了格栅动态变形特性研究，揭示了列车动荷载-土工格栅-碎石-桩之间的相互作用机理。结果表明：列车经过瞬时，路堤中部、路肩下方格栅动应变时程曲线呈“正M”形，边坡处格栅动应变时程曲线呈“倒M”形。振动初始阶段格栅碎石垫层类似于“半刚性平台”，一段时间后格栅碎石垫层类似于“拉膜”。列车高速运行时，路堤中部下方和路肩下方的格栅累积应变随着加载幅值的增加逐渐单调增长；边坡坡脚处格栅累积应变随着加载幅值的增大逐渐减小。
关键词：桩网复合地基；高速列车荷载；土工格栅；动应变；累积应变
注浆整治盾构隧道横向大变形下地层响应现场试验研究
叶振威1, 2，张东明*1, 2，张晋彰1, 2，黄宏伟1, 2，邵 华3
（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. 上海地铁维护保障有限公司，上海 200070）
摘 要：微扰动注浆技术在整治盾构隧道的横向大变形方面已得到广泛应用，但针对注浆过程中周边地层力学响应的研究仍相对缺乏。依托上海地区某微扰动注浆整治盾构隧道横向变形的案例，在现场选取了一环管片衬砌作为测试环，于该测试环对应的注浆孔两侧布设了压力传感器，监测其土压力及孔隙水压力的变化。据此分析了注浆过程中该注浆孔附近地层的附加土压力、超孔隙水压力及有效应力的变化规律，并进一步分析了后续3个邻近注浆孔在注浆过程中引起该测试位置地层的力学响应规律。在此基础上，结合注浆期间的附加土压力变化，修正了现有注浆效率计算式中的浆液分配系数，为定量表征注浆体于二维平面上的不确定性以及注浆参数工程实践设计提供了新思路。
关键词：盾构隧道；微扰动注浆；横向收敛；土压力；现场实测
基于潜在滑动面倾角离散的铁路路基重力式挡土墙主动土压力计算方法
李 斌1，袁锦全2，张联宇*3，曹子君4, 5，姚洪锡6，陈 嵘3, 5
（1. 武汉理工大学交通与物流工程学院，湖北省公路工程技术研究中心，湖北 武汉430063；2. 中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院，河南 郑州 450001；3. 西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031；4. 西南交通大学智慧城市与交通学院/城市轨道交通学院，四川成都 611756；5. 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都 610031；6. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063）
摘 要：铁路路基重力式挡土墙墙后填土断面为梯形，且填土承受列车荷载。这种复杂工程条件下，危险滑动面位置和主动土压力无法通过库仑土压力公式确定，导致挡土墙稳定性分析十分困难。首先基于滑动土体的极限平衡，提出一种危险滑动面的搜索方法，计算主动土压力合力；根据合力等效与总力矩等效原则，确定主动土压力水平和竖直分量的力臂，在此基础上，计算分析铁路路基重力式挡土墙考虑滑动和倾覆两种失效模式下的稳定性。结果表明该方法计算准确、简单且计算量小，限制条件少，能很好地适用于复杂工程条件；当倾角变化步长为时可同时兼顾计算精度与计算效率。此外，针对超载分布位置、超载宽度、墙背倾角及内边坡坡角等因素开展参数影响分析，总结了主动土压力大小、主动土压力作用位置及各失效模式安全性受各参数的影响规律。
基于土石混合体随机重构的路基空洞地质雷达响应特征
师文豪1, 2, 3，吴伊锋1, 3，张永辉3，朱晓丹3，樊绿叶3, 4
（1. 苏州科技大学土木工程学院，江苏 苏州 215011；2. 安徽理工大学深部煤炭资源智能绿色开采安徽省联合共建学科重点实验室，安徽 淮南 232001；3. 昆山市地下空间技术研究院有限公司，江苏 苏州 215337；4. 昆山市建设工程质量检测中心有限公司，江苏 苏州 215337）
摘 要：为研究土石混填路基空洞对地质雷达波的响应特征，考虑土石混合体的随机性和非均性，提出以椭圆伸缩变形法构造碎石颗粒，以随机投放和随机生长算法重构含孔隙的土石混合体细观模型，借助GprMax软件开展了土石混填路基空洞的地质雷达正演模拟，基于等效介电常数对模型的适用性进行了验证，进一步研究了路基碎石含量、孔隙率、含水率对空洞反射信号的影响规律。结果表明：电磁波传播至空洞时会强烈反射，土石混填路基中电磁波散射明显，波形模糊且波面不光滑，碎石粒径越大，反射波波形畸变越严重，可辨识度越低；碎石是引起电磁波散射的主要原因，适当的碎石含量可以增强空洞信号振幅，超过一定含量后，会造成信号衰减；孔隙率和含水率主要通过介电常数影响空洞反射信号特征。该研究可为土石混填路基空洞的地质雷达图像识别提供理论依据。
关键词：非均匀；土石混合体；路基空洞；电磁波；正演模拟
基于稳定性与位移联系的桩固土坡极限位移解析方法
吴 兵1，李绍红2，肖世国*2，梁 瑶3
（1. 西南交通大学地球科学与工程学院，四川 成都 610031；2. 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都 610031；3. 四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610017）
摘 要：传统的极限平衡法一般不能实现坡体稳定性与位移的联系，无法求解坡体达到极限状态所发生的位移。为了在理论上近似解决这个问题，以抗滑桩加固土质边坡为典型对象，基于滑面土体的剪应力-剪切位移的非线性关系、滑体的静力平衡与各条块间的位移协调性，考虑滑面处桩身轴力、剪力和弯矩对坡体稳定性的作用，并通过滑体塑性变形理论计算该桩身剪力，构建了联系位移的桩固坡体的稳定性控制方程，推导了坡体极限位移的计算公式，形成了桩固土坡的两种联系位移的稳定性分析方法。模型试验表明，理论方法与试验结果吻合良好，坡体极限位移的理论值相对于试验值的最大偏差约为15.5%；实例分析显示，坡体竖向和沿滑面切向的极限位移均随距坡脚水平距离呈非线性增大特征，坡体水平极限位移则随之略有减小；桩固坡体的极限位移与设桩位置、桩径、桩间距、坡顶荷载以及坡体稳定性设计安全系数密切相关，坡顶极限位移随桩位由坡脚靠近坡顶而呈非线性增大，与桩径、桩间距之间分别呈非线性正相关性与负相关性，与坡顶荷载、坡体稳定性设计安全系数之间均呈近似线性负相关性。所建立的方法有助于简单合理地确定桩固土坡的坡体极限位移，为桩固土坡的联系位移的稳定性设计分析提供了一种有参考意义的便捷方法。
关键词：土质边坡；抗滑桩；稳定性分析；极限位移；极限平衡法
基于有限元-边界元耦合方法的嵌岩群桩时效行为研究
陈远峰1, 2, 3, 4，艾智勇*4，马占国2, 3，叶梓坤4，茅献彪2, 3
（1. 新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830046；2 中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116；3. 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室，江苏 徐州 221116；4. 同济大学地下建筑与工程系，上海200092）
摘 要：针对嵌岩群桩的时效行为，采用有限元法将群桩离散为单桩与桩单元，通过三节点轴力杆来模拟桩单元，组装得到群桩的总刚度矩阵方程；引入分数阶Merchant模型及分数阶Poyting-Thomson模型，以分别描述上覆土体与饱和软岩的黏弹性特征；然后根据饱和岩土介质与嵌岩群桩相互作用的耦合方程，并考虑承台处的受力平衡及位移协调条件，推导得到竖向受荷嵌岩群桩各基桩桩顶反力及承台位移的矩阵解答；结合李氏比拟法及Laplace积分变换技术，最终得到竖向受荷嵌岩群桩时效问题的解答。设计数值算例讨论岩体分数阶次及黏弹性参数对嵌岩群桩时效行为的影响，结果表明：嵌岩群桩的承台变形和各基桩桩顶反力随时间逐渐增大并趋于稳定。
关键词：分数阶Merchant模型；分数阶Poyting-Thomson模型；饱和软岩；嵌岩群桩；时效行为
地面堆载下考虑盾构施工开挖效应的隧道内力研究
项鹏飞1, 2，齐永洁3，姜海波*1, 4，魏 纲5，张 军6，王海娟1
（1. 石河子大学水利建筑工程学院，新疆 石河子 832003；2. 浙江同济科技职业学院建筑工程学院，浙江 杭州 311200；3. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；4. 新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆 乌鲁木齐 830052；5. 浙大城市学院浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室，浙江 杭州 310015；6. 新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830000）
摘 要：为研究地面堆载对隧道围压及内力的影响，推导了考虑隧道开挖应力释放作用的环向荷载计算公式，将堆载对隧道的影响简化为应力重分布和横椭圆化两阶段，引入剪切错台和刚体转动协同变形模型对任一环管片的内力计算公式进行了推导，搜集并分析了34组隧道水土压力实测数据并提出了应力释放率σ的经验公式，结合室内模型试验进行了隧道围压、内力的计算及可靠性验证。结果表明：理论方法得到堆载下隧道围压大小及分布规律与试验结果相接近；考虑应力释放作用得到的围压值更接近实测值，各内力值均随σ的减小而减小；中心处管片受附加围压影响最大，偏向两侧逐渐减小，而附加弯矩、轴力、剪力会在堆载中心点和隧道位移反弯点附近出现极大值。
关键词：地面堆载；隧道围压；内力分析；应力释放；围压重分布
一个描述封闭系统非饱和黏土冻结变形的数学模型
吴俊成1，鲁 洋*1,4，张勇敢2,4，王 建1,3，刘斯宏1,4
（1. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098；2.河海大学地球科学与工程学院，江苏 南京 211100；3. 河海大学卓越工程师学院，江苏 南京 210098；4. 河海大学大坝长效特性及环保修复中西联合实验室，江苏 南京 210098）
摘 要：冻结作用下黏性土体的变形规律与饱和度密切相关，呈现为低饱和度时冻缩、高饱和度时冻胀的变形特征，针对该现象已有一些试验报道，但理论模型方面的研究相对匮乏。基于土体冻结变形试验规律及物理机制分析，建立了在封闭系统中统一描述非饱和黏土体冻缩-冻胀变形的数学模型。①提出有效系数η和有效饱和度Sre，量化土体孔隙比和饱和度对冻结变形的影响，推导了冻结体应变与孔隙比、饱和度之间的数学关系。②综合考虑冻吸力的收缩作用和冰水相变的膨胀作用，将冻结变形过程划分为“冷缩”、“冻缩”和“冰胀”3阶段，定义临界冻缩温度Ti，求解气相在土体冻结过程中产生的变形值，实现冻缩-冻胀现象的统一解释。模型简单有效，参数少；可较好地反映冻结变形规律，能准确预测临界饱和度。应用该模型对已报道的粉质黏土冻结试验规律进行预测，验证了模型的有效性。
基于浆液浮力消散特性的盾构隧道管片上浮计算模型与验证
王先明1，王士民*1，林志宇1，钟美昀1，陈 鹏2，陈建福2
（1. 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；2. 中铁十四局集团大盾构工程有限公司，江苏 南京 211800）
摘 要：针对盾构隧道施工过程中常出现的管片上浮问题，首先通过自主研发的同步注浆浮力测试装置，揭示了典型单、双液浆净浮力随时间的变化规律，并采用ExpDec2 模型建立净浮力-时间的通用数学表达式。随后综合考虑浆液浮力消散特性、管片自重、盾构推力、地层荷载以及盾尾约束，通过有限元软件ABAQUS建立盾构隧道管片上浮计算模型，探明了典型单、双液同步注浆作用下管片衬砌结构的上浮变形规律，并结合工程实测数据验证了数值计算的合理性。研究结果表明：①同步注浆浆液净浮力随时间的变化可分为缓慢降低的直线段Ⅰ和快速降低曲线段Ⅱ两个阶段，且净浮力降至零时浆液仍处于流塑状态，远未达终凝时间；②建立的管片-注浆层计算模型能够揭示被逐渐胶凝浆液所包裹的管片上浮特性，与实测数据基本一致，可为类似工程管片上浮设计提供依据；③与单液浆相比，双液浆浮力消散时间和物理终凝时间均非常短，从而能够快速腔固管片而大大抑制管片上浮，由此若实际工程管片上浮严重，建议选取胶凝时间快、早期强度高的同步注浆浆液。
关键词：盾构隧道；同步注浆；浆液浮力消散；管片上浮；计算模型与验证
动水砂化区斜井帷幕浆液扩散规律与截流效果分析
范钢伟1, 2，任闯难*1，张东升1, 2，马 壮3，范张磊1, 2，张世忠1, 2，韩学森1，许广正1
（1. 中国矿业大学矿业工程学院，江苏 徐州 221116；2. 深地科学与工程云龙湖实验室，江苏 徐州 221116；3. 陕西省煤层气开发利用有限公司，陕西 西安 710000）
摘 要：矿山帷幕注浆具有典型的隐蔽工程特点，尤其在斜井过动水砂化区复杂地质条件下，其技术参数的确定存在较大盲目性。研究动水砂化区帷幕截流机理及关键技术参数对中国西部煤矿斜井井筒防治水具有重要意义。以曹家滩煤矿砂化区斜井帷幕注浆防治水为工程背景，建立了考虑浆液黏度时变与渗滤效应长时耦合作用下的动水砂层浆液扩散模型，探究了动水流速、注浆压力对砂层注浆扩散半径的影响，阐明了不同帷幕厚度下斜井帷幕区动水流场响应规律，确定了动水砂化区斜井注浆孔距和帷幕厚度。结果表明：①动水砂层注浆条件下，浆液水平方向扩散形态呈“类椭圆形”，垂直方向呈“龙卷风形”。当动水流速增至0.2 m/s后，单孔注浆逆水方向无法有效固结封堵。②增大注浆压力在一定程度上能够抵消动水的冲刷作用。但当注浆压力增至0.5 MPa后，受砂层注浆特性影响，浆液扩散距离增幅减小。③随着帷幕厚度的增加，斜井帷幕区动水流场影响范围减小，水位下降显著，涌水量呈负指数下降趋势。④结合工程实际，确定了动水砂化区斜井帷幕注浆孔间排距2.0 m，最小安全帷幕厚度6.0 m。现场工业性试验表明，治理区域取芯率>80%，涌水量衰减85.6%，浆液固结程度高、帷幕截流效果显著，验证了关键技术参数选取的合理性。研究成果可为类似工程提供理论依据和实践参考。
关键词：动水砂化区；斜井井筒；浆液扩散；帷幕厚度；截流效果
软土深部地层盾构开挖扰动时效演化离心机试验研究
刘树佳1, 2，廖少明2,3，马险峰2,3
（1. 上海建设管理职业技术学院，上海 201702；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；3. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092）
摘 要：软土深部地层进行盾构隧道开挖，所引起的土拱时效与隧道埋深及软土蠕变特性有着直接的联系。通过离心机试验，模拟软土深埋盾构隧道在开挖以及后期长时间蠕变阶段的全过程，获得了开挖面的土压力值时效变化规律。本试验设置多组独立的模型试验，模拟4D埋深与6D埋深两种覆土厚度的工况。根据离心机性能指标以及模型尺寸限制条件，重力加速度选为50g，70g，90g，以对应实际工况中的中埋、深埋、超深埋3种情况，每组试验中均采取主动卸荷、被动加荷两种开挖模式，通过不同埋深、不同开挖方式对土拱效应影响的对比，共进行12组对比试验，分析盾构开挖的掌子面压力变化、土拱产生以及衰减规律。由试验得到，在软土深部地层（≥4D）开挖，采取卸荷开挖模式，则盾构机以及管片在开挖2 a后所承受的长期土压力比静止土压力减小约20%；采取加荷土压力开挖模式，在后期长期蠕变过程中，管片所承受的被动土压力逐步减小，盾构管片长期承受的土压力维持值比静止土压力增加约20%，为软土深部地层盾构开挖提供了重要的时效性参考数据。
关键词：软土深部地层；盾构开挖；扰动时效；离心机试验
不同温度下环向接缝中膨润土膨胀性能试验研究
闫旭升1, 2，王 琼*1, 2，苏 薇1, 2，叶为民1, 2，张丰收1, 2，刘宜春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：为研究环向施工接缝中温度对膨润土膨胀性能及其微观结构演化的影响，在不同温度条件下对环向施工接缝中压实膨润土开展膨胀力试验，并在接缝封闭后进行含水率、干密度和孔隙结构测试，分析膨胀性能与微观结构演化的联系。结果表明：膨胀力时程曲线呈现单峰型，先增至峰值后下降并最终趋于稳定。膨润土膨胀过程动力学平衡由结合水膜增厚、层叠体裂解、孔隙坍塌和扩散双层增厚所形成的“楔”力主导，导致膨润土从竖向侧限到恒体积的受力状态演化。在高温条件下，试样内部含水率梯度增大、干密度梯度减小的趋势更加明显。随着温度升高，蒙脱石膨胀系数和水分子扩散系数增加，加速了蒙脱石水化膨胀，更多孔隙被膨胀后的蒙脱石占据。较高温度下，水分子进入蒙脱石层间，促进了水化反应、层叠体裂解和孔隙坍塌，进而降低了总孔隙比并增强了膨润土膨胀性能。
关键词：压实膨润土；温度；施工接缝；膨胀力；孔隙结构；水化膨胀
基于Transformer模型堤坝渗漏入口精准识别方法研究
梁 越1,2，赵 硕*2，喻金桃3，许 彬1,2，张 斌2，龚胜勇2，舒云林2
（1. 重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆 400074；2. 重庆交通大学河海学院，重庆 400074；3. 中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州510000）
摘 要：渗漏是堤坝工程面临的主要安全隐患，渗漏入口精确识别与定位对降低堤坝风险至关重要。通过堤坝渗漏入口示踪剂分布及其运移特征模拟数据，训练学习Transformer模型以确定最优参数条件并分析该条件下该模型的预测效果，进一步通过室内模型试验验证该模型的可靠性。研究表明：①当迭代次数达600次时，模型预测的流速最大值相对误差最小，且最大流速值坐标与真实渗漏入口坐标最为接近，预测效果最佳；在此条件下，当数据采集时长为50 s时，模型预测的流速最大值相对偏差最小，预测效果最优。②在最佳迭代次数和数据采集时长条件下，模型预测精度超过95%，渗漏入口大小和渗漏流量的预测值与真实值差异极小，且流速和位置预测相对误差均较低，其中位置预测相对误差低于5%。③将电导率试验采集数据转换为示踪剂浓度并输入至该模型进行流速分布预测，可知该模型能准确定位渗漏入口位置，且流速和渗漏入口坐标的预测平均相对误差均低于10%，进而验证了该模型在渗漏入口定位中的有效性与准确性。相关研究成果可为堤坝渗漏入口精确识别奠定理论基础和提供技术支撑。
关键词：堤坝；渗漏入口；Transformer模型；精准识别；室内模型试验
高温条件下北山花岗岩细观结构演化试验研究
吴 云1, 2,4，王嘉敏*3，黄 震4，蔚立元1，胡李华1, 2，刘江峰1，王迎超1
（1. 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室，江苏 徐州 221116；2. 深地科学与工程云龙湖实验室，江苏 徐州 221116；3. 煤炭科学研究总院有限公司深地科学院，北京 100013；4. 江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州 341000）
摘 要：理解高温条件下花岗岩微观结构和力学性质的演变规律，对于核废料安全处置、深部地热开采及隧道火灾修复等涉及的岩石工程稳定性评价问题具有重要的意义。为定量研究温度对花岗岩孔隙结构的影响，采用CT扫描和偏光显微镜分析热损伤花岗岩的裂隙演化、孔隙度、孔径分布等微观结构特征。研究结果表明：随着温度升高，花岗岩单轴抗压强度和弹性模量逐渐降低，500℃之后花岗岩的单轴抗压强度显著降低；高温可使花岗岩孔裂隙更为发育，孔隙连通性增强；高温作用后花岗岩的力学性质劣化与其孔隙结构的变化紧密相关，花岗岩的力学强度随孔隙度增大而降低；高温下花岗岩经历水分蒸发、矿物氧化、化学键断裂等物理化学过程，可在矿物颗粒产生晶界裂纹、晶内裂纹和穿晶裂纹等缺陷，石英相变后引起的岩石结构损伤尤为显著。
关键词：岩石力学；热损伤；细观结构；孔隙度；分形维数
游钰阳1，李雨哲2，阳军生*1，郑响凑1，孙 锐3，耿传政4
(1. 中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075；2.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南 长沙 410075；3. 安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001；4. 中铁十四局集团隧道工程有限公司，山东 济南 250000)
摘 要：水下盾构带压开仓是盾构施工风险管控的关键难点，维持开挖面稳定对确保开仓安全至关重要。提出一种考虑稳态渗流影响的网格自适应下限有限元分析方法，基于此建立了水下盾构隧道带压开仓开挖面稳定性分析模型，分析考虑渗流作用下的开挖面失稳主动和被动破坏模式并确定了相应的极限支护力。结果表明，渗流作用在一定程度上改变了开挖面失稳破坏模式，进而加大了开挖面失稳风险。在此基础上，依托实际海底盾构隧道工程，提出了基于下限有限元法的盾构带压开仓支护气压动态设定方法，相比传统规范设定方法可安全、有效地减少48%以上的安全冗余，优化后的支护气压仅为传统设定值的50.7%。此外，整体开仓作业时间缩短为1～3 d，现场应用效果良好，该方法可为现场停机工点开挖面稳定性评价及带压进仓工作的支护气压优化设定提供指导和依据。
关键词：下限有限元；地下水渗流；稳定性分析；极限支护力；带压开仓
高密实石墨-膨润土块体的“两步压实”制备方法
谈云志1, 2，赵凌晖1, 2，张金生1, 2，祝 雨1, 2，明华军*1, 2, 3
（1. 三峡大学特殊土土力学研究所，湖北 宜昌 443002；2. 防灾减灾湖北省重点实验室（三峡大学），湖北 宜昌 443002；3. 三峡大学水利与环境学院，湖北 宜昌 443002）
摘 要：膨润土和石墨细腻如粉，压成高密实大型块体，需要超大吨位的加载设备。为破解该难题，提出“两步压实”法，即先把细腻的粉粒压成高密实块体，再破碎成团；然后，团粒与粉粒再混合，以较低的荷载压成尺寸更大的高密实块体。研究表明，相较于用纯粉粒膨润土直接压实，“两步压实”法可以实现用相同吨位压力机制备出更高密实度的块体，提升块体密度超4%。当目标干密度为1.93 g/cm3时，压实应力可减少4 MPa。压实过程中，团粒经历“重排、破碎、压密”的变化，当团粒含量在30%时，复压块体能更好地发挥压实力效益、具备更优的成型能力和均匀性。微观试验也表明：“两步压实法”能够减小复压块体中的孔径，提高块体的密实度。
关键词：球状石墨；膨润土；压实；块体；缓冲层
