2013年 35卷 第12期
摘要：
在天津地铁3号线某车站基坑工程开展了现场潜水预降水试验与测试,发现基坑开挖前的潜水预降水即可引起可观的地下连续墙向坑内的位移,进而引起坑外地面及建（构）筑物沉降；并对比了预降水前在地下连续墙墙顶设置水平支撑与否及分段降水时对应的地连墙侧移模式及大小,发现降水前提前在墙顶设置水平支撑能够大幅度减小预降水过程中地连墙墙顶侧移,并使得墙体侧移模式由悬臂型转化为内凸型。对试验依托的实际工程,结合有限元软件ABAQUS建立考虑降水井瞬态降水的三维流固耦合模型,研究了基坑开挖前潜水降水过程地连墙侧移机理。研究表明,基坑开挖前潜水降水导致坑内土体在土体自重和墙体侧压力作用下发生三向固结,从而导致墙体发生侧向位移,同时坑内外墙、土压力发生重分布。基坑提前设置第一道水平支撑再降水、结合信息化施工分层分段降水等均可有效减小基坑开挖前潜水降水引起的变形。
在天津地铁3号线某车站基坑工程开展了现场潜水预降水试验与测试,发现基坑开挖前的潜水预降水即可引起可观的地下连续墙向坑内的位移,进而引起坑外地面及建（构）筑物沉降；并对比了预降水前在地下连续墙墙顶设置水平支撑与否及分段降水时对应的地连墙侧移模式及大小,发现降水前提前在墙顶设置水平支撑能够大幅度减小预降水过程中地连墙墙顶侧移,并使得墙体侧移模式由悬臂型转化为内凸型。对试验依托的实际工程,结合有限元软件ABAQUS建立考虑降水井瞬态降水的三维流固耦合模型,研究了基坑开挖前潜水降水过程地连墙侧移机理。研究表明,基坑开挖前潜水降水导致坑内土体在土体自重和墙体侧压力作用下发生三向固结,从而导致墙体发生侧向位移,同时坑内外墙、土压力发生重分布。基坑提前设置第一道水平支撑再降水、结合信息化施工分层分段降水等均可有效减小基坑开挖前潜水降水引起的变形。
摘要：
对于深、大基础来说,建筑物完成后基底以下土体往往处于补偿或超补偿状态,此时再压缩沉降变形在建筑物最终沉降变形中占有较大比例,基坑开挖回弹变形及再压缩变形计算应引起重视。回弹比率、再加荷比、再压缩比率等概念的提出及其在回弹变形与再压缩变形研究中的应用,为回弹变形与再压缩变形之间建立了更为清晰、利于计算的关系。土体再压缩变形发展过程中的两阶段线性关系在再压缩变形计算方法中的应用,可对任一再加荷工况下土体再压缩变形进行计算。通过工程实测与计算对比分析可知,该方法的计算结果,对建筑物沉降发展过程的变形控制具有实用性。
对于深、大基础来说,建筑物完成后基底以下土体往往处于补偿或超补偿状态,此时再压缩沉降变形在建筑物最终沉降变形中占有较大比例,基坑开挖回弹变形及再压缩变形计算应引起重视。回弹比率、再加荷比、再压缩比率等概念的提出及其在回弹变形与再压缩变形研究中的应用,为回弹变形与再压缩变形之间建立了更为清晰、利于计算的关系。土体再压缩变形发展过程中的两阶段线性关系在再压缩变形计算方法中的应用,可对任一再加荷工况下土体再压缩变形进行计算。通过工程实测与计算对比分析可知,该方法的计算结果,对建筑物沉降发展过程的变形控制具有实用性。
摘要：
围海造陆逐渐成为沿海地区解决港口建设用地的主要途径之一。目前对于围海造陆港口吹填地基在集装箱荷载下工作区深度的研究鲜有报道。通过现场足尺试验研究了港口地基中附加应力及地基回弹模量的变化规律,试验结果表明：3层集装箱加载工况下附加应力与自重应力比等于0.2和0.1的深度分别为1.80,2.60m；地基回弹模量随砂垫层厚度增加而增加,砂垫层较薄时地基回弹模量值较离散。随后,采用FLAC3D建立数值分析模型,其中铺面结构采用理想弹性模型,地基采用M-C模型。模拟中对不同集装箱层数加载工况和不同砂垫层厚度工况下,地基中的附加应力、竖向应变及侧向位移等参数进行了系统分析。
围海造陆逐渐成为沿海地区解决港口建设用地的主要途径之一。目前对于围海造陆港口吹填地基在集装箱荷载下工作区深度的研究鲜有报道。通过现场足尺试验研究了港口地基中附加应力及地基回弹模量的变化规律,试验结果表明：3层集装箱加载工况下附加应力与自重应力比等于0.2和0.1的深度分别为1.80,2.60m；地基回弹模量随砂垫层厚度增加而增加,砂垫层较薄时地基回弹模量值较离散。随后,采用FLAC3D建立数值分析模型,其中铺面结构采用理想弹性模型,地基采用M-C模型。模拟中对不同集装箱层数加载工况和不同砂垫层厚度工况下,地基中的附加应力、竖向应变及侧向位移等参数进行了系统分析。
摘要：
以粒组为分析对象,将颗粒破碎引起粒状土级配变化的过程划分为3个阶段。在此基础上,针对单个粒组与粒状土整体的颗粒破碎情况分别提出了裂离比Rk与加权裂离率Bd的新概念。在进行等比级数简化假设的基础上,给出了两者的计算方法。研究已有文献中搜集的21组颗粒破碎试验资料发现：在所研究的围压范围内,对于不同粒状土材料,Bd-均呈现出线性关系。且对于多数试验结果,该关系存在一个明显的斜率折点。综合考虑围压、母岩强度与原始级配对Bd的影响发现,对于灰岩、角砾岩、砂岩料等不同粒状土材料,Bd的变化规律具有归一性。整理已有试验资料中不同粒状土的加权裂离率Bd与破碎率Bg发现,Bd与Bg间存在一定的指数化关系。最后通过优势分析,指出基于裂离参量的粒状土颗粒破碎量化方法有其自身的特点与优势,具备广阔的研究前景。
以粒组为分析对象,将颗粒破碎引起粒状土级配变化的过程划分为3个阶段。在此基础上,针对单个粒组与粒状土整体的颗粒破碎情况分别提出了裂离比Rk与加权裂离率Bd的新概念。在进行等比级数简化假设的基础上,给出了两者的计算方法。研究已有文献中搜集的21组颗粒破碎试验资料发现：在所研究的围压范围内,对于不同粒状土材料,Bd-
摘要：
针对高速铁路路基中低含水率、远离地下水的级配碎石等冻胀不敏感性粗颗粒土,却普遍发生冻胀的特殊现象,提出了一个简洁的#x0201c;循环动载诱发冻胀#x0201d;模型,认为高速列车循环荷载会导致地下水位以下饱和地基土中超静孔隙水压力的发展,进而将地下水#x0201c;泵送#x0201d;至冻结线以上,从而为土中独立冰层的形成,及冻胀的发生持续地提供#x0201c;原材料#x0201d;。模拟结果表明,本模型能够很好的揭示上述特殊工程现象发生的原因；同时,新模型对循环荷载诱发冻胀机理的阐述,也为季节性冻土区高速铁路路基冻胀防治研究提供了一种新的思路。
针对高速铁路路基中低含水率、远离地下水的级配碎石等冻胀不敏感性粗颗粒土,却普遍发生冻胀的特殊现象,提出了一个简洁的#x0201c;循环动载诱发冻胀#x0201d;模型,认为高速列车循环荷载会导致地下水位以下饱和地基土中超静孔隙水压力的发展,进而将地下水#x0201c;泵送#x0201d;至冻结线以上,从而为土中独立冰层的形成,及冻胀的发生持续地提供#x0201c;原材料#x0201d;。模拟结果表明,本模型能够很好的揭示上述特殊工程现象发生的原因；同时,新模型对循环荷载诱发冻胀机理的阐述,也为季节性冻土区高速铁路路基冻胀防治研究提供了一种新的思路。
摘要：
关注了常温、常压、常态的大气环境下黏性土土性发生缓慢异变现象。以湛江黏土为研究对象,在大气氧化影响下,土色由青灰色、绿灰色变为淡黄棕、黄棕色；颗粒团聚程度增强,塑性、膨胀性、收缩性、灵敏性、结构屈服强度皆有所降低。大气氧化对土性改造使其力学性质有所强化,但因结构强度的减损对其力学稳定性的影响是长期的,且潜在危害较大。通过建立结构概化模型讨论了大气氧化致诱黏性土土性异变机理,大气环境诱发氧化还原环境变化,水-土-大气间的化学反应与运动影响颗粒间作用力改变,导致结构单元体联结形式更改进而重塑微观结构形态,控制土体的稳定性状态。氧化反应促使土中铁离子的化合价升高,在浓度梯度与土颗粒表面吸附能的作用下发生迁移并伴随着胶体态氧化铁的老化反应向晶质态发展,由#x0201c;混铁#x0201d;变为#x0201c;包铁#x0201d;为主的存在形式,微观结构变为低塑性的、物理接触的、弱结构强度的散凝结构。该研究可为因环境变化引起的地质灾害、工程灾害的预防、控制和治理提供了一定的理论支持。
关注了常温、常压、常态的大气环境下黏性土土性发生缓慢异变现象。以湛江黏土为研究对象,在大气氧化影响下,土色由青灰色、绿灰色变为淡黄棕、黄棕色；颗粒团聚程度增强,塑性、膨胀性、收缩性、灵敏性、结构屈服强度皆有所降低。大气氧化对土性改造使其力学性质有所强化,但因结构强度的减损对其力学稳定性的影响是长期的,且潜在危害较大。通过建立结构概化模型讨论了大气氧化致诱黏性土土性异变机理,大气环境诱发氧化还原环境变化,水-土-大气间的化学反应与运动影响颗粒间作用力改变,导致结构单元体联结形式更改进而重塑微观结构形态,控制土体的稳定性状态。氧化反应促使土中铁离子的化合价升高,在浓度梯度与土颗粒表面吸附能的作用下发生迁移并伴随着胶体态氧化铁的老化反应向晶质态发展,由#x0201c;混铁#x0201d;变为#x0201c;包铁#x0201d;为主的存在形式,微观结构变为低塑性的、物理接触的、弱结构强度的散凝结构。该研究可为因环境变化引起的地质灾害、工程灾害的预防、控制和治理提供了一定的理论支持。
摘要：
构造不同加载次序的阶跃荷载进行应变控制循环单剪试验,并基于R-N模型与传统P-M模型进行土体材料损伤计算,对比分析计算值与试验值,验证R-N模型的有效性；基于R-N模型既能考虑荷载幅值和加载次序的特征,根据R-N非线性疲劳累积损伤理论推导并建立砂土震陷计算方法；利用GCTS测试系统对美国Filter净砂展开研究,进行404组剪应变控制动循环单剪试验,考虑荷载幅值、上覆荷载、砂土特性及地震动特性等影响,测定模型参数,并建立模型参数回归模型；同时,进行202组不同特性的真实地震荷载输入剪应变控制动循环单剪试验,测定不同工况下的砂土试样在地震荷载作用下引起的竖向变形；最后,将基于本文方法预测的砂土震陷时程曲线和累积值与试验值对比分析,验证了该方法的正确性。
构造不同加载次序的阶跃荷载进行应变控制循环单剪试验,并基于R-N模型与传统P-M模型进行土体材料损伤计算,对比分析计算值与试验值,验证R-N模型的有效性；基于R-N模型既能考虑荷载幅值和加载次序的特征,根据R-N非线性疲劳累积损伤理论推导并建立砂土震陷计算方法；利用GCTS测试系统对美国Filter净砂展开研究,进行404组剪应变控制动循环单剪试验,考虑荷载幅值、上覆荷载、砂土特性及地震动特性等影响,测定模型参数,并建立模型参数回归模型；同时,进行202组不同特性的真实地震荷载输入剪应变控制动循环单剪试验,测定不同工况下的砂土试样在地震荷载作用下引起的竖向变形；最后,将基于本文方法预测的砂土震陷时程曲线和累积值与试验值对比分析,验证了该方法的正确性。
摘要：
通过半动态淋滤试验,研究淋滤液pH分别为2,4,7时水泥固化铅污染土的溶出特性,以定量评价水泥固化铅污染土的环境安全特性。结果表明,当淋滤液初始pH为2时,试样中累积铅溶出质量约为pH为4和7时的47～106倍；而pH为4和7时累积铅溶出质量差别不明显。试样水泥掺量由12%提高到18%时,试样累积铅溶出质量降低了28%～68%,表明增大水泥掺量有利于铅的固定。通过对试验结果的理论分析,求算得出了铅扩散系数De；淋滤液初始pH=4,7时De很接近；而淋滤液初始pH=2时,De比pH=4或7时的De高约3,4个数量级；当水泥掺量由12%提高到18%时,试样De降低了约17%～99%。上述研究结果表明,强酸性淋滤液和水泥掺量明显影响固化污染土中铅溶出量和扩散系数。
通过半动态淋滤试验,研究淋滤液pH分别为2,4,7时水泥固化铅污染土的溶出特性,以定量评价水泥固化铅污染土的环境安全特性。结果表明,当淋滤液初始pH为2时,试样中累积铅溶出质量约为pH为4和7时的47～106倍；而pH为4和7时累积铅溶出质量差别不明显。试样水泥掺量由12%提高到18%时,试样累积铅溶出质量降低了28%～68%,表明增大水泥掺量有利于铅的固定。通过对试验结果的理论分析,求算得出了铅扩散系数De；淋滤液初始pH=4,7时De很接近；而淋滤液初始pH=2时,De比pH=4或7时的De高约3,4个数量级；当水泥掺量由12%提高到18%时,试样De降低了约17%～99%。上述研究结果表明,强酸性淋滤液和水泥掺量明显影响固化污染土中铅溶出量和扩散系数。
摘要：
入渗时间和湿润锋深度关系可依据达西定律和入渗雨水质量守恒即入渗率等于入渗量对时间的导数求解,但Green-Ampt入渗模型以湿润区完全饱和考虑入渗量,同时入渗率也忽略了气阻作用,继而限制了入渗时间和湿润锋深度关系的计算精度。针对这一问题,通过分层假定和增加气阻项的入渗模型分别对入渗量和入渗率进行修正,并应用修正结果计算入渗时间和湿润锋深度的表达式。研究表明：同一入渗深度,考虑气阻项的分层假设模型的入渗时间计算值与实测值吻合度最高,偏离度很低,仅仅围绕实测值有很微小的上下波动,此研究结果对确定如含砂层稳定入渗时间具有重要作用。
入渗时间和湿润锋深度关系可依据达西定律和入渗雨水质量守恒即入渗率等于入渗量对时间的导数求解,但Green-Ampt入渗模型以湿润区完全饱和考虑入渗量,同时入渗率也忽略了气阻作用,继而限制了入渗时间和湿润锋深度关系的计算精度。针对这一问题,通过分层假定和增加气阻项的入渗模型分别对入渗量和入渗率进行修正,并应用修正结果计算入渗时间和湿润锋深度的表达式。研究表明：同一入渗深度,考虑气阻项的分层假设模型的入渗时间计算值与实测值吻合度最高,偏离度很低,仅仅围绕实测值有很微小的上下波动,此研究结果对确定如含砂层稳定入渗时间具有重要作用。
摘要：
基坑挡土结构的侧向变形数据是反映基坑工程安全与环境控制的重要指标之一。由于现场地质条件与施工过程的复杂性,实际发生的挡土结构变形与设计计算结果在变形值大小及分布形态上存在差异。基于工程经验及挡土结构的受力变形原理,总结归纳了挡土结构典型的变形模式及其特征,在此基础上,基于贝叶斯概率准则实现对挡土结构实测变形的整体模式及局部模式识别。依此不仅可判明实际施工工况的变化或可能存在的工程缺陷,同时由于其可以提供非正常变形模式的预警,从而弥补了现行规范中仅以变形大小和速率为预警指标的不足,对于提高信息化施工的准确性和及时性具有重要意义。
基坑挡土结构的侧向变形数据是反映基坑工程安全与环境控制的重要指标之一。由于现场地质条件与施工过程的复杂性,实际发生的挡土结构变形与设计计算结果在变形值大小及分布形态上存在差异。基于工程经验及挡土结构的受力变形原理,总结归纳了挡土结构典型的变形模式及其特征,在此基础上,基于贝叶斯概率准则实现对挡土结构实测变形的整体模式及局部模式识别。依此不仅可判明实际施工工况的变化或可能存在的工程缺陷,同时由于其可以提供非正常变形模式的预警,从而弥补了现行规范中仅以变形大小和速率为预警指标的不足,对于提高信息化施工的准确性和及时性具有重要意义。
摘要：
针对基于漂移度的隧道围岩质量分级组合评价方法存在漂移度参考对象不一致,计算结果不可比问题,引入支持度概念作为各基础评价方法权重计算的依据。首先,从相似度和差异度两个方面建立新的支持度数学定义,避免了传统支持度公式仅考虑差异度的缺陷。其次,以整体数据对每种基础评价方法评价结果的综合支持度作为权重计算综合评价结果,从而建立了隧道围岩质量分级的新型组合评价方法,该方法不仅可以解决不同基础分级方法评价结果的非一致性问题,更重要的是其解决了漂移度概念下参考对象的不一致问题,使得权重结果更客观实际,理论基础更加坚实。最后,通过工程实例分析,表明了该方法的合理性与可行性。
针对基于漂移度的隧道围岩质量分级组合评价方法存在漂移度参考对象不一致,计算结果不可比问题,引入支持度概念作为各基础评价方法权重计算的依据。首先,从相似度和差异度两个方面建立新的支持度数学定义,避免了传统支持度公式仅考虑差异度的缺陷。其次,以整体数据对每种基础评价方法评价结果的综合支持度作为权重计算综合评价结果,从而建立了隧道围岩质量分级的新型组合评价方法,该方法不仅可以解决不同基础分级方法评价结果的非一致性问题,更重要的是其解决了漂移度概念下参考对象的不一致问题,使得权重结果更客观实际,理论基础更加坚实。最后,通过工程实例分析,表明了该方法的合理性与可行性。
摘要：
坑角效应是基坑空间效应的具体体现之一,它对建筑物的沉降形态有显著的影响。以盘锦渤海路地下商业街基坑工程为依托,通过FLAC3D数值计算,研究坑角部位建筑物受基坑开挖影响的变形特点。计算结果表明：坑角附近的建筑物在垂直基坑和沿基坑方向均发生不均匀沉降,表现为三维沉降状态；建筑物的存在会显著改变基坑周围土体的位移场；基础刚度对建筑物沉降影响较小,而基础埋深则会明显的影响建筑物变形；划分环境保护等级时,应考虑建筑物对位移场的影响。
坑角效应是基坑空间效应的具体体现之一,它对建筑物的沉降形态有显著的影响。以盘锦渤海路地下商业街基坑工程为依托,通过FLAC3D数值计算,研究坑角部位建筑物受基坑开挖影响的变形特点。计算结果表明：坑角附近的建筑物在垂直基坑和沿基坑方向均发生不均匀沉降,表现为三维沉降状态；建筑物的存在会显著改变基坑周围土体的位移场；基础刚度对建筑物沉降影响较小,而基础埋深则会明显的影响建筑物变形；划分环境保护等级时,应考虑建筑物对位移场的影响。
摘要：
考虑土体三维波动效应和桩-土耦合振动,把桩看作一维杆,把土体看作三维轴对称黏弹性介质,对黏弹性地基中现浇大直径管桩纵向振动频域特性进行了理论研究。首先通过引入势函数对土体振动方程解耦,采用Laplace变换和分离变量的方法求得了桩周土及桩芯土频域响应解析解,进而利用桩土完全耦合的条件得到桩振动响应解。将所得解完全退化到实心桩的解,验证了解析解的合理性,并与未考虑三维效应的简化解对比。分析了桩底刚度系数、桩长以及桩径等对桩顶复阻抗的影响,得到了各参数对桩振动特性影响的规律。分析表明：桩底刚度系数增大,共振频率增大,且复阻抗的振荡幅值增大。无桩芯土时复阻抗的振荡幅值比桩周桩芯土都存在时大,无桩周土时复阻抗的振荡幅值比无桩芯土时大。桩长增大,桩顶复阻抗的振荡幅值和共振频率均显著减小,当桩长增大到一定长度的时候,增加桩长对桩顶复阻抗基本没有影响。外径增大或内径减小,桩顶复阻抗的振荡幅值增大。
考虑土体三维波动效应和桩-土耦合振动,把桩看作一维杆,把土体看作三维轴对称黏弹性介质,对黏弹性地基中现浇大直径管桩纵向振动频域特性进行了理论研究。首先通过引入势函数对土体振动方程解耦,采用Laplace变换和分离变量的方法求得了桩周土及桩芯土频域响应解析解,进而利用桩土完全耦合的条件得到桩振动响应解。将所得解完全退化到实心桩的解,验证了解析解的合理性,并与未考虑三维效应的简化解对比。分析了桩底刚度系数、桩长以及桩径等对桩顶复阻抗的影响,得到了各参数对桩振动特性影响的规律。分析表明：桩底刚度系数增大,共振频率增大,且复阻抗的振荡幅值增大。无桩芯土时复阻抗的振荡幅值比桩周桩芯土都存在时大,无桩周土时复阻抗的振荡幅值比无桩芯土时大。桩长增大,桩顶复阻抗的振荡幅值和共振频率均显著减小,当桩长增大到一定长度的时候,增加桩长对桩顶复阻抗基本没有影响。外径增大或内径减小,桩顶复阻抗的振荡幅值增大。
摘要：
针对高庙子膨润土在不同含水率和不同干密度条件下的微观孔隙结构时效性进行了试验研究。首先采用静力压实法将3种不同含水率条件下的高庙子膨润土粉末压实到2种不同密实状态,压实结束后保持试样体积和含水率不变分别静置1,30,90d,然后分别采用压汞仪法和扫描电镜法对静置不同时间后试样的微观孔隙结构进行量测。试验结果表明,高庙子膨润土集合体间大孔隙随静置时间增加逐渐减少,而集合体内孔隙和小于压汞仪最小探测粒径的极小孔隙逐渐增多；随着静置时间的延续,膨润土微观孔隙结构趋于均匀化。产生上述现象的主要原因是：试样静置过程中,为达到吸力平衡,试样各微观孔隙结构中水分子重分布,导致层叠体内水分子层数增多,蒙脱石水化；随着水化的进行,层叠体晶层间水分子层数逐渐增多,同时厚的层叠体逐渐裂开成薄的层叠体,导致集合体内小孔隙增多；在体积不变条件下,集合体间大孔隙不断被挤压填充,孔隙体积逐渐减少。
针对高庙子膨润土在不同含水率和不同干密度条件下的微观孔隙结构时效性进行了试验研究。首先采用静力压实法将3种不同含水率条件下的高庙子膨润土粉末压实到2种不同密实状态,压实结束后保持试样体积和含水率不变分别静置1,30,90d,然后分别采用压汞仪法和扫描电镜法对静置不同时间后试样的微观孔隙结构进行量测。试验结果表明,高庙子膨润土集合体间大孔隙随静置时间增加逐渐减少,而集合体内孔隙和小于压汞仪最小探测粒径的极小孔隙逐渐增多；随着静置时间的延续,膨润土微观孔隙结构趋于均匀化。产生上述现象的主要原因是：试样静置过程中,为达到吸力平衡,试样各微观孔隙结构中水分子重分布,导致层叠体内水分子层数增多,蒙脱石水化；随着水化的进行,层叠体晶层间水分子层数逐渐增多,同时厚的层叠体逐渐裂开成薄的层叠体,导致集合体内小孔隙增多；在体积不变条件下,集合体间大孔隙不断被挤压填充,孔隙体积逐渐减少。
摘要：
土与基础接触面间的冻结强度是评价冻土区基础工程抗拔性能,分析构筑物与冻土相互作用的基础和关键。通过不同含水率和不同温度青藏粉土与混凝土接触面的直剪试验,研究了冻结强度变化规律。结果表明,温度、含水率和法向应力均对冻结强度和冻结强度恢复有显著的影响。冻土沿接触面的剪切滑移会导致冻结强度损失,冰胶结能力的破坏导致接触面黏聚力减小,表面粗糙程度的增加导致内摩擦角增大,内摩擦角增加对冻结强度增加的贡献远远小于黏聚力减小导致的冻结强度降低。由于含水率、温度和法向应力对冻结强度有显著的影响,冻结强度对于评估基础所受的切向冻胀力以及评价基础的冻拔安全性具有重要的意义。但是,现行规范中冻土区基础切向冻胀力设计值主要依据土体冻胀敏感性确定,并未考虑含水率、温度和法向应力的影响,可能导致切向冻胀力设计值与基础实际受到的冻胀力存在较大的差异,引起基础冻胀失稳或经济浪费。
土与基础接触面间的冻结强度是评价冻土区基础工程抗拔性能,分析构筑物与冻土相互作用的基础和关键。通过不同含水率和不同温度青藏粉土与混凝土接触面的直剪试验,研究了冻结强度变化规律。结果表明,温度、含水率和法向应力均对冻结强度和冻结强度恢复有显著的影响。冻土沿接触面的剪切滑移会导致冻结强度损失,冰胶结能力的破坏导致接触面黏聚力减小,表面粗糙程度的增加导致内摩擦角增大,内摩擦角增加对冻结强度增加的贡献远远小于黏聚力减小导致的冻结强度降低。由于含水率、温度和法向应力对冻结强度有显著的影响,冻结强度对于评估基础所受的切向冻胀力以及评价基础的冻拔安全性具有重要的意义。但是,现行规范中冻土区基础切向冻胀力设计值主要依据土体冻胀敏感性确定,并未考虑含水率、温度和法向应力的影响,可能导致切向冻胀力设计值与基础实际受到的冻胀力存在较大的差异,引起基础冻胀失稳或经济浪费。
摘要：
由于垃圾土沉降大,斜坡上土工膜易受到较大下拽力而破损,影响衬垫系统防渗功能。通过离心模型试验对填埋场斜坡上土工膜在垃圾土重力和沉降作用下的拉力和应变进行了研究,并通过FLAC数值对比分析,可获得如下结论：试验采用的模型垃圾土能很好地模拟现场垃圾土,模型土最大沉降量可达土层厚度的20%；土工膜存在中性点,以中性点为界土工膜可分为受拉区和受压区,中性点的位置与坡度和沉降有关,从坡顶到中性点拉应变逐渐变小,从中性点到坡脚压应变先增大后减小；坡度和沉降是影响土工膜拉力发展的重要因素,坡度或沉降越大,拉力越大,沉降是通过改变界面强度的发挥程度来影响土工膜拉力的发展；当采用单糙面土工膜（上光下糙）时,外部作用力很难向土工膜下界面传递,土工膜锚固端拉力几乎为零。
由于垃圾土沉降大,斜坡上土工膜易受到较大下拽力而破损,影响衬垫系统防渗功能。通过离心模型试验对填埋场斜坡上土工膜在垃圾土重力和沉降作用下的拉力和应变进行了研究,并通过FLAC数值对比分析,可获得如下结论：试验采用的模型垃圾土能很好地模拟现场垃圾土,模型土最大沉降量可达土层厚度的20%；土工膜存在中性点,以中性点为界土工膜可分为受拉区和受压区,中性点的位置与坡度和沉降有关,从坡顶到中性点拉应变逐渐变小,从中性点到坡脚压应变先增大后减小；坡度和沉降是影响土工膜拉力发展的重要因素,坡度或沉降越大,拉力越大,沉降是通过改变界面强度的发挥程度来影响土工膜拉力的发展；当采用单糙面土工膜（上光下糙）时,外部作用力很难向土工膜下界面传递,土工膜锚固端拉力几乎为零。
摘要：
将离散后的条柱间作用力等效成滑面正应力,依据整个滑体的平衡条件,提出一种适用一般空间形态滑面的边坡三维极限平衡法。首先通过类比经典土压力理论和Spencer的条间力假定,提出了条柱间作用力假设模型,由典型条柱的平衡条件得到滑面正应力的分布函数(含3个待定参数),再根据整个滑体的4个主要平衡条件建立平衡方程,采用数值方法和解析法求解平衡方程组获得三维安全系数。算例验证研究结果表明：该方法计算结果与已有方法相印证,其精度与严格三维极限平衡法相当,适用于任意空间滑面形态。最后,应用该方法初步评价金坪子II区边坡的整体稳定性,取得较理想的效果。该方法理论严谨,结果可靠,计算过程简单且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。
将离散后的条柱间作用力等效成滑面正应力,依据整个滑体的平衡条件,提出一种适用一般空间形态滑面的边坡三维极限平衡法。首先通过类比经典土压力理论和Spencer的条间力假定,提出了条柱间作用力假设模型,由典型条柱的平衡条件得到滑面正应力的分布函数(含3个待定参数),再根据整个滑体的4个主要平衡条件建立平衡方程,采用数值方法和解析法求解平衡方程组获得三维安全系数。算例验证研究结果表明：该方法计算结果与已有方法相印证,其精度与严格三维极限平衡法相当,适用于任意空间滑面形态。最后,应用该方法初步评价金坪子II区边坡的整体稳定性,取得较理想的效果。该方法理论严谨,结果可靠,计算过程简单且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。
摘要：
通过对2种洁净的干砂与饱和砂进行弯曲元与共振柱对比试验研究,得出了可靠的弯曲元剪切波传播时间确定方法,并对饱和砂土弯曲元与共振柱试验结果的偏差进行解释。不同频率激发信号对弯曲元剪切波速传播时间的研究证实,剪切波速随激发频率的增大而增大,采用激发频率为10kHz的初达波法与共振柱试验得到的结果具有较好的一致性。饱和砂土弯曲元与共振柱试验剪切波速结果相差6%～10%,可通过饱和砂土中剪切波速的弥散性对其进行解释。大部分洁净砂在弯曲元试验中激发频率一般大于特征频率,均需考虑剪切波速的弥散性。而对于天然砂土或粉土一般具有较高的特征频率,其弯曲元试验中一般不考虑剪切波速的弥散性。为洁净砂和天然砂土饱和土样的弯曲元测试提供有效方法。
通过对2种洁净的干砂与饱和砂进行弯曲元与共振柱对比试验研究,得出了可靠的弯曲元剪切波传播时间确定方法,并对饱和砂土弯曲元与共振柱试验结果的偏差进行解释。不同频率激发信号对弯曲元剪切波速传播时间的研究证实,剪切波速随激发频率的增大而增大,采用激发频率为10kHz的初达波法与共振柱试验得到的结果具有较好的一致性。饱和砂土弯曲元与共振柱试验剪切波速结果相差6%～10%,可通过饱和砂土中剪切波速的弥散性对其进行解释。大部分洁净砂在弯曲元试验中激发频率一般大于特征频率,均需考虑剪切波速的弥散性。而对于天然砂土或粉土一般具有较高的特征频率,其弯曲元试验中一般不考虑剪切波速的弥散性。为洁净砂和天然砂土饱和土样的弯曲元测试提供有效方法。
摘要：
针对现有潜水非完整井对于不同的管长和淹没状态下有着4种完全不同的理论计算公式,不能很好地解决实际工程中由于潜水位降深不断变化而引起的流量变化问题,将潜水含水层沿潜水位最大降深处分成上下两部分,采用积分变换方法,推导得到可适用于不同管长和淹没状态下的定流量潜水层非完整井的稳定流公式；然后在此基础上,采用Delphi结合Matlab自行开发一个计算程序,对潜水非完整井的井流特点进行分析；最后通过一个基坑降水算例说明了其应用于实际工程的有效性。研究结果表明：①推导得到的潜水非完整井公式可以退化为经典的潜水完整井裘布依公式,并在特殊情况下可得到近似解析解；②自行开发的计算程序可对不同条件下潜水非完整井的阻力系数和流量进行自动快速计算,为潜水非完整井的井流性状分析提供了便利的工具；③将推导出的潜水非完整井稳定流计算公式应用于有隔水围护结构且采用坑内降水方式的基坑工程是可行的。
针对现有潜水非完整井对于不同的管长和淹没状态下有着4种完全不同的理论计算公式,不能很好地解决实际工程中由于潜水位降深不断变化而引起的流量变化问题,将潜水含水层沿潜水位最大降深处分成上下两部分,采用积分变换方法,推导得到可适用于不同管长和淹没状态下的定流量潜水层非完整井的稳定流公式；然后在此基础上,采用Delphi结合Matlab自行开发一个计算程序,对潜水非完整井的井流特点进行分析；最后通过一个基坑降水算例说明了其应用于实际工程的有效性。研究结果表明：①推导得到的潜水非完整井公式可以退化为经典的潜水完整井裘布依公式,并在特殊情况下可得到近似解析解；②自行开发的计算程序可对不同条件下潜水非完整井的阻力系数和流量进行自动快速计算,为潜水非完整井的井流性状分析提供了便利的工具；③将推导出的潜水非完整井稳定流计算公式应用于有隔水围护结构且采用坑内降水方式的基坑工程是可行的。
摘要：
土体干缩裂隙网络定量分析对深入研究裂隙发育机制及正确评价裂隙土的工程性质有重要意义。在室内对三组不同土体开展了干燥试验,采用数字图像处理技术对获得的裂隙图像进行了二值化、除噪和骨架化等预处理操作,提出了一整套与裂隙网络几何形态特征密切相关的量度指标体系并进行了定量分析,借助概率密度函数,从统计学角度探讨了关键量度指标的分布特征。结果表明：土质对干缩裂隙网络的几何形态特征有重要影响,表面裂隙率、裂隙节点个数、裂隙总长度、裂隙平均宽度和土块个数通常随黏粒含量和塑性指数的增加而增加；量度指标之间既有区别又有联系,如表面裂隙率与裂隙平均宽度存在正相关性,裂隙条数受节点个数的控制,土块个数越多,则对应土块平均面积越小,表面裂隙率越大,分形维数也越大；单位面积内的节点个数、土块个数和表面裂隙率可作为定量描述裂隙网络几何形态特征的基本指标；裂隙长度、宽度和土块面积的平均值与它们的主要分布范围及最可几值之间存在较好的相关性。
土体干缩裂隙网络定量分析对深入研究裂隙发育机制及正确评价裂隙土的工程性质有重要意义。在室内对三组不同土体开展了干燥试验,采用数字图像处理技术对获得的裂隙图像进行了二值化、除噪和骨架化等预处理操作,提出了一整套与裂隙网络几何形态特征密切相关的量度指标体系并进行了定量分析,借助概率密度函数,从统计学角度探讨了关键量度指标的分布特征。结果表明：土质对干缩裂隙网络的几何形态特征有重要影响,表面裂隙率、裂隙节点个数、裂隙总长度、裂隙平均宽度和土块个数通常随黏粒含量和塑性指数的增加而增加；量度指标之间既有区别又有联系,如表面裂隙率与裂隙平均宽度存在正相关性,裂隙条数受节点个数的控制,土块个数越多,则对应土块平均面积越小,表面裂隙率越大,分形维数也越大；单位面积内的节点个数、土块个数和表面裂隙率可作为定量描述裂隙网络几何形态特征的基本指标；裂隙长度、宽度和土块面积的平均值与它们的主要分布范围及最可几值之间存在较好的相关性。
摘要：
考虑平移模式下刚性挡土墙墙后填土中的土拱效应,采用中心圆弧拱迹线法得到了不同填土内摩擦角和墙土摩擦条件下,挡土墙的滑裂面倾角和侧向主动土压力系数。在此基础上,采用水平微分层法求解得到了作用在挡土墙上的主动土压力、主动土压力合力及其作用点的解析式。与前人理论研究成果及试验监测结果的对比分析表明：本文理论得到的平移模式下刚性挡墙墙后主动土压力合力略小于Paik和应宏伟计算结果,大于章瑞文计算值；土压力合力作用点高于Paik理论解和应宏伟计算结果；侧向主动土压力系数与Paik理论解和应宏伟理论解基本相等。相较于其它方法,本文理论得到的刚性挡墙墙后主动土压力分布与模型试验结果吻合得更好。
考虑平移模式下刚性挡土墙墙后填土中的土拱效应,采用中心圆弧拱迹线法得到了不同填土内摩擦角和墙土摩擦条件下,挡土墙的滑裂面倾角和侧向主动土压力系数。在此基础上,采用水平微分层法求解得到了作用在挡土墙上的主动土压力、主动土压力合力及其作用点的解析式。与前人理论研究成果及试验监测结果的对比分析表明：本文理论得到的平移模式下刚性挡墙墙后主动土压力合力略小于Paik和应宏伟计算结果,大于章瑞文计算值；土压力合力作用点高于Paik理论解和应宏伟计算结果；侧向主动土压力系数与Paik理论解和应宏伟理论解基本相等。相较于其它方法,本文理论得到的刚性挡墙墙后主动土压力分布与模型试验结果吻合得更好。
摘要：
基于分段线性差分法,建立了一种轴对称电渗-堆载耦合固结模型EC2。该模型考虑了土体自重、涂抹区及固结过程中压缩系数、渗透系数、电阻和电势等土性参数的非线性变化,并编制了Fortran计算程序。EC2在小变形情况下的计算结果与现有解析解吻合。利用自主设计的电渗-堆载试验装置开展室内大变形试验,并用EC2对固结过程进行模拟,结果表明EC2计算值与实测值接近。
基于分段线性差分法,建立了一种轴对称电渗-堆载耦合固结模型EC2。该模型考虑了土体自重、涂抹区及固结过程中压缩系数、渗透系数、电阻和电势等土性参数的非线性变化,并编制了Fortran计算程序。EC2在小变形情况下的计算结果与现有解析解吻合。利用自主设计的电渗-堆载试验装置开展室内大变形试验,并用EC2对固结过程进行模拟,结果表明EC2计算值与实测值接近。
摘要：
当前中国工程界对细粒类土的分类存在两种不同标准,一种是按液限wL和塑性指数Ip构成的塑性图进行分类,一种是按单一塑性指数Ip进行分类,并且这两种分类方法的分类指数Ip的确定标准也不相同,造成了使用上的混乱。对中国细粒类土的两种分类标准的历史由来进行了探寻,并与国际上通行的细粒类土的分类标准进行了分析比较,最后对中国细颗粒土分类标准的统一途径提出了建议。
当前中国工程界对细粒类土的分类存在两种不同标准,一种是按液限wL和塑性指数Ip构成的塑性图进行分类,一种是按单一塑性指数Ip进行分类,并且这两种分类方法的分类指数Ip的确定标准也不相同,造成了使用上的混乱。对中国细粒类土的两种分类标准的历史由来进行了探寻,并与国际上通行的细粒类土的分类标准进行了分析比较,最后对中国细颗粒土分类标准的统一途径提出了建议。
摘要：
岩土材料的强度问题一直是岩土力学研究的热点。在对多种不同结构性原状黄土的真三轴试验基础上,分析了不同结构性原状黄土的强度变化规律。结果表明,当含水率较低时,干密度变化对结构性原状黄土的强度影响较大于含水率的变化,反之,含水率变化对结构性原状黄土的影响大于干密度的变化；当结构性黄土的强度越大时,其在#x003c0;平面上的破坏线越接近于抹圆曲边三角形；反之,当结构性黄土的强度越小时,其在#x003c0;平面上的破坏线越接近于抹圆角三角形；结构性黄土随着结构性的增大,在#x003c0;平面上的强度破坏线从抹圆角三角形逐渐向抹圆曲边三角形发展,最终趋近于Mises圆。各种原状黄土的摩擦角#x003c6;13随中主应力比b值的增大而微弱减小,而内凝聚力c随着中主应力比b值的增大呈现先增大后减小的变化。
岩土材料的强度问题一直是岩土力学研究的热点。在对多种不同结构性原状黄土的真三轴试验基础上,分析了不同结构性原状黄土的强度变化规律。结果表明,当含水率较低时,干密度变化对结构性原状黄土的强度影响较大于含水率的变化,反之,含水率变化对结构性原状黄土的影响大于干密度的变化；当结构性黄土的强度越大时,其在#x003c0;平面上的破坏线越接近于抹圆曲边三角形；反之,当结构性黄土的强度越小时,其在#x003c0;平面上的破坏线越接近于抹圆角三角形；结构性黄土随着结构性的增大,在#x003c0;平面上的强度破坏线从抹圆角三角形逐渐向抹圆曲边三角形发展,最终趋近于Mises圆。各种原状黄土的摩擦角#x003c6;13随中主应力比b值的增大而微弱减小,而内凝聚力c随着中主应力比b值的增大呈现先增大后减小的变化。
摘要：
超软土固结特性在吹填土地基处理设计中至关重要,针对#x0201c;浅层真空预压加固处理#x0201d;前后的超软土开展室内分级加载固结试验,研究了不同状态、不同方向下超软土的固结特性以及固结系数随固结荷载的变化规律。试验结果表明,超软土在低应力水平下,固结系数维持在一个较低的水平；随着固结压力的增加,固结系数虽有所增加,但增量比逐渐减小；与正常沉积土不同,超软土的径向与竖向结构屈服应力的比值明显大于正常沉积土；当固结压力超过结构屈服应力时,超软土的径向固结系数与竖向固结系数相差不大,这一特点与正常沉积土有较大的差别。
超软土固结特性在吹填土地基处理设计中至关重要,针对#x0201c;浅层真空预压加固处理#x0201d;前后的超软土开展室内分级加载固结试验,研究了不同状态、不同方向下超软土的固结特性以及固结系数随固结荷载的变化规律。试验结果表明,超软土在低应力水平下,固结系数维持在一个较低的水平；随着固结压力的增加,固结系数虽有所增加,但增量比逐渐减小；与正常沉积土不同,超软土的径向与竖向结构屈服应力的比值明显大于正常沉积土；当固结压力超过结构屈服应力时,超软土的径向固结系数与竖向固结系数相差不大,这一特点与正常沉积土有较大的差别。
摘要：
不同的土层结构对管涌的发生发展有着很大影响,对3种典型的土层结构进行了管涌发展的砂槽模型试验,观察并分析了管涌发生、发展的机理和过程。试验结果表明,双层堤基的砂砾石表面夹一层很薄的无黏性粉细砂时,管涌破坏前出水口的流量很小,临界水力梯度也较小,管涌破坏发生后通道发展速度很快,较短的时间内就会贯通,管涌破坏的机理与双层堤基不同；而在砂砾石层一定深度内夹有一层粉细砂将使堤基管涌破坏的临界水力梯度大大提高,然而一旦管涌破坏发生后涌砂量和侵蚀速率将很大,形成的通道深度较大,若不及时采取有效措施,当通道规模发展到一定程度后,通道上部会发生塌落而使堤坝产生溃口,进而使堤坝溃决。
不同的土层结构对管涌的发生发展有着很大影响,对3种典型的土层结构进行了管涌发展的砂槽模型试验,观察并分析了管涌发生、发展的机理和过程。试验结果表明,双层堤基的砂砾石表面夹一层很薄的无黏性粉细砂时,管涌破坏前出水口的流量很小,临界水力梯度也较小,管涌破坏发生后通道发展速度很快,较短的时间内就会贯通,管涌破坏的机理与双层堤基不同；而在砂砾石层一定深度内夹有一层粉细砂将使堤基管涌破坏的临界水力梯度大大提高,然而一旦管涌破坏发生后涌砂量和侵蚀速率将很大,形成的通道深度较大,若不及时采取有效措施,当通道规模发展到一定程度后,通道上部会发生塌落而使堤坝产生溃口,进而使堤坝溃决。
摘要：
通过研究在不同条件下钠蒙脱土（Na-MMT）晶层间距的变化情况,分析了不同电性的聚合物及K+,Na+,Ca2+对Na-MMT晶层间距变化的影响。结果表明：聚合物溶液抑制Na-MMT晶层间距的膨胀不明显；K+,Na+,Ca2+对晶层间距的影响随阳离子种类和浓度的不同而不同,并且Na-MMT晶层间距膨胀过程中发生了蒙脱土与溶液的离子交换。最后,在对离子交换定量分析的基础上对水溶液中K+,Na+,Ca2+影响Na-MMT晶层间距膨胀的机制进行了分析。
通过研究在不同条件下钠蒙脱土（Na-MMT）晶层间距的变化情况,分析了不同电性的聚合物及K+,Na+,Ca2+对Na-MMT晶层间距变化的影响。结果表明：聚合物溶液抑制Na-MMT晶层间距的膨胀不明显；K+,Na+,Ca2+对晶层间距的影响随阳离子种类和浓度的不同而不同,并且Na-MMT晶层间距膨胀过程中发生了蒙脱土与溶液的离子交换。最后,在对离子交换定量分析的基础上对水溶液中K+,Na+,Ca2+影响Na-MMT晶层间距膨胀的机制进行了分析。
摘要：
利用空心圆柱扭剪仪（HCA）施加竖向#x02014;环向耦合循环荷载模拟波浪荷载的作用,对船载散装铁精矿进行了动力特性试验。通过对动应变、动强度和孔隙水压力变化曲线进行分析,探讨了含水率、动应力和振动周数等因素对铁精矿动力特性的影响。试验表明：含水率是影响铁精矿动力特性的关键因素。铁精矿存在临界含水率,如果超过这一临界含水率,铁精矿即使在较小的动应力、足够长的振动周数下,也会缓慢发展达到破坏状态。而高含水率的铁精矿试样即使在较小的动应力作用下也会迅速发生破坏。对比常规动三轴试验,可以发现竖向-扭向循环耦合剪切试验得出的铁精矿动强度随含水率的增加而迅速降低。研究可为实际船载铁精矿提供安全的含水率范围。
利用空心圆柱扭剪仪（HCA）施加竖向#x02014;环向耦合循环荷载模拟波浪荷载的作用,对船载散装铁精矿进行了动力特性试验。通过对动应变、动强度和孔隙水压力变化曲线进行分析,探讨了含水率、动应力和振动周数等因素对铁精矿动力特性的影响。试验表明：含水率是影响铁精矿动力特性的关键因素。铁精矿存在临界含水率,如果超过这一临界含水率,铁精矿即使在较小的动应力、足够长的振动周数下,也会缓慢发展达到破坏状态。而高含水率的铁精矿试样即使在较小的动应力作用下也会迅速发生破坏。对比常规动三轴试验,可以发现竖向-扭向循环耦合剪切试验得出的铁精矿动强度随含水率的增加而迅速降低。研究可为实际船载铁精矿提供安全的含水率范围。
