基于数据预处理技术并考虑围岩应力梯度影响的隧洞岩爆预测
夏元友1, 张宏伟1, 吝曼卿2, 阎要锋1
(1. 武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070；2. 武汉工程大学资源与安全工程学院，湖北 武汉 430074)
摘 要：针对目前岩爆预测研究通常忽视岩爆数据集存在离群样本、缺失值与样本不平衡性问题以及围岩应力梯度的影响，提出一套完备的岩爆数据预处理流程，引入可间接表征围岩应力梯度的洞径指标，建立了隧洞岩爆多因素综合预测模型。在数据采集阶段，考虑隧道与采场及隧洞群受力条件差异，从岩爆数据库中分离出隧洞岩爆样本共306例。在岩爆预测指标选取阶段，选取隧洞洞径d0、围岩最大切向应力、岩石单轴抗压强度、岩石抗拉强度、弹性能变形指数wet共5个指标。在数据预处理阶段：针对缺失值，引入随机森林多重插补法（mi-rf）对岩爆样本进行补全；针对离群样本，引入最近邻（knn）、孤立森林（isolation forest）、局部异常因子（lof）3种无监督算法综合评估岩爆数据集并剔除离群样本；针对样本不平衡，引入自适应综合过采样（adasyn）算法扩容少数类样本。在模型验证阶段：采用支持向量机（svm）、随机森林（rf）、梯度提升树（gbdt）、自适应提升树（adaboost）、极限梯度提升树（xgboost）5类算法构建岩爆预测模型。模型预测结果表明：基于数据预处理并考虑洞径指标的5类模型皆为同类算法模型中的最优；在不进行数据预处理的条件下，考虑洞径指标模型要优于不考虑洞径指标的同类算法模型。
关键词：地下工程；岩爆预测；数据预处理；围岩应力梯度；洞径
电渗加固软土地基界面电阻理论与试验研究
周 建1, 2, 蒋熠诚1, 2, 朱则铭1, 2, 甘淇匀1, 2, 3
（1. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；2. 浙江大学浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心，浙江 杭州 310058；
3. 浙江建投创新科技有限公司，浙江 杭州 310012）
摘 要：电渗法在软土地基加固、淤泥疏浚及重金属污染修复领域均有尝试性应用，但在电渗固结过程中黏土-电极界面电势损失较大，导致能耗较高。本研究从电化学角度出发，对黏土-电极界面反应过程进行分析，解释了界面电阻的产生机理。同时，结合界面电阻模型，采用金属电极（铜）和电动土工合成材料电极开展室内电渗试验，研究长期通电下界面电阻变化规律。研究结果表明：在长期持续通电情况下，界面电阻模型可用于分析界面电阻变化机理；通电初期总界面电阻受阴极界面电阻影响较大，随着通电的进行逐渐变为受阳极电阻控制。界面电阻是电渗排水效率的重要影响因素，建议在工程中对界面电阻进行监测并作为电渗设计的控制指标。
关键词：电渗法；界面电阻；试验研究；地基处理
干湿循环作用下氯氧镁水泥基多相胶凝材料改性固化淤泥的水力-力学特性
王协群1, 刘 宁1, 李智奇*1, 韩 仲2, 邹维列2
(1. 武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070；2. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072)
摘 要：为探明以绿色氯氧镁水泥为基、以工业副产品粉煤灰和矿渣为辅的多相胶凝材料对已初步固化的淤泥进一步改性而得的“改性固化淤泥”用作路基填料的长期性能，以武汉东湖段的改性固化淤泥为研究对象，通过系列试验得到其经历不同次数干湿循环作用（ndw）的土-水特征曲线（swcc）以及非饱和状态下的回弹模量（mr）、无侧限抗压强度（qu）、刚度参数（e1%和su1%）和累积塑性应变（ep）。结果表明：①干湿循环使改性固化淤泥试样产生大量的宏观裂缝和微观裂隙，显著地降低了其在低吸力段的持水能力，但对高吸力段的持水能力基本无影响；②qu，e1%，su1%和mrrep均随着ndw的增加而衰减，其衰减机理具有相似性，依此建立了衰减因子（χdw）-ndw关系模型；③经历干湿循环后，mr对围压（sc）变化的敏感性有所增加，而对偏压（sd）则有两种不同的反应；④未经历干湿循环改性固化淤泥试样的ep表现为塑性稳定型，而经历干湿循环后，在高sd和低sc水平下，试样ep转变为塑性过渡型。
关键词：固化淤泥；氯氧镁水泥基多相胶凝材料；干湿循环；路基；土-水特性；力学特性
低渗地层盾构隧道壁后注浆压密-劈裂扩散模型研究
叶 飞，李思翰，夏天晗，苏恩杰，韩兴博*，张才飞
(长安大学公路学院，陕西 西安 710064)
摘 要：通过对盾构隧道环向浆液压力分布、起劈压力分布的计算，建立了低渗地层盾构隧道壁后注浆压密-劈裂扩散模型，提出了环向劈裂区间角及其计算方法，给出了浆液扩散距离与劈裂通道宽度计算式，并分析土体侧压力系数、盾构埋深对劈裂区间角的影响及土体弹性模量、浆液黏度对浆液最大扩散距离与劈裂通道宽度的影响，结合理论对盾构掘进过程中地表冒浆问题进行了讨论。研究结果表明：在低渗地层进行盾构隧道壁后注浆时，浆液在劈裂区间角内以劈裂形式扩散，在其余区域以压密形式扩散；劈裂区间角与土体侧压力系数、隧道埋深均呈负相关关系；最大扩散距离与注浆压力差，最大通道宽度与最大扩散距离均呈指数关系，其指数分别为4，0.25；正常注浆参数下，浆液向下扩散距离远大于向上扩散距离，结合某城际铁路盾构隧道实际注浆参数及地层参数，分析了地表冒浆的原因，进一步验证了该扩散模型的合理性。
关键词：盾构隧道；壁后注浆；劈裂扩散；扩散距离
基于砂土界面剪切试验的自传感压电土工电缆监测效果评价
王 军1, 刘志明*1, 2, 蔡国军2, 叶飞龙1, 宋小进1
（1. 温州大学建筑工程学院，浙江 温州 325035；2. 东南大学交通学院，江苏 南京 211189）
摘 要：近年来，基于分布式的路堤边坡内部变形实时监测技术受到了学者们的广泛关注和研究，然而由于技术、成本、场景等因素的限制，目前还没有一种技术可以完全实现大面积应用。对此，测试了一种基于压电效应和阻抗应变效应的自传感压电土工电缆（sensor-enabled piezoelectric geocable，spgc），并通过获得spgc-砂土界面剪切试验中产生的阻抗及电压信号评价其监测效果。试验结果表明，剪切位移-剪应力曲线与剪切位移-归一化阻抗曲线具有良好的对应关系（可检测剪切带土体应变软化的发展）；有效值电压随着剪切速率的增大而成正比例关系增大（可量化剪切带的土体位移速率）；随着法向应力和相对密实度的增大，有效值电压逐渐增大，归一化阻抗逐渐减小（可反映剪切带土中应力的变化）；通过双线性模型描述剪切位移-归一化阻抗的相互关系的效果较好。spgc可以实现路堤边坡滑坡灾变定位和前兆识别，有望为路堤边坡施工和运维监测提供一种分布式、低成本、自驱动的k8凯发官网的解决方案。
关键词：路堤边坡；分布式监测；自传感压电土工电缆；直剪试验；压电效应；阻抗应变效应
不同埋置深度下的锚板抗拔特性试验研究
芮 瑞1, 肖风钰1, 程永辉*2, 高 烽1, 胡胜刚2, 丁锐恒1, 孙天健1
（1. 武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070；2. 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室，湖北 武汉 430010)
摘 要：锚板因其具有良好的承载特性而被广泛应用，然而不同埋置深度下的锚板承载特性存在差异。为研究锚板的抗拔承载特性，利用自主开发的可视化拉拔装置，考虑埋深和拉拔速率的影响进行锚板拉拔模型试验。通过粒子图像测速技术和测力计分别获取填料位移、剪应变云图与锚板拉拔荷载。试验结果表明：密砂中的锚板临界埋置比约为4。浅埋锚板拉拔过程可分为峰前增长、峰后软化、残余稳定3个阶段，峰前增长阶段土体处于局部剪切破坏状态，峰后软化和残余稳定阶段土体处于整体剪切破坏，位移与剪应变云图呈倒梯形分布。深埋锚板拉拔过程可分为峰前增长与峰后波动2个阶段，土体始终处于局部剪切破坏状态，位移云图呈气泡状分布，剪切面始终位于锚板上方3倍锚板宽度范围内。无量纲化荷载与无量纲化位移符合双曲线关系，给出了锚板承载力与位移关系式，并与其他研究结果做了对比。引入形状系数的修正giampa公式能较好预测锚板承载力系数。
关键词：模型试验；锚板；埋置比；抗拔承载力；破坏模式
化学作用下压实膨润土膨胀力响应机制研究进展
马 婧, 陈永贵*, 刘 聪, 叶为民, 王 琼
(同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092)
摘 要：高放废物深地质处置库建成后，围岩地下水入渗，化学成分随之进入膨润土工程屏障，影响压实膨润土膨胀性能的长期稳定发挥，危及处置库安全。全面回顾了化学作用下压实膨润土膨胀力响应机制研究，总结了化学溶液入渗条件下膨润土水化膨胀力演化特征、微观机理和预测模型等方面最新进展。压实膨润土水化膨胀过程受化学溶液（离子种类、浓度）和膨润土性质（可交换阳离子、压实干密度）耦合作用影响。化学作用下，浓度效应和阳离子交换反应会不同程度地影响蒙脱石晶层间膨胀、层叠体裂解和扩散双电层膨胀3种水化膨胀机制。相比于水化膨胀模型，考虑化学作用的弹塑性本构模型以渗透吸力量化浓度效应，以晶层刚度反应阳离子交换程度，具有更好的适用性和准确性。现阶段的机理和模型研究，均存在很多不足：针对膨润土晶体、层叠体、集合体的特殊结构，微观试验尚不能定量、直观地揭示晶层间膨胀机制与扩散双电层膨胀机制间的转变界限；膨胀力预测模型很难从水化膨胀机理出发，实现由微观到宏观的跨尺度计算，缺乏考虑处置库工程尺度上多场条件与膨润土化-水-力行为间的协同作用。因此，多尺度系统性试验、多场耦合作用理论和多因素协同演化动态模型仍需深入研究。
关键词：高放射性废物；深地质处置；膨润土；膨胀力；化学作用
柱状节理玄武岩松弛时空效应及其控制技术
刘 宁，高要辉*，陈平志
（中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 310014）
摘 要：柱状节理玄武岩表现出开挖后易松弛的特性，对白鹤滩水电站拱坝变形和地下洞室群稳定都有重要影响，是该工程的关键岩石力学问题之一。白鹤滩水电站柱状节理玄武岩表现出卸荷松弛、破裂松弛和坍塌松弛3种类型，采用钻孔声波测试为主、钻孔电视全景成像测试为辅的方法开展监测，并建立松弛层划分标准；发现开挖松弛具有显著的时间效应和空间效应；松弛时间效应可用对数函数表征，松弛大致在开挖35 d后趋于稳定，松弛与支护的及时性和有效性密切相关；松弛深度随着洞室跨度、开挖高度和断面面积的增加而不断增大，边墙松弛增幅尤其显著；开挖松弛是岩性、结构面、岩体结构和地应力共同控制的结果；提出成型成套松弛控制技术，取得了良好的控制效果。
关键词：柱状节理玄武岩；松弛；时间效应；空间效应；控制技术
围压和渗压加卸载作用下石灰岩裂隙渗流特性试验研究
甘 磊, 金洪杰, 沈振中*, 徐 磊, 马洪影
(河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098)
摘 要：裂隙面粗糙程度和加卸载环境对裂隙渗流特性的影响不可忽视。为研究不同裂隙面节理粗糙度系数（jrc）和围压、渗透压力（渗压）加卸载对石灰岩粗糙单裂隙渗流演化规律的影响，制备5组不同jrc石灰岩单裂隙试样，利用自研岩体裂隙渗流试验系统，开展了不同jrc裂隙试样在围压、渗压加卸载作用下的渗流试验研究。结果表明：不同jrc裂隙试样的渗流量和渗透率随围压增大而减小，加载时各试样渗透率均与围压呈幂函数关系，r2最小为0.9583，围压卸荷时存在明显滞回效应，卸载时jrc对滞回程度影响较大，与下降量和回升量呈对数关系；渗压加卸载过程，裂隙渗流量变化同渗压正相关，渗透率持续下降；一次渗压加卸载循环后的裂隙渗流量下降值与jrc相关性良好，提出了渗压加卸载后的裂隙渗流量预测模型。
关键词：石灰岩；粗糙裂隙；围压；渗压；加卸载；渗流试验
考虑滞后性的土-水特征曲线物理-统计模型研究
翟 钱1, 田 刚1, 朱益瑶1, 戴国亮1, 赵学亮1, 龚维明1, 杜延军2
(1. 东南大学土木工程学院，江苏 南京 210096；2. 东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096)
摘 要：非饱和土的持水和渗透特性具有明显的滞后现象，即非饱和土的水力特性在脱湿过程与其在浸润过程会表现出明显的差异性。现有土-水特征曲线（swcc）滞后模型多为经验模型，其结果在很大程度上依赖模型参数的选取。换言之，这些经验模型多为数学模型，模型参数缺失相应的实际物理意义。采用矩阵形式模拟修正毛细物理模型，通过数理统计的手段计算脱湿和浸润过程，土体中不同尺寸孔隙的水分含量，并累加各孔隙汇总的水分含量得到不同吸力状态土体的含水率。在计算浸润过程孔隙中水分含量时，深入分析留截空气、“墨水瓶”效应和“雨滴”效应对滞后现象的影响，并提出相应的计算公式。选取国内外swcc脱湿与浸润的试验数据，和本文模型结果作对比。对比结果显示，物理-统计模型计算结果与试验数据吻合度较高，可作为预测swcc滞后曲线行之有效的一种方法。
关键词：土-水特征曲线滞后性；留截空气；“雨滴”效应；“墨水瓶”效应；物理-统计模型
一种状态变量相关的非饱和接触面弹塑性模型及验证
张亚国1, 肖书雄1, 杨 赟1, 李同录2
(1. 长安大学建筑工程学院，陕西 西安 710061；2. 长安大学地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054)
摘 要：为研究非饱和土与结构的接触问题，基于状态相关概念和临界状态理论，以净法向应力和吸力为应力状态变量，在考虑吸力对屈服函数、流动法则和硬化定律等影响下，建立了非饱和土-结构接触面的弹塑性模型。通过砂土-钢和砂土-土工织物两种接触面的剪切试验结果，对模型的可靠性进行了验证。结果表明：该模型可描述不同初始状态的土-结构接触面力学行为，还能预测不同边界条件下（常法压、常刚度和常体积）接触面的剪应力、法向位移和应力路径变化。在此基础上，对不同吸力下的非饱和粉土-钢和风化花岗岩土（cdg）-混凝土接触面的剪切结果进行预测，发现随着吸力的增大，接触面峰值强度增大，应变软化和剪胀特征愈加明显，且由剪缩到剪胀转换的相变点所对应剪切位移减小。与已有模型相比，该模型参数更容易确定，计算的峰值强度和临界应力更接近实测值，且能反映峰值强度对应剪切位移随吸力减小的趋势，说明该模型能更好地考虑吸力对接触面峰值强度、临界状态和硬化特征的影响。
关键词：非饱和接触面；状态变量；吸力；应变软化；剪胀；弹塑性模型
基于剪切应变特征的饱和珊瑚砂超静孔压发展模型试验研究
吴 琪1, 2, 王路阳1, 刘启菲1, 周正龙1, 马维嘉*3, 陈国兴1
（1. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009；2. 北京工业大学城市建设部，北京 100124；
3. 南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094）
摘 要：利用空心圆柱扭剪仪，针对南沙岛礁饱和珊瑚砂试样进行了一系列不排水循环扭剪试验，以探究细粒含量fc、相对密度dr及循环应力比csr对饱和珊瑚砂超静孔压比ru增长特性的影响。试验结果表明：ru-n曲线发展速率随fc及csr的增大而增大，随dr的增大而减小；饱和珊瑚砂的ru-n曲线发展速率明显超出了陆域石英砂，传统的seed孔压模型对珊瑚砂孔压发展规律的表征不完全适用。相同的fc和dr下，不同csr作用下的珊瑚砂ru与剪应变幅值γa具有唯一性关系。建立了基于剪应变特征的孔压发展预测模型，分析表明，孔压模型参数a为土性相关的常数，密度修正的孔压模型参数的b/(dr)1.5与等效骨架孔隙比esk*具有单一的负幂函数关系。
关键词：珊瑚砂；细粒含量；超静孔压；剪切应变；等效骨架孔隙比
旱涝急转下斜墙坝险情孕育及灾变过程离心模型试验研究
叶 伟1, 马福恒1, 3, 胡 江*1, 李子阳1, 顾行文2
（1. 南京水利科学研究院大坝安全与管理研究所，江苏 南京 210029；2. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024；3. 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210029）
摘 要：长历时、高强度干旱后遭遇极端暴雨诱发旱涝急转工况，为探究旱涝急转工况对上游黏土防渗体土石坝的致灾机理，首先基于土样试验，研究了影响黏土干缩裂缝扩展的关键因素，分析了干缩裂缝萌生、扩展演化过程；随后通过离心模型试验，明晰了旱涝急转下黏土防渗体缺陷产生至诱发工程失事的演进行为。研究结果显示，土体高初始含水率虽能限制干缩裂缝的产生，但也会在裂缝出现后造成土体内部出现高水势梯度，从而加快裂缝发育。离心模型试验中旱涝急转第一阶段的干旱过程使得黏土防渗体土体基质渗透性明显降低，但干旱引起的干缩裂缝减小了黏土防渗体有效渗径，削弱了黏土防渗体防渗性能；第二阶段的极端降雨造成库水位快速增长，导致含裂缝黏土防渗体发生了水力劈裂，裂缝贯穿防渗体使其完全丧失防渗性能。研究成果厘清了黏土斜墙坝材料性能改变-裂缝孕育险情-降雨触发灾变的旱涝急转工况致灾路径。
关键词：旱涝急转；裂缝演变；险情孕育；水力劈裂；灾变路径
温升作用对深海沉积物静力特性及临界循环应力比的影响研究
孙安元1, 杨 钢1, 任玉宾1, 孔纲强2, 杨 庆*1
(1. 大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2. 河海大学土木与交通学院，江苏 南京 200120)
摘 要：针对取自中国南海西部海槽的深海黏土质沉积物，在不排水升温条件下开展了重塑试样的静动力学试验。探讨了温升作用对土体的不排水抗剪强度、孔压发展规律及临界循环应力比的影响。基于yao的理论框架给出了不排水升温导致超孔压的表达式，讨论了不同温度条件下土体的不排水抗剪强度与临界循环应力比的关系。试验结果表明，不排水升温产生的超孔压导致土体的有效应力降低，削弱了土体的不排水抗剪强度，使土体展现出了拟似超固结土的力学特性；对于分级加载的循环剪切工况，累积应变的发展速度随温度的提高显著增加，但在剪切初期，温升作用抑制了累积孔压的发展，甚至导致负累积孔压的产生。以归一化累积孔压产生的分化标准作为判定门槛循环应力比的方法不能很好地适用于具有超固结特性的土体。建议综合考虑累积变形及孔压的发展规律讨论土体的界限循环应力比。整体来看，随着温度的升高土体的抗剪强度及临界循环应力比显著降低，在工程中应当引起充分重视。
关键词：深海沉积物；温度效应；静力特性；临界循环应力比；温控三轴试验
水平低周往复荷载作用下核岛桩基抗震性能试验研究
李 斌1, 2, 景立平*1, 2, 3, 王友刚4, 涂 健4, 齐文浩1, 2
(1. 中国地震局工程力学研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；2. 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 150080；
3. 防灾科技学院地质工程学院，河北 三河 065201；4. 中核能源科技有限公司，北京 100193)
摘 要：群桩基础是核岛结构在非基岩场地采用的主要基础形式，由于核岛结构质量大、刚度大且质量分布集中，会使基桩处于高轴压比的工作状态。为研究高轴压比（轴压比为0.45）钢筋混凝土群桩基础的抗震性能及地震作用下的破坏模式，开展了粉质黏土中钢筋混凝土群桩基础水平低周往复加载试验，分析了桩基的破坏模式和滞回特征以及桩身变形和内力分布等的变化规律。试验结果表明：基桩在桩头区域均发生了压弯破坏，桩头与承台连接部位破坏最为严重，破坏区域延伸至桩顶以下5倍桩径深度范围内；塑性铰埋深的大小关系为推覆前端基桩＞推覆后端基桩＞边桩＞中桩；推覆前端基桩和中桩的桩身弯矩反弯点在桩顶以下（1～3）倍桩径之间，推覆后端基桩有两个反弯点，分别在桩顶以下（3～5）倍和（5～7）倍桩径，边桩没有反弯点；在水平往复荷载作用下桩身挠度呈倒置的“伞”形；弹性工作阶段，推覆前端和推覆后端基桩荷载分配比例均为24%，边桩为21%，中桩为10%。
关键词：核岛；群桩；高轴压比；水平往复加载；抗震性能
考虑thm耦合的地热能源桩热-力行为分析
李 峙1, 2, 3, 刘福深*1, 2, 3, 杨仲轩1, 2, 3, 詹 伟4
(1. 浙江大学岩土工程计算中心，浙江 杭州 310058；2. 浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心，浙江 杭州 310058；
3. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；4. 浙江省交通运输科学研究院，浙江 杭州 310023)
摘 要：地热能源桩除了可以承受建筑物的上部结构荷载，还能提供低碳、环保和可持续的制冷/制热功能，因此在土木与能源等行业受到广泛关注。热-水-力（thm）三场耦合效应显著影响能源桩和土体的相互作用及其承载变形特性。利用多孔介质混合物理论推导了thm全耦合的基本控制方程，并通过与饱和非等温固结问题的理论解对比，验证了该耦合问题基于comsol有限元分析方法有效性。在此基础上，考虑流体性质随温度的变化和不同的桩土接触模型，开展了基于thm耦合的能源桩二维有限元模型的数值分析，并与离心数值模型和现场试验数据进行对比。计算结果表明该耦合模型不但能预测能源桩中应力、应变和位移场分布与演化规律，还能较好地模拟桩土多场耦合行为。研究结果表明，thm耦合效应对土工分析具有重要影响，研究成果可为能源桩设计、施工及使用过程中所涉及的多场耦合问题提供参考依据。
关键词：能源桩；热-水-力耦合模型；桩土相互作用；有限元；模型验证
na2so4溶液对花岗岩残积土物理力学特性的影响规律
汤连生1, 2, 3, 4，陈 洋1, 3, 4，叶扬海1, 3, 4，周子潇1, 3, 4，程子华1, 3, 4
(1. 中山大学地球科学与工程学院，广东 珠海 519082；2. 广州理工学院建筑工程学院，广东 广州 510540；3. 南方海洋科学与工程广东省实验室
（珠海），广东 珠海 519082；4. 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室，广东 珠海 519082)
摘 要：花岗岩残积土所处水化学环境的变化会影响其物理力学性质和微观结构。为了探索不同浓度na2so4溶液浸泡7/14 d对花岗岩残积土物理力学性质的影响，利用自行研制的水土化学循环系统开展了对其电阻率、界限含水率、压缩性、抗剪强度、矿物成分和微观结构变化规律的研究。试验表明：na2so4溶液浓度增大可以使其电阻率和界限含水率减少。随着盐浓度增大，浸泡7 d时花岗岩残积土的压缩性先上升后下降。当浸泡14 d时，花岗岩残积土的压缩性整体呈上升趋势。抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随着盐浓度上升整体先减小后增大。浸泡14 d时，花岗岩残积土的内摩擦角随着盐浓度上升整体增大。sem图像显示花岗岩残积土经na2so4溶液浸泡后呈絮凝结构土颗粒明显粗化。研究结果可为na2so4溶液影响土体后其物理力学性质的变化规律提供一定的参考价值。
关键词：na2so4溶液；物理力学性质；微观结构；双电层
化学溶液和干湿循环作用下砂岩ⅰ/ⅱ复合型断裂韧性劣化特性研究
刘新荣1, 2, 3, 缪露莉*1, 2, 3, 袁 文4, 周伟锋1, 2, 3
(1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心，重庆 400045；
3. 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室（重庆大学），重庆 400045；4. 深圳市建筑工务署，广东 深圳 518000)
摘 要：为研究化学溶液和干湿循环作用下砂岩ⅰ/ⅱ复合型断裂韧性的劣化规律，先采用ph为7，9，4的保水溶液，对试件进行干湿循环试验（n=1，3，6，10），随后通过半圆弯曲法测试试件的ⅰ/ⅱ复合型断裂韧性。试验结果显示：随着干湿循环次数n的增加，砂岩断裂韧性逐渐劣化，且劣化速度逐渐减缓；化学溶液对断裂韧性的影响为：酸性>碱性>中性；ⅱ型断裂韧度总劣化度小于ⅰ型断裂韧度。随后，基于试验结果，发现最大切应力准则（mts准则）在判别以ⅱ型断裂为主的复合型裂纹时存在较大误差，而广义最大切应力准则（gmts准则）则能较好的吻合试验结果。最后，基于gmts判据，分析裂纹尖端参数的劣化特征：t应力的绝对值与临界极半径rc随着断裂韧性总劣化度的增大而减小；试件的干湿状态对rc影响微弱，印证了rc是反映结构性质的参数。
关键词：ⅰ/ⅱ复合型断裂韧性；干湿循环；酸碱环境；广义最大切应力准则（gmts准则）；劣化
螺杆灌注桩抗拔承载机理的试验研究
王曙光1, 2, 王浩宇1, 唐建中1, 赵志鹏1, 彭桂皎3, 王新华4
(1. 中国建筑科学研究院地基基础研究所，北京 100013；2. 住房和城乡建设部防灾研究中心，北京100013；
3. 海南卓典高科技开发有限公司，海南 海口 570208；4. 重庆卓典建设工程有限公司，重庆 401120)
摘 要：通过室内模型试验和现场试验对螺杆灌注桩抗拔承载机理进行了研究，研究表明螺杆灌注桩作为抗拔桩优势较为明显。通过室内模型试验，采用图像处理技术直观地得到上拔荷载作用下螺杆桩和直杆桩的桩周土体位移场和上拔破坏模式，进而对其抗拔承载机理进行探讨，并采用现场试验进行验证。模型试验和现场试验表明，螺杆桩的单桩抗拔承载力高于同直径的等截面桩，螺纹段的抗拔侧阻力与等截面桩的侧阻力相比明显提高。对于螺纹段，极限抗拔侧阻力表现为周边土体的抗剪强度，破坏面为连续的拱形；对于直杆段，极限抗拔侧阻力表现为桩体与桩周土体的摩擦阻力，破坏面为桩周圆柱面。根据试验结果从工程实用的角度，引入抗拔折减系数给出螺杆灌注桩单桩抗拔极限承载力的表达式，并给出相关参数的取值建议。
关键词：螺杆灌注桩；破坏模式；抗拔承载机理；模型试验；现场试验
盐水干湿循环后砂岩物理力学特性试验研究
杨圣奇1, 2, 荆晓娇2
（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）
摘 要：四川地区降雨蒸发、库区水位涨落等因素严重影响该地区边坡工程的稳定性。以盐水（5%nacl）为浸泡溶液对不同干湿循环次数（0，5，10，20次）作用后饱和砂岩开展三轴压缩试验，分析其物理力学参数劣化规律，进而揭示盐水和干湿循环共同作用对饱和砂岩的损伤机理。研究结果表明：随着干湿循环次数增加，砂岩质量先增加后降低，而渗透率先降低后增加，干湿循环5次为试样质量变化率和渗透率的阈值；干湿循环作用后试样的峰值强度、内摩擦角、黏聚力以及弹性模量均小于干燥砂岩，并且随循环次数增加，试样峰值强度、黏聚力逐渐降低，而内摩擦角表现为先减小后增加；试样弹性模量随围压增加呈不同变化趋势；干湿循环对砂岩破坏模式无明显影响，即单轴和三轴压缩下试样分别呈轴向劈裂和剪切破坏。在干湿循环过程中，砂岩内部矿物颗粒逐渐流失，造成内部孔隙增大，是诱发岩石产生损伤的根本原因。
关键词：干湿循环；盐水；饱和砂岩；渗透特性；力学特性
基于雷达遥感对地观测技术的软土地区公路沉降监测方法
邢学敏1, 2, 3, 杨 东1, 张 锐*1, 2, 熊旭平1, 朱 珺1,3, 黄 丽1, 3, 张济航1, 3
(1. 长沙理工大学交通运输工程学院，湖南 长沙 410114；2. 公路养护技术国家工程研究中心，湖南 长沙 410114；3. 洞庭湖生态环境遥感监测湖南省重点实验室，湖南 长沙 410114)
摘 要：为克服传统公路沉降监测方法需耗费大量人力物力且监测范围有限的问题，旨在提出一种基于雷达遥感对地观测技术（insar）的软土地区公路沉降自动化、大范围监测方法。考虑软土沉降特征，将非线性黏弹塑性四元件组合流变模型引入insar形变建模，提出软土地区公路沉降物理模型，并建立insar时序相位方程组，估计沉降未知参数，以计算获取公路大范围面状沉降结果。通过模拟数据和广东伦桂路水准实测数据验证了该方法的可行性和可靠性。结果表明：与软土insar线性模型计算方法相比，该方法精度提升24%；与传统地面水准实测方法相比，该方法获取的软土地区公路沉降均方根误差为±5.6 mm，相对精度为5%，且趋势与水准实测结果一致。将该方法应用于湖南岳阳湖区公路大范围沉降监测，获取了该区1.5 a的时序沉降结果；该区域公路沉降呈现先快后慢的趋势，累积最大沉降达46 mm，沿湖区沉降明显大于内陆区。可为软土地区公路沉降早期识别和养护管理提供依据。
关键词：道路工程；时序沉降；合成孔径雷达干涉测量；形变监测；软土
引汉济渭秦岭隧洞围岩变形规律与拱架受力特征研究
张 旗1, 2, 王浩杰1, 2, 董 鹏3, 张晓平*1, 2, 刘泉声1, 2, 傅少君1, 4
(1. 武汉大学土木建筑工程学院岩土与结构工程安全湖北省重点实验室，湖北 武汉 430072；2. 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；3. 陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安 710100；4. 西京学院土木工程学院，陕西 西安 710000)
摘 要：引汉济渭输水隧洞地应力高、岩石强度高、开挖扰动强、地质条件复杂，在开挖过程中有时出现支护结构失稳、失效，严重威胁施工人员人身和设备财产安全。为了更准确地了解现场支护结构的安全状态，依托引汉济渭秦岭隧洞tbm施工段岭北工程，在典型围岩洞段监测围岩收敛变形及钢拱架内外翼缘受力，分析其分布特征和变化规律，同时根据围岩破坏特征，探讨围岩破坏机制。分析结果表明：隧洞围岩变形分为3个阶段，即急剧变形期、快速变形期和缓慢变形期，变形主要集中在开挖60 h内，其变形量约占总变形量的45%左右；初期支护钢拱架应力受力特征较为复杂，钢拱架应力不对称，总体表现为以受压为主，结合拱架轴力和弯矩分析，可有效判断拱架的安全状态。
关键词：隧洞；高应力；钢拱架；现场监测；变形
砾石土心墙料的湿化变形特性试验研究
左永振1, 2, 程展林1, 2, 潘家军1, 2, 周跃峰1, 2, 赵 娜1, 2
(1. 长江水利委员会长江科学院，湖北 武汉 430010；2. 水利部岩土力学与工程重点实验室，湖北 武汉 430010)
摘 要：针对砾石土心墙料，采用大型应力式三轴仪开展了单线法湿化变形试验，较系统地研究了湿化应变与应力水平、围压之间的变化规律。依据试验成果，砾石土心墙料的湿化变形是明显的，且与应力水平、围压密切相关，在高围压、高应力水平条件下，外力改变了试样的饱和状态，砾石土样品逐渐从非饱和状态过渡到饱和状态，砾石土料存在应力饱和现象，导致湿化过程中没有明显的湿化变形。当围压较小时，湿化应变随应力水平的增大而增大，当围压增大到一定量值时，湿化应变反而随应力水平的增大而减小，呈现明显的分叉现象，表现出更加复杂的规律。最后提出了砾石土料湿化变形模型及模型参数，提出的砾石土料湿化模型可作为高土石坝湿化变形分析的基础。
关键词：砾石土心墙料；高土石坝；湿化变形；单线法；大三轴试验
深海硅藻土强度特性及其对光缆沉陷的影响
谢雅囡1, 裴会敏1, 王 栋1, 孙永福*2, 高 伟2, 胥维坤2
(1. 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室，山东 青岛 266100；2. 国家深海基地管理中心，山东 青岛 266237)
摘 要：深海硅藻土是一种深海生物硅藻成因的硅质软泥，其典型特征是含水率大、强度低。采用流体力学中的流变模型描述硅藻土，并通过流变试验建立起不排水抗剪强度与剪应变速率之间的关系，试验中还发现硅藻土具有一定的灵敏度。当光缆铺设在深海硅藻土上时，必须合理估计光缆的沉陷。采用大变形有限元方法模拟光缆与硅藻土的相互作用，其中引入考虑速率效应与应变软化的公式。基于数值结果，讨论影响光缆贯入阻力的因素和不同灵敏度下的光缆沉陷量，给出了两种典型铠装光缆在硅藻土中的沉陷量范围。
关键词：硅藻土；应变率效应；灵敏度；有限元；沉陷
不等跨四连拱隧道中隔墙结构受力现场测试与分析
李雨哲1, 柏 署1, 2, 杨 雄2, 阳军生*1, 傅金阳1
(1. 中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075；2. 湖南省交通规划勘察设计院有限公司，湖南 长沙 410200)
摘 要：依托长沙观音岩不等跨四连拱公路隧道工程，选择典型断面对主、辅4个正洞施工全过程中隔墙墙身内力进行现场监测分析，获得其在多洞室开挖、频繁扰动下的力学特征，并验算其安全性。结果表明：四连拱隧道中隔墙结构受力受到相邻的先行洞室开挖影响最大，不相邻洞室开挖对其影响较小；中间位置的中隔墙所承受荷载较两侧的更大，正洞开挖对其影响更明显；施工全过程各中隔墙结构的安全性均满足要求，说明其结构设计和施工措施合理。研究成果可为复杂条件下多连拱隧道的设计与施工提供借鉴。
关键词：四连拱隧道；中隔墙；现场测试；力学特征；安全性评价
