垫层隔震基础动力阻抗薄层法求解及参数分析
梁发云1, 2，李通达1, 2，贾亚杰1, 2，张 浩1
（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：基于半无限弹性地基模型，引入薄层法，推导出层状地基中垫层隔震基础的动力阻抗解答，与黏弹性边界有限元模型进行对比，验证了方法的合理性。针对垫层隔震基础的水平和摇摆动力阻抗，开展了系统的参数分析。模型的计算结果表明：在0～10 hz，垫层厚度、桩数对摇摆阻抗均有着明显的影响，垫层厚度越大，垫层隔震基础的摇摆阻抗越小；桩数越多，垫层隔震基础的摇摆阻抗越大。此外，相同条件下，桩长越大，垫层隔震基础摇摆阻抗实部越大；垫层剪切波速对基础的水平和摇摆阻抗都有着一定的影响。该方法可用于分析垫层隔震基础在地震荷载作用下的动力特性。
关键词：动力刚度；阻抗函数；垫层隔震基础；层状地基；薄层法
pasternak层状地基中群桩水平动力响应解析解答
崔春义1，辛 宇1，许成顺2，梁志孟1，王本龙1
(1. 大连海事大学土木工程系，辽宁 大连 116026；2. 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室，北京 100124)
摘 要：基于pasternak地基和euler梁振动理论，提出了一种能考虑轴向荷载影响的单桩水平振动简化分析力学模型，建立了层状地基中桩-土耦合作用下单桩水平振动控制方程；采用微分变换的方法对方程解耦，进一步结合桩-土边界连续条件求出单桩水平位移、转角及内力解析解答。然后，考虑主动桩ⅰ振动引起被动桩ⅱ的动态位移，建立被动桩ii的水平振动控制方程，求解得到被动桩ii的响应解析解答，依据动力相互作用因子定义进一步求得桩-桩水平动力相互作用因子。最后，利用叠加原理求得群桩水平动力阻抗，并与已有相关解析解进行退化对比验证其合理性。在此基础上，通过参数化分析探讨了地基剪切系数、布桩类型、桩距径比、轴向特征参数对群桩水平阻抗以及桩顶反力分布、桩身内力分布的影响规律，可为实际工程群桩桩基设计提供理论指导和参考作用。
关键词：群桩；动力阻抗；水平振动；桩-桩动力相互作用；pasternak地基
含石量和压实度对格栅-土石混合体界面剪切特性的影响
刘飞禹，孔剑捷，姚嘉敏
（上海大学力学与工程科学学院，上海 200444)
摘 要：为了探究含石量和压实度对格栅-土石混合体界面抗剪特性的影响，采用大型直剪仪对不同含石量的格栅-土石混合体界面进行了单调剪切试验。试验研究了5种含石量（0%，25%，50%，75%，100%）和3种压实度（88%，92%，96%）对格栅-土石混合体界面的抗剪强度和体变特性的影响，并基于室内直剪试验建立了离散元分析模型，对界面的作用机理进行了分析。结果表明，含石量由0%增加至100%，筋土界面的抗剪强度、内摩擦角及似黏聚力均表现出先增大后减小的趋势，含石量为75%时达到最高；试样在高含石量下表现为较明显的应变软化和剪胀现象。此外，试样的压实度越高，筋土界面的剪切应力在前期增长越快，抗剪强度也越高。数值研究结果表明，低含石量模型的力链细而密，高含石量试样的力链较粗，分布较稀疏，且两组模型在剪切破坏后均形成贯通的强力链；高含石量试样在剪切过程中会形成一个孔隙率较大的带状区域，剪切面上的孔隙自两端向中间发展直至贯通。
关键词：土石混合体；含石量；压实度；筋土界面；离散元
穿断层分段柔性接头隧道纵向地震响应解析解
禹海涛1，卫一博2
(1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092)
摘 要：地震发生伴随的断层错动是穿断层隧道灾变防控的重点和难点，目前比较有效的措施是通过设置柔性接头来适应断层的错动，但是对于柔性接头隧道的分段设计和参数取值缺少理论依据。以穿断层分段柔性接头隧道为研究对象，将分段隧道简化成有限长梁，隧道接头简化为剪切和弯曲弹簧元件，围岩简化为pasternak双参数地基。为了合理考虑断层场地的不连续性，将断层带及上、下盘的非连续位移场等效为荷载施加在隧道梁上。基于建立的控制方程及边界条件，推导出分段柔性接头隧道在断层错动作用下的纵向地震响应解析解。通过与相同计算条件下的模型试验和数值计算结果对比分析，验证了解析方法的正确性。最后应用解析解对穿断层分段柔性接头隧道设计的关键参数进行敏感性分析，揭示了分段柔性接头布置方式和隧道本体-接头刚度比等因素对隧道结构内力响应的影响规律。结果表明：设置柔性接头可有效降低断层带影响区域内隧道结构纵向的内力响应，且柔性接头数量越多，隧道结构内力响应越小，若将柔性接头分别布置于断层错动面、断层与上/下盘交界面处，可以显著降低隧道结构的内力响应；而通过调整接头刚度来增大隧道本体-接头刚度比可以进一步降低隧道结构的内力响应。研究可为穿断层隧道抗震分析与分段柔性接头设计提供理论依据。
关键词：穿断层隧道；断层错动；分段柔性接头；地震响应；解析解
含水合物土体的土水特征曲线及渗透系数
颜荣涛，徐玉博，颜梦秋
(桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室，广西 桂林 541004)
摘 要：含水合物土的土水特征曲线和渗透系数对分析水合物开采效率和地层稳定性具有重要意义。通过自我改造而成的含水合物土的土水特征曲线的测试装置，测试了含水合物土（黏质粉土和砂土）的土水特征曲线，研究了水合物形成对土体的土水特征曲线的影响规律和机理，并且分析了含水合物土体的非饱和状态下的渗透系数。试验结果分析表明：水合物形成对含水合物土体的土水特征曲线存在明显影响；随着水合物饱和度的增长，可以看到边界效应段明显增大，过渡段土水特征曲线变得逐渐平缓，非饱和残余段对于残余水饱和度更低，但是vg模型仍能有效的描述含水合物土的土水特征曲线；进气值随着水合物饱和度的增加而增大，而残余有效水饱和度则随之减小，这主要是由于水合物形成改变了沉积物内部的孔隙孔径分布特征。在非饱和状态下，由于渗流通道被气体挤占，含水合物土的相对渗透系数随毛细吸力增加而减小，但是在同样的毛细吸力下，越大的水合物饱和度对应的相对渗透系数越小。
关键词：含水合物土体；thf水合物；土水特征曲线；进气值；残余水饱和度；渗透系数
基于精细化数值模拟的eps轻质土宏细观变形机理研究
申志福，沈光明，王志华，高洪梅*
(南京工业大学交通运输工程学院，江苏 南京 210009)
摘 要：eps轻质土是双固相组分（水泥土与eps颗粒）、具有特殊细观结构的混合土。当前对其宏观力学特性研究较多，而对细观力学响应规律研究甚少。为此，分别在mohr-coulomb模型和drucker-prager模型框架内，基于水泥土和eps材料试验结果规律总结，发展了二者的简单实用本构模型；基于水泥土和eps材料界面剪切试验，总结了界面剪切硬化/软化规律；对eps轻质土三轴剪切试验进行精细化数值模拟，再现了eps轻质土宏观应力-应变响应规律和试样变形模式。基于精细化模拟分析发现，eps轻质土的整体剪切、局部鼓胀、整体均匀3种宏观变形模式是细观力学响应的结果，eps颗粒与水泥土两种材料力学特性的差异引起试样内部应力、应变的非均匀分布，eps颗粒的非均匀排列强化应力、应变非均匀分布程度，两种因素共同决定试样宏观变形的非均匀性。
关键词：eps轻质土；宏细观机理；三轴剪切试验；变形模式；精细化数值模拟
面膜堆石坝不同品种土工膜力学特性
张宪雷1，马仲阳1，吴云云2
（1. 华北水利水电大学水利学院，河南 郑州 450045；2. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210024）
摘 要：针对面膜堆石坝主体防渗材料常用的几个品种土工膜力学性能，展开了土工膜单向拉伸、液胀、耐局部划痕损伤和适应颗粒垫层变形能力的试验性研究。试验分析成果表明：1.0 mm厚的膜材中pvc-hx膜的杨氏模量、应力应变线弹性区间和适应变形能力方面具有一定优越性；划痕长度、方向和深度占膜厚比值相同的条件下，tpo膜耐局部划痕损伤能力较强，pvc-hx膜仍展现良好的耐损伤极限强度和极限延伸率，能够满足膜防渗结构力学性能要求；厚度大于0.8 mm的hdpe/pe膜刚度偏大，适应变形和耐局部划痕损伤能力偏低，不适用于高水头压力下多孔隙介质垫层的膜防渗结构。试验成果分析表明膜厚大于1.0 mm的pvc-hx膜和tpo膜在高面膜堆石坝膜防渗结构中应用具有潜在优势，工程设计厚度不大于0.8 mm的土工膜可优先选择hdpe/pe膜。
关键词：面膜堆石坝；土工膜；杨氏模量；液胀强度；划痕损伤
强夯法加固堰塞坝料的室内模型试验研究
占鑫杰1, 2，李文炜3，杨守华1，朱群峰1，许小龙1，黄慧兴3
（1. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024；2. 水文水资源与水利工程国家重点试验室，江苏 南京 210024；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 210024）
摘 要：为丰富堰塞坝开发利用理论，指导堰塞坝浅层密实加固处理工程，基于相似定律对堰塞坝料进行了不同能级的室内强夯模型试验，综合采用宏-细观方法分析了强夯能量引起的动应力发展和传播规律、内部变形规律、颗粒破碎和加固效果等。试验结果表明：随着夯击次数增加，由于堰塞坝料密实度提高、颗粒重排列、破碎及填充的叠合效应，夯锤有效加固范围内的动土压力峰值整体呈波动上升趋势。强夯过程中能量逐渐从表层传递到深层，同时强夯能量随深度具有较大的耗散，动应力峰值随深度呈现快速衰减的趋势。由于风化严重，强夯引起了明显的颗粒破碎现象。强夯对松散宽级配堰塞坝料的加固效果明显，不同能级强夯后其锥尖阻力大幅提高，但夯击能超过一定数值时，增大夯击能对加固效果提升有限。基于本次易贡堰塞坝料模型试验，最佳夯击能约为6000 kn·m。
关键词：堰塞坝；强夯；模型试验；加固效果；应力发展及传播；颗粒破碎
考虑交叉管线影响的城市供水管网地震响应分析及震害评估
钟紫蓝，张亚波，侯本伟*，韩俊艳，杜修力
(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)
摘 要：以北京市某地区埋地供水管网为实例，通过直线型和交叉型典型管道二维有限元模型，系统分析了管道规格、接口形式、场地条件、地震动强度等级和地震动入射角等关键参数对管道接口轴向和转角变形的影响，得到了不同设防烈度地震动作用下该供水管网的损伤情况。基于国内外管道接口试验数据统计分析结果，确定了基于接口变形量的管道损伤判定准则，并用于不同管道接口类型地震损伤评价，建立了不同场地条件下典型管道接口地震损伤数据库。根据管道属性、场地信息和管道接口地震损伤数据库，基于gis软件绘制管网地震损伤分布图。结果表明：相同烈度地震作用下，管线交叉处接口峰值变形量约为直管线接口的1.5倍～2.0倍，其中与法兰接口邻接的承插式接口存在峰值变形突变。罕遇烈度地震动作用下的管网地震损伤程度远高于设防烈度，且破坏多集中于ⅳ类场地和管线交叉处。
关键词：供水管网；交叉管线；接口变形；有限元分析；震害评价
多洞并行隧道围岩稳定性与破坏模式极限分析
杨 峰，高廉镇，高益康，阳军生*
（中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075）
摘 要：受交通廊道的空间限制，隧道工程逐渐出现了多洞并行的布设形式。当相邻隧道净间距较小时，建设期间可能出现相互影响，降低围岩稳定性。将该课题简化为平面应变条件下的多洞并行等间距毛洞隧道围岩稳定性问题，应用刚体平动运动单元上限法开展计算分析，获取失稳临界状态下围岩稳定系数曲线和滑移线网破坏模式的定量数据，揭示围岩稳定性与潜在破坏模式随强度参数、隧道埋深h和多洞净距s等因素间的演化规律。研究结果和已有双洞并行隧道的对比分析表明：净间距s大于转换间距str后，二者均表现为单洞独自破坏形式，且稳定系数ncr数值吻合较好；而净距s较小时，多洞并行隧道围岩表现为上方整体下沉条件下的中夹岩破坏，较之双洞并行情况围岩稳定性大大降低。研究结果可为多洞并行隧道围岩稳定性评价及加固方案制定等工作提供数据支撑。
关键词：多洞并行隧道；围岩稳定性；极限分析上限法；刚体平动运动单元；滑移线网；破坏模式
岩石不连续面内颗粒剪切力学性质的数值试验研究
张志飞1，黄 曼2，唐志成*1
（1. 中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074；2. 绍兴文理学院土木工程学院，浙江 绍兴 312000)
摘 要：采用pfc研究不同法向应力下颗粒充填岩石不连续面的剪切力学性质，重点关注颗粒形状（以长、短半轴长比a/b表示）和组合方式的影响。结果表明：①单颗粒的剪切运移和破坏可归纳为滚动、滚动-滑动、压碎-滚动运移和碾碎、滚动-压碎破坏5类，取决于法向应力和颗粒形状，不同破坏类型下微裂纹演化特征明显不同；颗粒的破碎程度整体随法向应力的增加而增加，随a/b的增加而降低，不连续面壁磨损程度随法向应力和a/b的增加而增加；张拉裂纹是引起颗粒及不连续壁面破坏的主要原因；颗粒破碎后形成的碎屑混合物的尺寸分布可用幂指数（或分形维数）d表征，d越小，颗粒破碎程度越低。②充填同种形状的双颗粒时，颗粒及不连续面壁表面的细观粗糙度是造成剪切力学性质差异的主要原因；充填不同形状的双颗粒时，a/b较大的颗粒承担了更多的压剪荷载，破碎程度更高；颗粒间的摩擦也对其表面磨损及剪切运移破坏过程产生重要影响。③不连续面的平均摩擦强度与充填碎屑混合物的尺寸分布密切相关，a/b增大或法向应力减小导致生成的较大角砾状碎块数量增加，进而引起总体摩擦强度增加。提出了估算颗粒充填不连续面平均摩擦强度的经验关系式，并通过文献中的数据对该公式进行了初步验证。
关键词：岩石不连续面；颗粒运移及破碎；剪切性质；摩擦强度
基于未冻水膜压力判据的冻土水热力耦合冻胀模型研究
王自力1，李金峰1，滕继东*1, 2，张 升1, 2，盛岱超1, 2, 3
(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；3. 悉尼科技大学土木与环境工程学院，悉尼 2007)
摘 要：冻胀融沉是多年冻土区的主要病害，其受水分场、温度场、应力场的复杂耦合作用影响。基于水膜理论提出了冻土未冻水膜压力作为冰透镜体生成的判据，并重新对水分迁移驱动作用进行描述，建立了以温度、土体孔隙比为变量的全耦合模型。通过考虑已冻区冰基质的影响，推导了涵盖原位冻胀与冰分凝两部分的冻胀量计算公式。基于matlab和comsol multiphysics的联立平台，提出了模型冰透镜体实时分布的数值求解方法，实现了冻土温度、水分、应力、冰透镜体分布的全耦合数值求解。通过与室内土柱冻结试验及现有水热力模型（thermal-hydraulic-mechanical，又称thm模型）冻胀量结果进行对比分析，证明了温度、含水率与冻胀计算上的可靠稳定。最后通过探讨温度梯度、上覆压力、渗透系数与压缩模量对土柱冻结的影响发现，温度梯度能显著增加土体冻胀量，上覆压力会导致更多水分向冻结锋面迁移，但对冻胀量起着抑制作用，渗透系数与压缩模量均对冻胀量产生正影响。为冻胀理论研究与数值实现提供了新思路。
关键词：冻土；水热力耦合；冰透镜体；水膜理论；冻胀融沉
基于比例边界有限元法的成层半空间中斜坡场地地震响应计算模型
李艳朋1, 2，李志远*3，胡志强1, 2，林 皋1, 2
(1. 大连理工大学海岸与近海工程重点实验室，辽宁 大连 116024；2. 大连理工大学建设工程学部水利工程学院工程抗震研究所，辽宁 大连 116024；3. 中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心，北京 100048)
摘 要：由于左右侧不对称且不规则的边界条件延伸到远场，斜坡地形场地的地震波动场求解存在一定困难。为得到成层半空间中斜坡地形场地的地震动力响应，基于波场理论提出一种以相似拼接线为缩放中心的比例边界有限元法计算模型：首先将待求波动场分解为具有规则边界条件的已知波场和由已知波场在真实不规则边界处引起的散射波场，然后通过在斜坡场地的不规则边界处施加等效地震荷载将散射波场的求解由外源输入问题转化为内源辐射问题，最后推导了适用于水平及倾斜成层、左右岸不对称等复杂地基的比例边界有限元法，可沿径向解析地求解斜坡场地的内源辐射问题。通过与文献中均质和成层弹性半空间中凹陷地形场地在sh波入射条件下地表动力响应进行对比，表明了计算模型的准确性，并通过分析成层半空间中斜坡地形场地的波动响应验证了模型的有效性。提出的计算模型，为复杂地基-结构相互作用分析的输入波动场计算提供了新的技术手段。
关键词：斜坡地形；成层半空间；地震动输入；比例边界有限元法；地震波动响应
高压旋喷修复中水溶性药剂径向迁移规律研究
张文杰，贾志伟，秘永宝
(上海大学力学与工程科学学院，上海 200444)
摘 要：高压旋喷修复是近年来出现的污染土原位修复技术，目前对于旋喷药剂的迁移规律尚不明确，工程实践缺乏可靠的理论指导。分别以荧光素钠及氯离子为示踪剂，开展不同旋喷参数下的现场及室内高压旋喷试验，并结合数值模拟研究了射流作用及对流-扩散作用下的药剂径向迁移规律。现场旋喷5 d后的结果表明，药剂质量浓度沿径向逐渐降低，分布受旋喷参数影响明显，现场最佳旋喷参数组合为注入压力25 mpa、旋转速度22 r/min、提升速度25 cm/min、喷嘴直径1.6 mm、旋喷2次。室内旋喷试验和数值模拟表明，射流作用下混合区内药剂质量浓度线性减小，喷嘴附近相对质量浓度为0.54～0.91；混合区半径随注入压力、喷嘴直径及旋喷次数的增加而增大，随旋转速度的增加而减小；药剂质量浓度及径向均匀性与旋转速度、喷嘴直径及旋喷次数呈正相关，对流-扩散作用下的药剂迁移使混合区内质量浓度降低，扩散区质量浓度升高，径向分布趋向均匀；虽然孔压消散仅需短短几分钟，但其引起的对流在约30 d内对药剂迁移起主导作用，之后扩散变为主要作用。
关键词：高压旋喷；室内试验；水溶性药剂；径向迁移；对流-扩散
基于变形预测和参数反演的山岭隧道围岩稳定性分析
王述红，董福瑞*
(东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819)
摘 要：隧道围岩变形与岩体力学参数之间存在复杂的非线性关系，是围岩状态改变最直观的表现，也是围岩稳定性综合判别的重要指标。提出一种基于变形时序预测和力学参数反演的山岭隧道围岩稳定性分析方法。首先引入tent混沌扰动和自适应警戒调整机制，构建基于自适应混沌麻雀搜索算法优化极限学习机（acssa-elm）的变形时序预测模型和力学参数反演模型，进一步采用三次样条插值和变分模态分解（vmd）对已开挖断面围岩实测变形预处理，利用变形时序预测模型采取窗口滚动单步预测的方式对已开挖断面围岩最终变形值进行预测，并用于力学参数反演模型中获取开挖段围岩的“修正”力学参数，基于数值模型正算结果和开挖段已测变形值预测开挖段围岩变形和变形速率，进而分析其稳定性。依托重庆市花阳隧道进行了方法的验证与应用，并对隧道zk40 820断面围岩的稳定性进行了合理可靠的预测分析。最后对方法的使用条件和反演参数的准确性进行了讨论。
关键词：隧道工程；麻雀算法；极限学习机；时序预测；参数反演；稳定性分析
改进knothe地表动态沉降预测模型及其参数分析
张亮亮1，程 桦1, 2，姚直书1，王晓健1
(1. 安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001；2. 安徽大学资源与环境工程学院，安徽 合肥 230022)
摘 要：针对传统knothe时间模型描述地表动态沉降过程中的不足，在knothe时间模型基础上考虑了上覆地层非线性力学特征，建立改进knothe时间模型，理论分析表明改进后时间模型符合地表单点沉降、沉降速度和沉降加速度变化规律；结合现场实测数据和双介质法，给出改进knothe时间模型参数计算表达式。采用兴隆庄煤矿4326工作面、三道沟煤矿35101工作面和阳泉二矿8403综采工作面开采地表沉降监测数据，对传统knothe时间模型和改进knothe时间模型精度进行对比分析。结果表明：改进时间模型能够更真实地反映地表随开采时间的动态变化过程，预测值和实测值的平均相对标准偏差仅为3.22%，远低于knothe时间模型的15.72%，验证了改进时间模型的精确性和可靠性；地表动态沉降过程受煤层回采速度v、松散层厚度hs、基岩层厚度hj、松散层充分采动角φs和基岩充分采动角φj影响，且影响敏感度依次为：hj，v，hs，φj，φs。研究可为煤层开采地表动态沉陷预测提供一定的借鉴和参考。
关键词：地表沉降；knothe时间模型；动态预测；沉降速度；敏感性
基于两级光滑边域混合单元的弹塑性二阶锥规划方法
刘锋涛1，周锡文2，张澄博2，戴北冰*3，莫红艳1
(1. 桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西 桂林 541004；2. 中山大学地球科学与工程学院，广东 广州 510275；
3. 中山大学土木工程学院，广东 广州 510275)
摘 要：弹塑性增量分析的数学规划方法是分析岩土工程变形和强度问题的有效途径之一，在处理非光滑屈服面、接触和多屈服面等复杂问题时具有独特的优势。为进一步简化计算和克服体积锁定问题，在广义hellinger-reissner（ghr）变分原理的基础上，提出一种新型混合常应力-两级光滑边域的三节点三角形单元，在关联流动法则和mohr-coulomb屈服准则条件下，将弹塑性增量问题转化为标准的二阶锥规划问题，并将黏-摩擦接触条件转化为锥约束条件引入到弹塑性增量分析的二阶锥规划问题中，随后采用高效的原对偶内点算法对其进行求解。最后将新方法用于岩土工程中两类经典问题的弹塑性数值分析。结果表明：新方法在计算效率、收敛性和精度方面均优于传统六节点三角形混合单元。
关键词：弹塑性增量分析；二阶锥规划；常应力-光滑应变混合单元；两级光滑边域
土岩复合地层中盾构施工引起的地表位移预测
齐永洁1, 3，朱建才2, 4，周 建*1, 3，周思剑1, 3，李东泰5，魏 纲6, 7, 8
(1. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；2. 浙江大学平衡建筑研究中心，浙江 杭州 310012；3. 浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心，浙江 杭州 310058；4. 浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310012；5. 中铁隧道股份有限公司，河南 郑州 450001；6. 浙大城市学院土木工程系，浙江 杭州 310015；7. 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；8. 城市基础设施智能化浙江省工程研究中心，浙江 杭州 310015)
摘 要：盾构穿越上软下硬土岩复合地层时极易引起地表沉降。为探究其规律，分析了盾构开挖面在复合地层中的收敛模式，考虑了层状地层对地表位移的影响，对传统的随机介质理论进行了简化，推导了复合地层中盾构施工引起的地表位移计算公式，依托杭州环城北路—天目山路盾构隧道工程进行了地表沉降的计算和可靠性验证，搜集并分析了26组地表沉降实测数据，反分析计算得到了对应的土体损失率，并进一步分析了土体损失率的分布及取值规律。结果表明：简化方法与传统随机介质理论计算结果相近，计算曲线与实测数据相吻合；复合地层中的土体损失率分布在0.09%～2.2%，与黏性土中类似；同一工程（区段）中土体损失率随硬岩比的增大而减小，且大致呈线性相关。
关键词：盾构隧道；土岩复合地层；层状地层；地表沉降；土体损失率
基于黏性流体力学的液化土中桩基桩顶阻抗研究
黄 娟，胡钟伟，余 俊*，李东凯
（中南大学土木工程学院，湖南 长沙 410075）
摘 要：将液化后的土体视为流体，考虑液化土的黏性，研究了黏性液化土体中端承桩的水平振动问题。用黏性流体运动方程模拟液化后土层的运动，用饱和多孔介质模型模拟饱和未液化土层，联系桩-流体耦合条件运用势函数法、分离变量法得到黏性流体水平振动解析解。利用上层液化土和下层饱和非液化土分界面的位移、转角和内力连续条件得到黏性液化土-饱和土分层条件下的桩顶阻抗解析表达式，将理论解与有限元解进行对比验证了解的正确性，对端承桩桩顶阻抗进行参数分析，表明在分析液化土中桩基桩顶阻抗时，需要考虑液化土的黏滞特性，以免造成刚度阻抗的高估和阻尼阻抗的低估。
关键词：液化土；黏性；流体；桩基；水平振动
酸碱盐胁迫环境下水泥固化重金属污染土的长期性能：现状与展望
刘 行1，邓婷婷1，邓永锋*1，柯 瀚2，朱向阳3
(1. 东南大学交通学院，江苏 南京 211189；2. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058；3. 连云港港口集团有限公司 ，江苏 连云港 222002)
摘 要：土壤和地下水常受到工业、农业、海水和生活污水的影响，存在不同种类的腐蚀性离子。采用水泥基材料固化/稳定化修复重金属污染场地时，这些腐蚀性离子会降低水泥基固化土的性能和重金属的固化效果，长期条件下面临二次污染问题。目前采用水泥基材料的土壤固化研究多集中于新型复合固化剂的研发，对环境胁迫下固化体的耐久性问题需要更多关注。针对环境胁迫下因水泥基固化土劣化引起的工程特性和淋滤特性问题，总结国内外研究现状，系统阐述土—水泥—重金属—胁迫环境之间的相互作用机理，明晰基于酸/碱、盐环境胁迫下水泥基固化土性能演化规律及机制，为重金属污染土壤固化修复效果及耐久性提升的研究提供参考。
关键词：固化/稳定化；胁迫环境；水泥固化污染土；长期性能；劣化机制
基于压缩及油脂逃逸试验的盾尾刷性能评价研究
竺维彬1，刘 昶2，钟小春*2，游 智2，朱能文3
（1. 广州地铁集团有限公司，广东 广州 510220；2. 河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210098；3. 广州地铁设计研究院股份有限公司，广东 广州 510010）
摘 要：盾尾密封失效事故时有发生，严重时易造成了重大涌水涌砂安全事故，已经引起工程界与学术界的高度关注。基于盾尾刷动态压缩试验和盾尾密封油脂逃逸试验结果及分析，结果表明：①动态压缩试验测试结果能较好反映盾尾刷弹塑性力学性能，大幅度节约试验时间；②随着盾尾间隙不断减小，盾尾刷贴合力、弹性系数不断增大，塑性变形占比不断增大、弹性变形占比不断减小。盾尾间隙为110 mm时弹性变形占比为90%，盾尾间隙压缩至50 mm时弹性变形占比降低到60%；③建立了盾尾间隙、盾尾油脂逃逸量与盾尾刷贴合力关系图，获得了盾尾密封系统的工作安全区域，可对盾尾密封状态有效性进行评估。建立的盾尾刷密封性能评价方法，为盾尾刷性能评价及检测提供了参考。
关键词：盾尾刷；动态压缩试验；油脂逃逸试验；贴合力；弹性系数；油脂逃逸压力
饱和孔隙介质的耦合物质点-特征有限元方法
王兆南1, 2，王 刚*1, 2
(1. 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045；2. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045)
摘 要：物质点法是当下用于分析饱和孔隙介质大变形问题的常用手段。然而，传统的显式物质点法直接采用弱可压缩的泊松方程计算孔隙水压力，存在着孔隙水压力震荡以及压力边界难以施加等问题。鉴于此，提出了一个适用于饱和孔隙介质的耦合物质点-特征有限元方法。该算法将孔隙水视为不可压缩流体，基于特征线分裂算法的思想，将存在对流项的液相动量方程采用特征线法进行时间离散，并利用投影法分步计算固、液相中的压力和速度。应用此算法对一维饱和土柱的固结以及二维弹性地基中波的传播问题进行了数值模拟，所得结果与参考解基本相一致。计算结果表明新算法可以很好地克服显式物质点法在计算固结问题时产生的孔隙水压力震荡现象。
关键词：物质点法；饱和孔隙介质；不可压缩流体；特征线法；投影法
