内水压盾构隧道管片衬砌受力与变形特性分析
周 龙1, 2，朱合华1, 3，沈 奕1, 3，闫治国*1, 3，官林星4
(1. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092；2. 南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094；3. 土木工程防灾减灾全国重点实验室，上海 200092；4. 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)
摘 要：对不同埋深的通缝和错缝拼装盾构衬砌结构在内水压作用下的力学响应开展研究，分析了内水压、隧道埋深和衬砌拼装方式对盾构衬砌承载特性的影响规律。研究结果表明，隧道内水从空管变化至满管过程中，衬砌环变形持续增大，内力变化呈现三阶段特性。第一阶段为空管至半管阶段，衬砌环弯矩增大、轴力减小，但二者的变化幅度极小。第二阶段为半管至刚刚满管阶段，衬砌环弯矩增大、轴力减小，轴力的变化幅度小于弯矩。第三阶段为满管后内压增加阶段，衬砌环弯矩和轴力同时减小，但轴力的减幅远大于弯矩。对于有内压作用的盾构衬砌，埋深减小时衬砌结构的内力与变形会随之减小，但局部接缝张开及螺栓应力可能出现增大的现象，较浅覆土处衬砌环接缝的安全储备应引起足够重视。当隧道埋深及内部水压荷载相同时，错缝拼装衬砌结构的收敛变形、局部接缝变形和接缝部位螺栓的受力均优于通缝拼装结构，承受内水压的盾构衬砌可优先考虑采用错缝的方式拼装。
关键词：盾构管片衬砌；内水压；埋深；通缝与错缝拼装结构；承载特性
深厚覆盖层上土质心墙坝防渗墙-心墙接头局部无网格大变形分析
邹德高1, 2, 龚 瑾*1, 2, 孔宪京1, 2, 屈永倩1, 2, 刘京茂1, 2, 陈 楷1, 2
（1. 大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室，辽宁 大连 116024；2. 大连理工大学建设工程学部水利工程学院，辽宁 大连 116024）
摘 要：土质心墙坝作为覆盖层地基上的一种重要坝型，其上部土质心墙与下部混凝土防渗墙直接相连，由于材料刚度差异悬殊，两者在接头区域往往存在防渗墙“贯入”心墙的局部大变形现象。在任意拉格朗日-欧拉（ale）框架下，开发了无网格大变形弹塑性分析方法，协同发挥了ale框架在大变形分析中稳定和高精度的优势以及无网格法（meshless）无需单元拓扑的特点，解决了有限元法因网格扭曲引发的精度降低或复杂重剖分问题。基于面向对象的c 语言，将该方法集成到自主开发的geodyna计算系统中，实现无网格大变形方法与有限元（fem）、比例边界有限元（sbfem）的无缝耦合。将耦合meshless-fem-sbfem方法应用于某深厚覆盖层上土质心墙坝，联合土体广义弹塑性模型，再现了坝体在填筑过程中防渗墙“贯入”心墙的局部大变形发展过程，发现在竣工期小变形分析低估防渗墙竖向应力约4.1 mpa（占13%），并指出了防渗墙顶部两侧土体间存在剪切带。
关键词：大变形；无网格；任意拉格朗日-欧拉；深厚覆盖层；土质心墙坝
黏时变渗透分段注浆压力的上、下限解
王军辉，韩 煊
(北京市勘察设计研究院有限公司，北京 100038)
摘 要：在浆液的黏时变效应下，渗透注浆压力（p）和注浆速率（q）都是随时间t变化的，给注浆工程的设计计算带来困难。首先，考虑到设计的便利，利用定积分原理，提出了p-q双时间变量下对应的分段注浆压力（p）和注浆速率（q）的工程定义。其次，根据黏时变理论和darcy定律，建立了p-q双时间变量下的黏时变渗透注浆解析模型（包括物理方程、几何方程和边界条件），揭示了黏时变渗透注浆的复杂数学物理过程，讨论了模型解的存在性与唯一性。再次，利用p-q的工程定义式和渗透注浆解析模型进行p的理论解研究，充分利用积分不等式的性质，分别得到了p的下限与上限通解，讨论解的科学性与普适性。最后，结合当前实际工程需要，进一步讨论了指数黏时变函数p的上、下限特解（包括球面和柱面两种扩散模式）。
关键词：注浆；渗透；注浆压力；注浆速率；注浆持续时间；黏滞系数；黏时变；积分不等式
恒定法向刚度边界下含陶粒砂砂岩裂隙剪切力学特性研究
王 刚1, 2, 王鹏举1, 王长盛*1, 蒋宇静3, 4, 栾恒杰4, 黄 娜1
(1. 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266590；2.福建工程学院土木工程学院，福建 福州 350118；3. 长崎大学工学研究科，长崎 852-8521；4. 山东科技大学能源与矿业工程学院，山东 青岛 266590)
摘 要：含支撑剂砂岩裂隙的剪切行为对致密气开采具有重要影响。通过开展不同边界条件下两种粗糙砂岩剪切试验，探究法向应力（1～6 mpa），法向刚度（0～5 gpa/m），初始法向应力（2～6 mpa），支撑剂尺寸（16/30 目，20/40 目，30/50 目）对含陶粒砂砂岩裂隙剪切特性的影响。结果表明：加入陶粒砂后，裂隙面的峰值摩擦角减小，剪切刚度及峰值剪应力降低，并且剪缩量增加，剪胀量减小；随着法向应力的增加，剪切强度提高。在恒定法向刚度（cns）边界下，随着法向刚度的增加，残余剪应力提高，但峰值剪应力、最终剪胀量和表观摩擦角降低。随着初始法向应力增加，峰值剪应力、残余剪应力及剪切刚度均提高，且变化幅度高于法向刚度的影响；初始法向应力的增加抑制了裂隙面的剪胀，提高了裂隙面的表观摩擦角。随着陶粒砂尺寸的减小，剪切强度提高，剪胀位移增加。
关键词：恒定法向荷载；恒定法向刚度；支撑剂；砂岩裂隙；剪切特性
纤维改性珊瑚泥裂隙动态演化规律试验研究
丁选明1, 方华强*1, 刘汉龙1, 蒋春勇1, 李根峰2
(1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400044；2.重庆文理学院土木工程学院，重庆 402160)
摘 要：土体龟裂在自然界中广泛存在，而裂隙的存在极大地劣化了土体的工程性质。岛礁上工程材料缺乏，如何就地取材，利用珊瑚泥这种潜在的工程材料并进行改性，是亟需解决的关键问题。采用pva纤维对珊瑚泥龟裂特性进行改善，通过龟裂试验，利用图像处理技术，获得了裂隙参数、分形维数、频率分布以及裂隙发育速率的变化规律，从而得出不同纤维掺量下的珊瑚泥裂隙动态演化规律以及纤维加固效果。结果表明：pva纤维的掺入，提高了土体的整体性能，并起到桥接作用，能在一定程度上阻碍土体的收缩以及抑制土体裂隙的拓展。此外，还得出了纤维加固土体的裂隙开裂判据，以及揭示了珊瑚泥纤维加固机理。这对珊瑚泥的潜在应用价值具有重要意义。
关键词：珊瑚泥；龟裂；pva纤维；裂隙动态演化
基于界面黏附力盾构堵塞风险评判方法研究
方 勇1，王宇博1，王 凯1，钱聚强2，陈中天1，卓 彬1
(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. 中铁十四局集团隧道工程有限公司，山东 济南 250101)
摘 要：为了准确预测盾构在高黏粒地层掘进时刀盘堵塞风险、提供刀盘泥饼防治依据，自行设计土体-金属界面拉拔试验装置与界面直剪试验装置，通过室内试验，分析了不同土样在不同稠度指数下法向黏附力与切向黏附力变化规律；基于试验结果提出了针对黏附力的五等级盾构堵塞风险分区图，并应用于强风化混合花岗岩渣土改良效果评估。研究表明：法向黏附力随稠度指数的增大先升高再降低，蒙脱土含量的提高会降低法向黏附力峰值线的稠度指数；全样品的摩擦角和切向黏附力在稠度指数小于0.6后稳定在低水平；稠度指数大于0.6时，纯黏土土样切向黏附力随着稠度指数的增加而增加，含砂土样切向附着力在稠度指数0.9附近有峰值，随后降低；针对黏附力盾构堵塞风险分区图可反映渣土改良过程中的盾构堵塞风险变化的路径，可对渣土改良效果进行评估。
关键词：盾构隧道；堵塞风险；室内试验；渣土改良；法向黏附力；切向黏附力
温度梯度作用下非饱和土中铅离子迁移机理研究
周凤玺1，罗 玚1, 2，马 强3
(1. 兰州理工大学土木工程学院，甘肃 兰州 730050；2. 兰州工业学院土木工程学院，甘肃 兰州 730050；3. 青海大学土木工程学院，青海 西宁 810000)
摘 要：基于多孔介质理论及连续介质热弹性力学，研究了温度梯度作用下重金属离子在非饱和黄土中的迁移机理。首先，通过非等温吸附试验确定了黄土颗粒对铅离子的吸附模型；其次，以固、液、气三相系统中各组分质量、能量以及动量守恒方程为基础，建立了表征温度梯度下非饱和土中污染物迁移的多场耦合数学模型，模型考虑了重金属离子的吸附、孔隙流体的迁移及相变、温度梯度下土体的变形等因素，以温度、孔隙率、孔隙水压、孔隙气压、重金属离子浓度、吸附浓度、土体骨架位移为基本未知量，较全面反映了非饱和土体中热质迁移规律及变形特点；最后，开展非饱和黄土中铅离子迁移土柱试验，验证理论模型的可靠性，并分析了各因素对铅离子迁移规律的影响。结果表明：langmuir非线性吸附模型比较符合黄土颗粒对铅离子的吸附特征，最大吸附量随温度升高而降低，温度梯度对非饱和黄土中污染物迁移有较明显促进作用；不计土体湿陷效应时，温度梯度及吸湿膨胀使土柱产生拉伸变形，重力、孔隙水压及孔隙气压共同作用使土柱产生压缩变形，后者影响大于前者，故土柱整体为压缩变形；污染物迁移随时间增长而减弱，吸附作用是长期过程，时间增长对其影响不显著。
关键词：温度梯度；铅离子；多场耦合；吸附；迁移
表征雨水在土体裂隙内优势入渗过程的解析模型
张 昭1, 祝良玉1, 李光耀1, 袁昊钰1, 高帅东1, 韩华强2, 刘奉银1, 齐吉琳3
(1. 西安理工大学岩土工程研究所，陕西 西安 710048；2. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210024；3. 北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 100044)
摘 要：解释雨水入渗裂隙土体时出现优势流现象的关键，在于定量描述雨水优势入渗土体裂隙的过程。为此，先基于green-ampt入渗模型构建表征雨水在团粒-裂隙双区域运动特征的解析模型。其次，引入无量纲参数对解析模型进行概化，使之可预测在降雨强度不变时的优势入渗量与湿润锋深度，描述雨水入渗分区随时间的变化过程。模型的计算结果表明：雨水入渗分区在团粒表面出现积水与裂隙被水充满时会发生变化；优势入渗量所占比例随降雨强度和裂隙体积均呈单调递增趋势；裂隙内的湿润锋深度随其体积呈单调递减趋势。最后，对比分析解析模型与基于richards方程的hydrus-1d数值模拟对雨水优势入渗3种含裂隙土的计算结果可知：解析模型与hydrus-1d的优势入渗量计算曲线趋势较为吻合，为定量描述雨水在土体裂隙内的优势入渗特征提供了一条新途径。
关键词：团粒；裂隙；优势入渗；双区域模型
北京地铁新机场线超近接上跨既有隧道三维影响分区及应用研究
崔光耀1, 宋博涵*2, 肖 毅3, 何继华3
(1. 北方工业大学土木工程学院，北京 100144；2. 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；3. 中铁二十三局集团第六工程有限公司，重庆 400012)
摘 要：为科学、合理地制定城市地下工程超近接施工加固方案，依托北京地铁新机场线超近接上跨既有10号线工程，采用数值仿真及现场监测对三维影响分区及其应用进行了研究。研究结果表明：推导了依托工程横向、纵向影响分区表达式，确定了以既有隧道隆起值为判别准则的三维影响分区，并提出了各影响分区应对对策；考虑到现场施工施作空间及经济指标，对依托工程基于三维影响分区而制定的加固措施进行了优化，经数值仿真对比分析可知，挡土墙优化加固措施满足施工安全要求；依托工程采用推荐的挡土墙优化加固措施进行施工，现场监测数据表明既有隧道拱顶位移变化施工影响规律与数值仿真分析一致，位移值均小于控制标准，这说明所提出的三维影响分区及加固措施可保障依托工程的施工安全性。研究成果可为类似工程施工安全控制提供参考。
关键词：地铁隧道；三维影响分区；施工对策；现场监测
某低厨余填埋场垃圾物理力学特性演化规律
陈宏信1, 2，吕东江1, 2，冯世进*1, 2，张晓磊1, 2，吴少杰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：垃圾分类处理将导致中国填埋场中厨余垃圾占比显著下降，对填埋场的长期安全运营提出了新的要求。对中国某低厨余城市生活垃圾（msw）填埋场进行了现场抽水、电阻率测试及室内垃圾组分、质量含水率、剪切强度等测试，分析了其物理力学特性变化。结果表明经过两年抽水后垃圾组分变化不大，但垃圾特性分布更加离散；低厨余垃圾受历史填埋垃圾影响，含水率为86%～161%，经过抽水后降低至42%～116%；抽水后填埋场整体水位下降但在10～15 m深度出现了局部的高含水区域；填埋场垃圾黏聚力及内摩擦角分布范围分别为0～20 kpa及15°～30°，黏聚力及内摩擦角变化范围较大，且黏聚力低于国内一般高厨余垃圾填埋场，抽水后垃圾的剪切强度总体下降但剪切硬化现象更加明显。
关键词：填埋场；低厨余；含水率；抽水；剪切强度
三维非饱和土边坡拟动力稳定性分析初探
王 龙1, 2, 3, 陈国兴2, 胡 伟*3, 孙德安4, 李 洁5, 刘文化1
（1. 江南大学环境与土木工程学院，江苏 无锡 214122；2. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009；3. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059；4. 上海大学力学与工程科学学院，上海 200444；5. 澳大利亚皇家墨尔本理工大学工学院，墨尔本 3001）
摘 要：边坡在地震作用下极易失稳破坏且通常伴随明显的三维破坏特征，增加边坡阶数并结合抗滑桩等加固措施可有效提高边坡的动稳定性，广泛用于滑坡灾害防治中。基于极限分析上限原理并结合拟动力法，将塑性变形理论扩展至非饱和土中，改进已提出的半解析水平片分法，计算具有非线性分布特征的非饱和土重力、地震惯性力和抗滑桩侧阻力所做外功率和表观黏聚力的功率耗散率，与解析解对比，验证了该方法的合理性。通过算例分析，探究了非饱和土边坡的地震响应规律，揭示了吸力对边坡地震稳定性及抗滑桩加固效果的强化作用。结果表明：吸力对边坡稳定性的贡献可达15%～30%，且与地震动特性密切相关，地震波达到峰值时，吸力效应得到显著加强；水平加速度系数和土体剪切模量对边坡地震稳定性影响较大；地震作用下边坡将出现明显的“浅层”滑动现象。
关键词：非饱和土边坡；极限分析；拟动力法；基质吸力；三维效应
基于透明土石混合体的水力侵蚀特性研究
刘汉龙1, 2, 3, 钟文涵2, 仉文岗*1, 2, 3, 周 航1, 2, 3, 王鲁琦1, 2, 3, 顾东明4
（1. 重庆大学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；3. 重庆大学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；4. 中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074）
摘 要：土石混合体是一种力学性质极其不均匀的材料，其水力侵蚀过程往往也是复杂和难以预测的。现有的水力侵蚀试验往往难以观察土石混合体水力侵蚀过程的变化，而透明土石混合体是一种可以较好地还原真实土石混合体力学性质的相似材料。基于此，进行了透明土石混合体水力侵蚀模型试验。试验考虑了含石量、块石尺寸、固结压力3个内在因素及流量外在因素。对试验结果进行二维断面分析以及三维重构，结果表明：对于每个试样组，存在一个平均侵蚀速率及临界侵蚀流量，平均侵蚀速率越小、临界侵蚀流量越大表明试样抗侵蚀能力越强。试样的抗侵蚀能力随着含石量增大而先增大后减小，随着块石尺寸增大而先增大后减小，随着固结压力增大而增大。纯土试样在低流速冲刷下最终会趋于光滑、平缓的“s”型岸坡，而在高流速冲刷下会在前端形成较陡的坡，而后端土体几乎被冲走；土石混合体通常在水力侵蚀下呈块状剥离，最终形成表面粗糙的倒梯形岸坡。
关键词：透明土石混合体；含石量；块石尺寸；侵蚀速率；三维重构
泥水盾构开挖面泥膜渗透特性与压力传递机制
徐 涛1, 史庆锋1, 章定文*1, 徐敬民1, 刘义怀2
（1. 东南大学交通学院，江苏 南京 211189；2. 南京东大岩土工程勘察设计研究院有限公司，江苏 南京 210096)
摘 要：泥膜可以将泥浆压力传递到开挖面土体骨架上，转化为土体有效应力，因此泥膜的渗透特性是保持泥水盾构开挖面稳定的关键因素。采用泥浆渗透试验，研究了开挖面水力梯度、地层土体粒径和泥浆渣土含量等对泥膜形成的影响规律。试验结果显示，水力梯度越小，越不利于泥膜形成。细砂地层有利于泥膜形成，但泥膜和渗透带很薄，易被破坏；中砂和粗砂地层虽不利于泥膜形成，较厚的渗透带却有利于开挖面稳定。泥膜的渗透系数比渗透带的渗透系数低100倍以上，渗透带的渗透系数介于10-7～10-5 m/s，而泥膜的渗透系数的小于10-8 m/s；泥膜或渗透带的渗透系数越小，地层超静孔压的影响范围越小，孔压下降得越快。当泥浆中掺有渣土时，泥浆的渗透速度高于未掺渣土的泥浆；渗透带的渗透系数随泥浆密度增大而增大，且地层超静孔压下降速率随泥浆密度增大而减小。
关键词：泥水盾构；泥膜；泥浆渗透带；水力梯度；土体粒径；压力传递
基于ct动态扫描的冻土细观二元介质本构模型
张 革1, 2，刘恩龙*3, 4
（1. 三峡库区地质灾害教育部重点实验室（三峡大学），湖北 宜昌 443002；2. 三峡大学土木与建筑学院，湖北 宜昌 443002；3. 中国科学院西北生态环境资源研究院，甘肃 兰州 730000；4. 四川大学水利水电学院，四川 成都 610041）
摘 要：开展荷载作用下冻土的宏-细观力学特性试验研究，对揭示冻土细观力学特性和建立宏-细观力学性质之间的联系具有重要的意义。利用重新研制的可配合医用ct进行扫描的冻土三轴仪开展了不同温度、围压条件下的饱和冻土常规三轴压缩试验研究，其中在轴向加载过程中共对试样进行了8次ct扫描。通过对ct数平均值和应力应变曲线的分析发现：当应力应变曲线表现为应变硬化时，冻土试样ct数平均值随着轴向应变的增加而线性降低；当应力应变曲线表现为应变软化时，试样ct数平均值在软化阶段加速降低。结合动态扫描过程中试样ct数平均值的变化规律，提出利用试样ct数平均值对体积破损率进行表征，建立了饱和冻土的二元介质细观本构模型，并利用试验数据对建立的本构模型进行了验证，结果表明提出的本构模型能够很好的预测冻土在常规三轴应力路径下的应力应变行为。
关键词：冻土；三轴压缩；ct动态扫描；细观力学特性；二元介质本构模型
水平排水板真空脱水-固化联合方法处理疏浚淤泥的试验研究
宋丁豹1, 蒲诃夫*1, 4, 张纯雪2, 李展毅3, 邱金伟4, 陈文博5
(1. 华中科技大学土木与水利工程学院，湖北 武汉 430074； 2.东华工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230022；3. 中国第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430074；4. 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；5. 香港理工大学土木与环境工程学系，香港)
摘 要：疏浚淤泥的含水率高、渗透性低、压缩性高、承载力低，难以快速高效地处理和处置。对此，介绍了一种复合方法，即基于水平排水板的真空脱水-固化联合方法，简称phdvds，并通过模型试验研究了phdvds方法处理高含水率疏浚淤泥的脱水减量效果和加固效果。模型试验分别采用石灰激发高炉矿渣微粉和水泥为固化剂，并与单一真空脱水方法（无固化剂）和直接固化方法（无真空脱水，以水泥为固化剂）的处理效果进行了对比。在模型试验真空脱水阶段，监测了真空脱水量和淤泥体积变化，即减量效果；在真空脱水结束后，取固化土样进行养护并测试了不同养护龄期土样的无侧限抗压强度，并结合固化土微观结构（xrd、sem和mip试验）分析了phdvds方法的作用机理。结果表明，与单一真空脱水法和直接固化法相比，phdvds方法的脱水减量效果和加固效果均更加优越。仅2 d真空脱水后，phdvds比单一真空脱水法的减量效果提高了7%～43%；其固化土样60 d无侧限抗压强度比直接固化法增大了6～54倍。
关键词：疏浚淤泥；高含水率；水平排水板；真空脱水；固化；模型试验
基于颗粒分形特征的土体渗透特性预测模型
黄献文1, 2，姜朋明*1，周爱兆1，王 伟3，唐楚轩2, 4
(1. 苏州科技大学土木工程学院，江苏 苏州 215009；2. 新加坡国立大学工学院，新加坡 119077；3. 绍兴文理学院土木工程学院，浙江 绍兴 312000；4. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071)
摘 要：为预测土体渗透特性，基于其微观结构，提出了土颗粒分形特征识别算法与渗流孔隙通道重建算法，并将重建几何模型与传统有限元法联合，建立了土体渗透系数蒙特卡洛预测模型。首先，依据土体的微观结构特征，通过分形特征识别算法（fcim）识别土壤中颗粒的椭圆度、粗糙度、级配、孔隙率以及长轴倾角；而后依据这些特征参数，采用渗流孔隙通道分形重建算法（fcrm）重塑土体微观结构模型；基于生成的微观结构模型，联合运用有限元法（fem）与蒙特卡洛法（mc），获得具有统计意义的土体渗透系数。通过与试验结果对比，验证了预测模型的合理性（误差小于5%）。通过多因素分析，研究椭圆度、粗糙度、级配、孔隙率以及长轴倾角对土体渗透系数的影响，其大小关系依次为：级配>孔隙率>长轴倾角>椭圆度>粗糙度，皮尔逊相关系数分别为-0.3512，0.3065，-0.101，-0.042和-0.010；通过对渗流通道分析，发现级配和孔隙率主要影响渗流通道的“宽度”和“曲折度”；椭圆度、粗糙度和长轴倾角主要影响渗流通道绕行的“角度”和“长度”。
关键词：渗透特性；孔隙尺度模拟；分形特性；蒙特卡洛算法；预测模型
大直径桩纵向振动广义轴对称连续圈层模型及其应用
刘 鑫1, 2, 吴文兵*3, 4, 王立兴3, 刘 浩3, 4, 梅国雄5, 闻敏杰3, 6
(1. 中国地质大学海洋学院，湖北 武汉 430074；2. 中国地质大学深圳研究院，广东 深圳 518000；3. 中国地质大学工程学院，湖北 武汉 430074；4. 中国地质大学浙江研究院，浙江 杭州 311305；5. 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西 南宁 530004；
6. 浙江理工大学建工学院，浙江 杭州 310018)
摘 要：现有针对大直径桩纵向振动特性的理论研究主要存在两点不足：①所用桩体模型无法充分考虑桩身内的三维波动效应；②研究重点集中于高频范围，缺乏对工程价值更为突出的低频振动特性的聚焦分析。针对此两点不足，提出了新型的大直径桩纵向振动广义轴对称连续圈层模型，将桩体看作三维连续介质，同时考虑桩身质点的竖向和径向位移，将桩周土沿径向进行圈层化处理，利用相邻圈层土和桩土接触面耦合关系得到竖向动荷载作用下桩顶复刚度解析解。在验证所提模型合理性基础上，利用其对大直径桩低频振动特性进行探讨分析，重点关注施工扰动效应的影响规律和机理，发现若干创新现象和有益结论，为大直径桩动力设计和承载特性分析提供了更为完备的理论基础。
关键词：大直径桩；广义轴对称连续圈层模型；施工扰动效应；低频振动特性；动力设计
淤积-潮汐耦合作用下沉管隧道接头变形特征研究
周桓竹1, 2, 喻 莹1, 侯晋芳3, 俞 缙4, 王延宁*1, 5
（1. 汕头大学土木与环境工程系广东省结构安全与监测工程技术中心，广东 汕头 515063；2. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072；3. 中交第一航务工程局有限公司，天津 300461；4. 华侨大学福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心，福建 厦门 361021；5. 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 221008）
摘 要：重点研究了循环荷载耦合下沉管隧道接头的变形特征。通过建立管-土相互作用模型，将隧道简化为timoshenko梁模型，将地基简化为kerr地基模型，同时考虑基床系数随时间变化，建立管节-接头理论模型，分析接头处转角和挠度差。对比荷载叠加和荷载耦合两种不同加载方式下沉管隧道接头变形问题，讨论淤积荷载引发的结构变形在总变形中的贡献比例，以及适合分析运维期接头变形问题的理论解析方法。与abaqus数值计算结果进行比较，说明方法的适用性。以甬江沉管隧道实测数据对比分析表明：循环荷载耦合作用下对沉管隧道的动力响应影响显著，大于由单个荷载引起结构变形的叠加。淤积荷载引起的沉管结构变形占据耦合荷载导致变形的75%～125%，提出的理论模型可以很好地分析实测沉降结果，验证了提出理论模型的有效性。
关键词：沉管隧道；荷载耦合；理论计算；软土地基；接头沉降
融合xgboost和shap的地表峰值加速度预测分析模型
齐婉婉1, 2, 孙 锐1, 2, 郑 桐*1, 2, 亓金磊1, 2
（1. 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080；2. 地震灾害防治应急管理部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080）
摘 要：为建立一种不依赖土体本构模型，只依靠地震动和场地主要特征的地表加速度峰值预测方法，以日本kik-net强震台网搜集到的3104组基岩和地表地震动记录为基础，通过特征选择筛选出6个特征参数，以输入地震动加速度峰值和输入地震动卓越频率表征输入地震动特性，以剪切波速达800 m/s时的土层埋深、场地基本周期、基岩剪切波速和地表剪切波速表征场地特性。采用xgboost模型，构建基于6个特征参数的地表峰值加速度（pga）预测模型。通过对比实测记录和一维数值模拟计算结果，表明本文建立的xgboost模型预测结果稳定，能较好的预测pga，训练集和测试集的决定系数均大于0.925，平均绝对百分比误差均在20%左右。同时引入shap对输入特征与预测结果之间的影响和依赖性进行分析，增强了模型的可解释性，同时也为预测结果提供了可靠性支撑。
关键词：机器学习；xgboost；pga预测；shap；可解释性
基于状态空间法的阶梯型变截面水平受荷桩分析方法
张晓笛1, 2, 王金昌*1, 2, 杨仲轩1, 3, 龚晓南1, 2, 徐荣桥1, 3
(1. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058；2. 浙江大学平衡建筑研究中心，浙江 杭州 310058；3. 公路数智养护浙江省工程研究中心，浙江 杭州 310051)
摘 要：为研究阶梯型变截面桩的水平承载特性，基于timoshenko梁理论，建立了综合考虑桩基尺寸效应、剪切变形和桩基材料非线性效应的四弹簧模型及其状态方程，获得了非线性桩土相互作用下任意长细比的桩截面内力与变形解析解。通过与已有文献中现场试验结果对比分析，验证该方法的适用性和有效性，并讨论了变径位置、桩径比和弹性模量比对桩基受荷特性的影响。研究结果表明：①桩基水平承载力对三者的敏感性为：桩径比>变径位置>弹性模量比；②综合考虑桩承载能力和经济性，建议变径位置、桩径比和弹性模量比取0.6。
关键词：阶梯型变截面桩；水平受荷；桩土相互作用；timoshenko梁；四弹簧模型；状态空间法
边坡植被恢复中考虑微生物矿化和植被作用的green-ampt模型
李 旭1，高 山2，周 成*1，王一冰1，钟启明3，陈 群1
(1. 四川大学水利水电学院，四川 成都 6100652；2. 广西新发展交通集团有限公司，广西 南宁 530029；3. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024)
摘 要：在边坡植被恢复中降雨入渗量的估算是很重要的，为探究石漠化边坡格构内微生物矿化联合植被作用的填土降雨入渗过程，在传统green-ampt模型基础上，针对表层矿化的土柱引入稳定入渗率，提出考虑微生物表层矿化（m）作用的改进g-a模型（m-g-a）；针对含植株土柱，考虑复合土层的入渗过程，分别提出考虑植被（p）作用的改进g-a模型（p-g-a）以及考虑微生物矿化联合植被作用的改进g-a模型（pm-g-a）。利用改进g-a模型进行累计入渗量计算，并将计算结果与土柱试验实测值、hydrus数值解进行对比分析。结果表明：m-g-a模型可以较好地描述累计入渗量随时间的变化，且矿化程度越高模型计算偏差越小，在强矿化作用下误差可控制在5%以内；p-g-a模型的计算误差随降雨历时而增加，但相较于hydrus数值解可以减少误差约10%；pm-g-a模型的计算偏差随降雨历时呈现先增加后减小的趋势，总体上优于hydrus数值解。改进g-a模型能够针对微生物表层矿化石漠化边坡格构内填土的生态恢复技术进行累计入渗量即蓄水量分析，具有一定的工程实用价值。
关键词：边坡植被恢复；降雨入渗；植株孔优先流；微生物表层矿化；green-ampt模型解析解；数值计算
高岭土-膨润土化学渗透膜效应试验及微观机理分析
张志红，杨灏闻，郑九州
(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：黏土类材料固有的半透膜特性能够显著延缓污染物扩散，对各类堆场防渗屏障服役性能的高效评估具有重要的意义。采用自制的刚性壁膜效应试验装置，开展了不同膨润土掺量的高岭土-膨润土（k-b）防渗材料的化学渗透膜性能试验及sem电镜扫描试验，确定了5%～60%膨润土掺量的k-b试样化学渗透效率系数的变化规律，从微观角度定量研究并揭示了膜效应行为的影响机理。结果表明：随着膨润土掺量的增加，化学渗透效率系数的变化趋势呈现分阶段性规律，即缓慢增加（<30%）、急剧增加（30%～40%）和稳定（>40%）3个阶段，膨润土掺量从5%增到60%时，相应的化学渗透效率系数由0.002提高至0.197。通过电镜扫描发现，膨润土掺量的增加导致k-b试样孔隙结构变化，大孔数量减小，小孔数量逐渐增加，孔隙周长增大，表明孔隙数量和孔隙周长的改变是导致k-b化学渗透膜效应随膨润土掺量而变化的微观原因。
关键词：半透膜；化学渗透效率系数；污染物扩散；微观机理
悬挂式止水帷幕下基坑内外抽灌承压水的计算方法
武永霞1, 沈水龙2
(1. 上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海 201620；2. 汕头大学工学院，广东 汕头 515063)
摘 要：悬挂式止水帷幕下抽取坑内承压水时会对周边环境产生影响，地下水回灌能够有效控制坑外水位降深从而达到保护环境的目的。由于止水帷幕的存在，坑内外抽灌水使得基坑内外形成水位差。帷幕两侧水位差一方面是渗流方向和渗流路径的改变引起的，一方面是渗流面积减少引起的。通过数值模拟回归分析方法获得了基坑外回灌时帷幕两侧水位差的计算公式。将回灌时获得的水位差与笔者以往获得的基坑内抽水时止水帷幕两侧水位差的计算公式进行叠加，获得了基坑内外抽灌承压水时止水帷幕两侧水位差的计算公式。所提出的公式表明，帷幕两侧水位差与止水帷幕宽度及其进入承压含水层的深度、含水层各向异性、含水层的厚度以及无止水帷幕下抽灌承压水在帷幕处产生的水力梯度有关。最后通过工程实例对所提出的算法进行了验证。
关键词：止水帷幕；承压含水层；基坑；抽灌作用；水位差
基于位移控制的双排桩桩后滑坡推力计算方法
薛德敏1, 2, 李天斌*1, 张 帅3
(1. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059；2. 浙江交通职业技术学院，浙江 杭州 311112；3. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058)
摘 要：工程实践中，普遍以极限状态下的传递系数超载法获取单排桩桩后滑坡推力后再人为分配双排桩桩后滑坡推力，这与实际处于非极限状态的前后排桩的受力情况不符。从桩土变形协调出发，考虑位移与土拱效应之间的相关关系，结合莫尔圆坐标平移法和斜微分单元法，建立了基于竖向土拱理论和水平土拱理论的非极限状态下双排桩桩后滑坡推力的计算方法。与室内离心模型试验结果相比，前排桩桩后土体位移7，21 mm对应的前排桩桩后滑坡推力理论值与实测值基本相等，而后排桩桩后滑坡推力理论值与实测值误差为1.08%，6.42%，一定程度上说明了本方法的合理性和适用性。计算方法可以为任意桩后土体位移下双排抗滑桩桩后滑坡推力的计算和设计提供理论依据。
关键词：滑坡；抗滑桩；推力；位移；土拱理论
