P/SV波任意角斜射下山岭-含水谷场地地震动分析

杨永斌1, 2，刘  鹏1，周泽洋*3，张雄飞1

（1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 重庆科技学院建筑工程学院，重庆 401331；3. 长沙理工大学土木与环境工程学院，湖南 长沙 410114）

摘  要：山岭-含水谷地形作为一种常见的复合场地，其对地震动响应的影响规律尚不明确。为此，通过理论推导实现了有限域内的土水耦合，并结合有限/无限元法对P波和SV波任意角斜射下山岭-含水谷复合场地进行了二维地震分析，探讨了山岭和含水谷的相对位置关系对场地二维地震响应的影响。结果表明：①P波或SV波斜射时，位于含水谷地震波入射前侧的山岭能抑制含水谷对地震波入射近端处地表最大水平加速度的放大作用；②当SV波跨临界角入射且山岭位于含水谷地震波入射前侧时，地表最大水平加速度在复合地形的地震波入射远端反而被放大；③山岭-含水谷相对位置、入射波类型和临界角对于复合地形两端位移频谱影响显著。

关键词：山岭-含水谷；无限元；土-水耦合；地震动响应；跨临界角

倾斜层状地基的精准边界元法及其应用

肖  莎1, 岳中琦2, 3

（1. 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；2. 哈尔滨工业大学理学院，广东 深圳 518055；3. 香港大学土木工程系，香港 999077）

摘  要：发展了一种新型边界元法，精准计算基础荷载作用下倾斜层状地基附加应力和沉降。该边界元法采用最新发展的横观各向同性层状材料基本解，8结点等参单元离散加载域及其附近区域的边界，6结点无穷单元离散远场边界。引入结点位于单元内部的不连续单元，消除边界积分方程自由项系数的求解困难，给出离散边界积分方程中非奇异和奇异积分的数值计算方法。数值验证表明发展的数值方法具有很高的计算精度和效率。算例分析详细揭示了层状岩土材料各向异性和倾斜分层对弹性场的影响。

关键词：倾斜层状地基；横观各向同性；边界元法；附加应力和沉降

西安市区黄土湿陷特性研究

康  佐1，亢佳伟2，邓国华*2, 3，郑建国4，王丽琴2，高虎艳1

（1. 西安市轨道交通集团有限公司，陕西 西安 710018；2. 西安理工大学，陕西 西安 710048；3. 西安黄土地下工程技术咨询有限公司，陕西 西安 710000；4. 机械工业勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710043）

摘  要：基于西安市轨道交通工程建设过程中开展的12组黄土大型试坑浸水试验和室内湿陷试验，系统研究了西安市区黄土的湿陷特征。研究表明：①西安市区范围内，各地貌单元的湿陷性由强到弱依次为渭北黄土塬>浐河三级阶地>塬前洪积台塬>黄土梁洼﹥少陵塬（杜陵塬、神禾塬）、渭河三级阶地。自重湿陷性黄土场地占试验场地总数的50%，自重湿陷最大下限深度20 m；市区南部黄土塬均为非自重场地，与以往室内试验认识不同；②自重湿陷变形主要发生在Q3黄土地层中，现场试验实测得到自重湿陷底界多位于Q3古土壤层，仅2组试验中的Q2黄土表现出弱湿陷性。现行规范中提供的关中地区统一的修正系数高估了Q2黄土的湿陷量。③区分地貌单元和地层沉积时代，给出了修正系数建议值；④ 浸水湿陷的平面影响范围与自重湿陷深度和湿陷量相关，一般不超过1倍的试坑半径和1倍的实测自重湿陷深度，可作为工程周边浸水设防边界；⑤黄土湿陷变形发展过程主要包括快速下沉、缓慢下沉、下沉稳定、停水后快速下沉和停水后下沉稳定5个阶段。实测自重湿陷量越大，下沉阶段单日沉降速率越大。停水后固结沉降量最大可达95.1 mm。

关键词：黄土；自重湿陷变形特征；浸水试验；变形修正系数；地貌类型；沉积时代

不同盐度下深海能源黏土宏微观力学特性离散元分析

李  政1，蒋明镜*2, 3，王思远1

（1. 天津大学建筑工程学院，天津 300350；2. 苏州科技大学土木工程学院，江苏 苏州 215009；3. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092）

摘  要：能源土的力学行为与水合物相平衡特性紧密相关，相较于砂土，黏土沉积物具有更小的孔径且孔径对水合物相平衡特性有较大的影响。通过引入孔径对相平衡线的影响，建立了胶结型深海能源黏土温-压-力-化三维微观接触模型，并开展了不同盐度下的深海能源黏土的三轴压缩数值模拟试验，对其应力应变曲线、体变、胶结破坏、团粒破碎率和强度特性等宏微观力学行为进行了分析，并与重塑黏土的力学特性进行了对比，讨论了水合物胶结对深海能源黏土力学特性的增强作用。结果表明：①低围压下，随着盐度的升高，深海能源黏土的峰值抗剪强度逐渐减小，且应变软化特征越不明显，同时体变先剪缩后微弱剪胀再剪缩的特点，高围压下其表现为应变硬化及剪缩特性。②随着围压的增大及环境盐度的升高，深海能源黏土的胶结破坏数和团粒破碎率均逐渐增大。③通过对深海能源黏土的强度特性的分析发现，其强度包线呈现典型的非线性特征。

关键词：深海能源黏土；孔径；离散单元法；三轴压缩；盐度

基于CT-三轴试验的珊瑚砂试样细观孔隙结构演化特性

胡丰慧1，方祥位*1，申春妮2，姚志华3，陈正汉4

（1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 重庆科技大学土木与水利工程学院，重庆 401331；3. 空军工程大学机场建筑工程系，陕西 西安 710038；4. 陆军勤务学院军事设施系，重庆 401311）

摘  要：孔隙特征及受荷过程中的演化特性对珊瑚砂的物理力学特性有重要影响。利用自主研发的高压土工CT-三轴仪，在保证试样常规尺寸大小的前提下，对珊瑚砂进行围压为100～1600 kPa的三轴固结排水试验，同时在加载过程中对珊瑚砂试样进行实时CT扫描，根据CT图像分析孔隙形状参数球圆度和各向异性，利用数字体积关联法（DVC）分析珊瑚砂的孔隙结构演化特性。结果表明，在围压和颗粒破碎的影响下，加载过程中珊瑚砂试样的孔隙结构演化大致可分为3段，即加载端部位（Ⅰ段）主要受到压力作用，颗粒发生破碎和滑动引起孔隙率减小，局部应变主要为负应变即压应变；试样中部及以下部位（Ⅱ和Ⅲ段），低围压时颗粒滑移孔隙外扩宏观上表现为剪胀现象，局部应变呈现正应变即拉应变，高围压和颗粒破碎会抑制剪胀现象；较好地解释了低围压时砂样的剪切带常发生在试样中间及偏下部分的原因。试样加载过程中孔隙形状随围压增大越来越接近球形和趋于各向同性；沿竖直方向，试样的变形量在围压约束下逐渐减小。试样的孔隙体积和局部应变在加载过程中逐渐稳定，符合砂土的临界状态理论。研究成果对深入认识珊瑚砂的工程力学特性具有重要意义。

关键词：珊瑚砂；CT扫描；细观孔隙；演化；数字体积关联法DVC

三氯化铁对砂土微生物矿化的强化作用试验研究

卫仁杰1，唐彤芝2，彭  劼*1，李亮亮1，商志阳1，蒋  钊1

（1. 河海大学岩土力学与土堤坝工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098；2. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024）

摘  要：微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）是一种十分有前景的土体改良技术，然而基于MICP处理土体方法的缺点是只有通过多次胶结液处理才能达到预期的改善效果。为提升微生物矿化处理土体的效率，在胶结液中加入少量（1～30 mmol/L）三氯化铁，开展溶液试验和砂柱试验，通过碳酸钙生成情况、无侧限抗压强度和渗透系数评估其强化效果。研究结果表明：①三氯化铁能改变溶液试验中MICP碳酸钙的形态和大小。②胶结液中加入三氯化铁，在灌注5次的情况下可使砂柱无侧限抗压强度最高可达1617.9 kPa，较常规MICP处理砂柱提升10.4倍，渗透系数较未处理砂降低两个数量级。③三氯化铁没有增加砂土中MICP碳酸钙数量，但是改变了碳酸钙在砂土中的分布模式，从而提高砂土的强度，协同MICP降低砂土渗透系数。

关键词：微生物矿化；三氯化铁；碳酸钙；无侧限抗压强度；渗透系数

穿堤建筑物与分散土界面渗透稳定性研究

文纪翔1, 2，樊恒辉1, 2，贾琼瑜1, 2，刘宇芊1, 2，孙增春1, 2

（1. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100；2. 西北农林科技大学岩土工程研究所/特殊岩土博物馆，陕西 杨凌 712100）

摘  要：分散土具有遇水分散流失的特性，位于分散土体中的建筑物在土-水-建筑物耦合作用下往往会出现界面处的渗透变形而发生破坏，常导致水利工程出现险情。采用人工配制的不同程度的分散土，开展分散性试验与抗渗试验，同时考虑穿堤建筑物因不均匀沉降和振动等因素导致的与接触位置填土的分离脱空，对非分散土与分散土开展脱空区在管道上侧和下侧两种位置的裂缝冲刷试验。结果表明：①随着碳酸钠掺量的增加，土样逐渐从非分散向分散转化，临界坡降从120.0降低到12.9，14.7，抗渗性能显著下降。②分散土与非分散土的自身裂缝（无建筑物）均可在反滤料的保护下逐渐愈合，裂缝段试验末分别能承担大于59.0，51.2的坡降，抗渗性能显著提高。③在相同干密度的条件下，与非分散土相比，分散土中的裂缝愈合更快，在较低速的流动水的条件下即可迅速填充堵塞渗流通道。④建筑物-土界面存在裂缝，当裂缝位于建筑物上部时，裂缝可以在反滤料的保护下逐渐愈合，非分散土和分散土分别能承担大于87.4，63.1的坡降，具有一定的抗渗性能；当裂缝位于建筑物下部时，裂缝段基本不承担坡降，在反滤料的保护下裂缝也难以愈合且在高水头下易发生反滤料的管涌破坏。

关键词：分散土；土-结构接触面；裂缝；渗透稳定性

半湿润区毛细阻滞覆盖层实际储水能力与防渗设计参数研究

莫加成1，焦卫国*1, 2，赵  青1，庹  斌3，罗  宇4，张  松3

（1. 贵州大学土木工程学院，贵州 贵阳 550025；2. 贵州理工学院，贵州 贵阳 550003；3. 贵州中建建筑科研设计院有限公司，贵州 贵阳 550006；4. 黔西南州城市建设投资（集团）有限公司，贵州 兴义 562400）

摘  要：为掌握西北半湿润气候条件下毛细阻滞覆盖层长期服役性状和实际储水能力，在西安填埋场开展了现场足尺试验，通过极端降雨试验和长期监测自然气候条件下覆盖层的水力变化，定量对比了植被对覆盖层水分释放的影响，揭示了区域气候条件下毛细阻滞覆盖层实际渗漏模式及其储水能力发挥程度。结果表明：①西北半湿润区夏季植被生长茂盛的条件下，有植被时水分释放速度显著大于无植被裸土，前者累计释放量（45.80 mm）是后者（26.55 mm）的1.73倍。②中国西北半湿润气候区长时弱降雨气候条件，如小到中雨，毛细阻滞覆盖层渗漏时实测储水量约为理论储水量的93%。土层裂缝等优先流通道对其防渗性能影响小，渗漏诱发原因是土层实际储水量超过理论值。短时强降雨气候条件，如夏季午后的大到暴雨，渗漏时实测储水量约为理论储水量的73%～84%。坡面径流（或积水）通过土层裂缝优先下渗是覆盖层多发的、常见的渗漏诱发机制。防渗设计中，建议在储水理论值基础上考虑1.1～1.3的防渗富余系数。

关键词：半湿润气候；毛细阻滞覆盖层；防渗；储水能力；诱发机制；裂缝

生物炭改良黄土对Pb(Ⅱ)吸附特性的宏细观试验和内在影响机理研究

李东风1，郑文杰*1, 2，文少杰1，胡文乐1

（1. 西安建筑科技大学土木工程学院，陕西 西安 710055；2. 陕西省岩土与地下空间工程重点实验室，陕西 西安 710055）

摘  要：垃圾渗滤液中含有大量重金属离子，在渗滤液的长期渗流作用下，垃圾填埋场衬里材料吸附阻滞重金属的能力因其自身的劣化问题而逐渐退化。为了改善衬里材料对重金属的长期吸附阻滞能力，在天然黄土中添加生物炭，并以Pb(NO3)2作为污染源，通过渗透试验研究生物炭改良黄土对Pb2+的吸附阻滞能力，通过XRD、FTIR等细观试验阐明黄土、生物炭改良黄土吸附Pb2+前后矿物成分与官能团变化情况。结果表明：黄土试样吸附Pb2+主要通过方解石矿物的界面沉淀作用生成白铅矿和石英矿物的专性吸附。通过SEM可看出白铅矿的生成附着于黄土颗粒表面，严重阻碍了黄土对Pb2+的吸附，导致渗透试验后期黄土试样对Pb2+去除效率仅为45%；FTIR试验在生物炭改良黄土试样中检测到大量含氧官能团，为官能团通过络合来吸附Pb2+提供佐证；XRD试验证实生物炭表面磷酸盐矿物吸附Pb2+界面沉淀占有主导地位。生物炭改良黄土衬里材料通过多重作用优先吸附Pb2+，缓解了黄土中方解石矿物的消耗，延长了Pb2+吸附时间，使得渗透试验后期Pb2+去除效率提升至85%。

关键词：黄土；生物炭；重金属；吸附；阻滞；界面沉淀

联络通道施工盾构机始发对已建盾构隧道影响试验研究

黄大维1, 2, 3，陈后宏1, 2, 3，徐长节*1, 2, 3，罗文俊1, 2, 3，耿大新1, 2, 3，刘家璇1, 2, 3

（1. 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室，江西 南昌 330013；2. 华东交通大学，江西 南昌 330013；3. 综合立体交通信息感知与融合江西省重点实验室，江西 南昌 330013）

摘  要：盾构法联络通道施工过程中盾构机始发对已建盾构隧道受荷变形影响暂不明确问题，通过设计1︰10的缩尺模型试验，开展了盾构机始发对已建盾构隧道影响试验研究。试验结果表明：盾构法联络通道施工时，在盾构机顶推反力作用下，始发端已建盾构隧道在联络通道位置约1倍隧道直径范围内发生了横椭圆变形，而两端则发生了竖椭圆变形；盾构隧道发生横断面变形时，水平直径变形约为竖向直径变形的3～4倍；在联络通道位置约1倍隧道直径范围内向顶推反力方向发生了水平挠曲变形，而在其两侧方向上发生了水平挠曲反弯现象；竖向挠曲变形趋势与水平挠曲变形相同，且比水平挠曲变形的幅度小；联络通道位置约1倍隧道直径范围内的水平直径增大导致隧道两侧的水平土压力均增大，竖向直径减小导致隧道顶部与底部的竖向土压力均减小；盾构隧道周围的土压力变化是盾构隧道横断面变形与纵向挠曲变形共同作用的结果，在盾构隧道受力分析过程中建议同时考虑其横断面变形与纵向挠曲变形。

关键词：联络通道；盾构隧道；盾构法施工；顶推反力；挠曲变形

考虑水油分离的柴油污染土持液特性试验研究

华龙飞1, 2，万  勇1，陈之祥*1，李顺群2

（1. 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；2. 天津城建大学土木工程学院，天津300384）

摘  要：为探究土体对水油两相非溶混液体的吸持性能以及脱湿过程中孔隙水油分布的演化规律，采用离心机法对不同水油含量土体进行了持液特性测试，并通过离心杯内壁界面改性及体积量测法实现了土中水油混合体的微损收集以及分离定量。在此基础上，通过对离心过程中土样收缩体变的修正，给出了离心等效吸力与含水率、含油率和油水总含量的关系；进一步分析了柴油含量对土体持液特性和孔隙演化的影响机理。结果表明：污染土的持液特性与柴油含量相关，随着柴油含量增大，土体的进气值及残余含液率均减小，持液能力减弱；经历相同离心荷载作用后，含油量高的土体收缩变形量更小，孔隙含量更大；柴油因极性弱、黏度大、表面张力小而优先填充土中大孔隙，水优先填充小孔隙；相同离心等效吸力作用下，土体的排油和排水速率均与初始柴油含量密切相关，随着吸力增大，孔隙水油比趋于达到同一状态。

关键词：持液特征曲线；柴油污染土；离心机；土体变形；水油分离

考虑循环冻融历史与初始各向异性的非饱和膨胀土冻结变形特征试验研究

张思钰1, 2，张勇敢1, 3, 4，鲁  洋*1, 4，刘斯宏1, 4

（1. 河海大学水利水电学院，江苏 南京 210098；2. 西安交通大学人居环境与建筑工程学院，陕西 西安710049；3. 河海大学地球科学与工程学院，江苏 南京 211100；4. 河海大学大坝长效特性及环保修复技术中西联合实验室，江苏 南京 210098）

摘  要：地处季冻区的膨胀土胀缩变形显著，由此诱发的工程隐患与灾害尤为严重。为探究循环冻融历史与初始各向异性影响下非饱和膨胀土的冻结变形特征，开展了压实膨胀土的循环冻融和体变量测试验。试验结果表明：①相较于融化状态，膨胀土在冻结状态下的体积应变受干密度与含水率影响更显著，含水率越高、干密度越大，试样融化和冻结状态下的体积应变差异越大。②膨胀土试样冻结体变随初始饱和度增加呈先减小后增大的变化趋势，且表现为低饱和度时“冻缩”，高饱和度时“冻胀”。③试样的冻结体积应变与含水率呈二次函数关系，存在一个“临界含水率”特征值，使得试样的体积收缩率最大。④循环冻融作用下，低含水率试样的冻结体积应变较高含水率时更易稳定；轴向应变随冻结次数的累积效应较径向应变更为显著。⑤压实作用诱导膨胀土试样冻结变形呈各向异性，且含水率越高，冻结变形各向异性越显著。研究结果可为季冻区膨胀土地段工程的变形控制和灾害防治提供参考。

关键词：膨胀土；冻融循环；冻结变形；各向异性；变形机理

钙质砂-蛇皮仿生界面循环剪切特性研究

崔  昊1, 2, 刘汉龙2, 3, 肖  杨*2, 3

（1. 重庆大学光电工程学院，重庆 400045；2. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；3. 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）

摘  要：钙质砂与结构物界面的动力响应对海洋岩土工程中构筑物的整体稳定性具有重要意义。蛇皮仿生界面是基于蛇腹部鳞片的几何非对称性发展起来的新型界面形式，因其在剪切时表现出的摩擦各向异性而受到研究者关注。基于界面直剪仪，开展了一系列钙质砂-蛇皮仿生界面循环剪切试验，探究了法向应力、剪切位移幅值以及界面表观形态对界面循环剪切刚度、阻尼比的影响。试验结果表明：法向应力增加导致界面剪切刚度增加，阻尼比降低；剪切刚度随剪切位移增加而降低，阻尼比则增加；鳞片几何特征比增加会使剪切刚度降低，阻尼比增加。此外，相同鳞片几何特征比下剪切刚度随鳞片高度增加而增加，阻尼比则降低。数据拟合表明：剪切刚度和阻尼比与法向应力分别呈线性关系和对数关系，与剪切位移幅值分别呈反比例关系和对数关系，与鳞片几何特征比都呈幂函数关系。研究成果将为蛇皮仿生界面在海洋抗拔桩的应用提供重要的理论基础。

关键词：钙质砂；蛇皮仿生界面；循环剪切；剪切刚度；阻尼比

三星堆祭祀区地表干缩开裂病害发育后期发展演化特征

赵  凡1，姚  雪*2，胡  芮1，李思凡1，黎俊豪1

（1. 四川省文物考古研究院，四川 成都 610041；2. 西南民族大学旅游与历史文化学院，四川 成都 610041）

摘  要：针对黏性土干缩开裂发育进程问题，以三星堆祭祀区考古遗址地表干缩开裂病害为对象，通过病害发育及赋存环境现场原位长时序监测，分析病害发育后期干缩裂隙发展演化特征，探讨病害发育与赋存环境的关联性、裂隙尺寸变化的作用方式和裂隙灌浆方法治理病害的可行性。结果表明，裂隙形态和尺寸变化主要表现为部分主干裂隙不断扩展及少量次级裂隙间歇性延伸或萌生，主干裂隙宽度和深度总体不断增大并趋于相对稳定，其尺寸越大，增大越明显。在主控环境因素地下土壤含水率时空变化驱动下，不同深度土体经历不同收缩阶段，加之裂块自身应力调整，抑制尺寸较小裂隙发育，导致裂隙尺寸变化呈现出时空分异性。采用裂隙灌浆治理病害从方法层面基本可行，关键在于选择裂隙发育相对稳定时间。

关键词：三星堆祭祀区；考古遗址；干缩开裂；病害发育；发展演化

单裂隙低渗透地层原位氧化修复机制与适用性研究

郑奇腾2, 3，张  旭2，冯世进*1, 2，陈宏信2, 3，张晓磊2, 3

（1. 土木工程防灾减灾全国重点实验室，上海 200092；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；3. 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092）

摘  要：低渗透地层具有渗透性差、物质传输困难等特点，传统氧化修复技术（ISCO）难以满足需求，而压裂可以形成优势渗流通道，提升注入氧化剂的影响范围，但目前对压裂协同氧化机制的认识仍不足，相应的设计指南也极为缺乏。因此，考虑复合溶质对流、扩散、反应和天然需氧量（NOD），建立了单裂隙低渗透地层ISCO修复二维轴对称模型，揭示了氧化剂沿孔隙-裂隙多尺度结构的迁移转化与修复机制，研究了注入压力、氧化剂猝灭、污染物非平衡吸附、基质渗透和扩散系数及污染物分布特征对修复效率的影响规律，结果表明压裂ISCO修复技术更适用于基质渗透系数≤10-7 m/s且扩散系数≤8.4×10-10 m2/s的低渗透污染地层，且裂隙宜布置在污染羽中下层、氧化剂注入后需持续维持水头，否则修复效果欠佳。最后，对比了不考虑和考虑反应条件下氧化剂的径向和垂向影响范围，提出了相应的设计思路，为压裂増渗协同修复技术的完善提供一定的理论依据。

关键词：低渗地层；压裂氧化；迁移转化；修复机制；适用性

侧板铰接式穿断层隧道动力模型箱研制及应用研究

周鹏发1，申玉生*1, 2，高  登1，黄海峰1，张  熙1，高  波1，铁明亮3

（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. 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心，四川 成都 611756；3. 中国石油天然气管道工程有限公司，天津 300000）

摘  要：为满足当前中国对地下工程抗减震试验技术的需求，研发了一种侧板铰接式穿断层隧道动力模型箱。介绍了模型箱的基本构造和工作原理，并建立了动力模型箱的土-铰接侧板-弹簧集中质量模型。以加速度响应2-范数偏差为指标，分析了边界弹簧刚度对模型箱边界效应的影响，给出了模型箱边界弹簧参数的确定方法。最后，基于该模型箱开展了穿断层隧道大型振动台模型试验，研究了强震作用下断层交界面对隧道结构的影响范围问题。结果表明：模型箱边界效应随模型土阻尼比的增大逐渐减弱；随着边界弹簧刚度的增加，模型土响应与自由场土体响应的2-范数偏差及边界板响应与模型土响应的2-范数偏差均先减小后增大；边界弹簧刚度应该以模型土响应与自由场土体响应2-范数偏差最小值为标准，按照“可柔不能刚”的原则进行确定。振动台试验结果表明，模型系统能够较好反映穿断层隧道交界面附近的分区影响特性；通过衬砌结构整体弯矩和轴力沿纵向的分布特征，得到了断层交界面对隧道结构的影响范围分别为4B(上盘侧)和5B(破碎带侧)。研究结论是对中国高烈度地震区隧道抗震试验技术的丰富，能够为岩土地下工程振动台模型试验提供有益参考。

关键词：隧道工程；振动台试验；铰接侧板；模型箱；边界效应；穿断层隧道

基于相似变换法的半无限空间饱和土一维热固结解析解

韩  涛1, 2, 3，周  扬*1, 3，卢萌盟1

（1. 中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116；2. 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；3. 深地科学与工程云龙湖实验室，江苏 徐州 221116）

摘  要：针对半无限空间饱和土在表面外荷载及变温作用影响下的一维热固结过程，考虑两类传热及渗流边界条件，给出了温度及超静孔压耦合演化过程的基本方程。引入组合变量对耦合方程进行了解耦，应用相似变换法获得了组合变量在半整数次幂函数边界条件下的通解，并基于该通解构建了任意幂级数形式荷载及边界条件下温度与超静孔压的解析解答。通过文献进行了对比验证，随后应用本解答计算分析了半无限空间饱和土在表面正弦温度及热流边界作用下土中温度及超静孔压的耦合响应特性，结果表明：土体变形功项对传热方程贡献很小，对温度及超静孔压演化的影响基本可以忽略；固结方程中温度化率项系数为正值时，温度变化会引起相反趋势的超静孔压变化，而该系数为负值时，温度变化则会引起相同趋势的超静孔压变化。

关键词：热固结；半无限空间；饱和土；解析解；相似变换

硬质岩层盾构掘进引起国保单位白塔振动预测与控制技术

蔡袁强1，谢况琴1，袁宗浩*1，孙宏磊1，黄  勇2，曹秒凤2，曹志刚3, 梁  旭4

（1. 浙江工业大学土木工程学院，浙江 杭州 310023；2. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122；3. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058；4. 杭州市城市基础设施建设管理中心，浙江 杭州 311103）

摘  要：硬质岩层盾构掘进施工引起的环境振动会对邻近文物建筑产生不利影响。针对硬质岩层盾构掘进振源特性复杂和文物保护单位容许振动指标严苛的难题，基于之江路输水管廊隧道近距离侧穿白塔工程，系统介绍了一种基于实测与模拟相结合的振动反分析法，在此基础上开展了硬岩地层盾构掘进引起白塔振动响应预测分析，并分别从盾构施工参数和PVC空心减振屏障两方面进行白塔减隔振技术研究。结论如下：硬质岩层盾构掘进振源主要由盾构掘进过程中的刀盘转动、滚刀切削坚硬岩体诱发；盾构施工参数中掘进速度与振动响应表现出较好的相关性，降低盾构机掘进速度，振动响应全频段显著下降；PVC空心桩对中高频段具有较好的减振效果，在白塔范围内平均减振率可达50%。

关键词：硬质岩层；盾构掘进；振动反分析；白塔；放大效应；PVC空心桩

现场喷射成型双掺硅粉和钢纤维湿喷混凝土弯曲韧性研究

程伟峰1, 2，杨  虹1，仝德华2，张  鹏3，丁建彤4，李海达4

（1. 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明650033；2. 中国电建集团市政规划设计研究院有限公司，广东 珠海 519000；3. 雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 610051；4.中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610213）

摘  要：针对强岩爆、高突涌水、高地应力硐室，采用弓形排状新型钢纤维、新型液态无碱速凝剂、大型湿喷台车+机械臂及钢纤维新型添加工艺系统开展了掺硅粉及钢纤维湿喷混凝土的现场弯曲韧性试验研究。这种能够真实反应湿喷混凝土现场附着硬化性能的大规模生产性试验研究在中国尚属首次。结果表明：随着硅粉和钢纤维的掺入，附着硬化后的湿喷混凝土初裂荷载和极限荷载提高，弯曲韧性指数、承载能力变化系数及残余强度因子明显改善，开裂后未发生脆性断裂，峰值荷载后的承载力下降缓慢，且作用效果随着纤维掺量的增加而增强，其中40 kg掺量下荷载-挠度曲线有二次硬化现象，材料去脆性化迹象明显，抑制围岩破坏和与围岩同步变形能力得到增强。

关键词：硅粉；钢纤维；湿喷混凝土；现场弯曲韧性；喷射成型；大型湿喷台车

基于变形规律的堆石料弹、塑性湿化力学参数研究

周雄雄1, 2, 3, 黄佳铄1, 2, 范志东1, 2, 纪天瑞1, 2, 迟世春4

（1. 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西 咸阳 712100；2. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西 咸阳 712100；3. 陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 712100；4. 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）

摘  要：湿化变形是土石坝的主要后期变形之一，对坝体的应力变形性状及初次蓄水坝体安全具有重要影响。基于前期湿化变形特性研究成果和提出的湿化变形模型，在进一步全面分析大量湿化试验成果的基础上，总结并完善了湿化应变间的相互关系及变化规律，推导了代表此特性的弹性和塑性力学参数。在非线性弹性理论框架下，提出了新的湿化泊松比计算公式，确立了湿化泊松比、平均有效应力 和广义剪应力 三者之间的密切关系；在塑性理论框架下，提出了精确的湿化剪胀方程。通过多组试验数据论证，发现提出的湿化泊松比与剪胀比的计算结果与试验数据的相关系数均在0.95以上。因此，提出的湿化泊松比和湿化剪胀比的计算方法是普遍适用且精确可靠的，研究成果可为堆石料湿化变形特性和堆石坝湿化变形弹塑性模拟等方面的研究提供重要的参考和支撑。

关键词：堆石料；湿化变形；湿化泊松比；剪胀方程；湿化剪胀比

高压实膨润土与孔隙溶液化学作用机制研究进展

廖饶平1，陈永贵*1, 2，刘  聪1，叶为民1, 2，乌东北3，王  琼1, 2

（1. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092；2. 土木工程防灾减灾全国重点实验室（同济大学），上海 200092；3. 同济大学化学科学与工程学院，上海 200092）

摘  要：高压实膨润土作为高放废物深地质处置首选缓冲/回填材料，在处置库近场热-水-力-化多场耦合环境中必然会与孔隙溶液发生化学作用，使蒙脱石溶解甚至相变，导致工程屏障缓冲性能衰减失效。在全面阐述孔隙溶液化学作用对高压实膨润土缓冲性能影响规律的基础上，系统总结了高压实膨润土与孔隙溶液化学作用机制的最新研究成果。分析表明，层状蒙脱石溶解相变为架状矿物是导致膨润土比表面积、相对质量密度、持水性能、膨胀性能、防渗性能等发生衰减的关键因素。孔隙溶液对高压实膨润土的化学作用机制包括矿物化学相变和化学胶结作用。其中，矿物化学相变与孔隙溶液化学组成、pH、温度和活性催化离子有关，可分为同晶相变和溶解重结晶两种机制；化学胶结与膨润土干湿循环产生盐渍沉淀填充和硅铝酸盐胶凝物胶结作用密切相关。膨润土中矿物的溶解速率不仅与自身反应表面积、所受应力和溶解平衡有关，还与孔隙溶液的化学组成、pH、温度和活性催化离子等环境因素密切相关。针对膨润土内的反应体系，进一步明确化学反应参数、胶结作用影响和多场耦合反应模型仍是今后膨润土化学演化需要深入研究的重点方向。

关键词：深地质处置库；高放射性废物；高压实膨润土；孔隙溶液；化学作用机制；进展

细颗粒含量影响渗流侵蚀规律的细观机理研究

梁  越1, 2, 3，冉裕星*1，许  彬1, 2, 3，张鑫强4，何慧汝1

（1. 重庆交通大学河海学院，重庆 400074；2. 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；3. 重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室，重庆 400074；4. 江西省港口集团有限公司江西省水运咨询有限公司，江西 南昌 330008）

摘  要：开展细颗粒的运移特性探究对于明确渗流侵蚀规律具有极为重要的意义，细颗粒含量将直接影响土体的抗侵蚀性能。基于自研的粒子图像测速（PIV）/平面激光诱导荧光（PLIF）渗流侵蚀试验系统，分析了初始细颗粒含量对于渗流侵蚀过程中的临界水力梯度及流速变化影响。研究表明：根据流速演变规律，渗流侵蚀过程可基本分为稳定、局部破坏、整体破坏3个阶段，从而定义了局部破坏、整体破坏临界水力梯度，两种临界水力梯度均随初始细颗粒含量的增加而增大。当初始细颗粒含量低于20%时，试样处于欠填状态，具有明显整体破坏现象；整体破坏后，试样实测平均流速随水力梯度的增加而加速上升。当初始细颗粒含量高于30%时，试样基本处于满填状态，具备极高抗侵蚀性能；试样整体实测平均流速偏低。局部破坏阶段中，试样实测平均流速变化速率随初始细颗粒含量的增加而显著降低。可知，初始细颗粒含量对于试样的渗流侵蚀细观机理具有显著影响。

关键词：细颗粒含量；透明土技术；粒子图像测速（PIV）；平面激光诱导荧光（PLIF）；渗流侵蚀

土的三向刚性真三轴仪研制及验证

邵生俊1, 2，王泽驰1，邵  帅*1，吴  昊1，张少英1

（1. 西安理工大学岩土工程研究所，陕西 西安 710048；2. 陕西省黄土力学与工程重点实验室，陕西 西安 710048）

摘  要：中主应力对土的应力应变行为有显著的影响。为了更准确地描述土的应力应变行为，在土力学领域开展真三轴试验是必要的。介绍了西安理工大学自主研制的一种新型三向刚性真三轴仪，包括由4块底面滚动及侧面滑移刚性板、刚性试样帽和刚性底板构成压力室、三向伺服液压步进电机加载控制系统、计算机与存储智能控制系统、水-气吸力控制系统面板四部分。通过将长方体土样分为真三轴长方体剪切层试样和端部传递层土块，由端部传递层作用于长方体剪切层传递竖向主应力与侧面滑移刚性板施加作用正交双向主应力，解决了传统三向刚性板加载互相干扰的技术难题。通过开展重塑黄土和饱和砂土的验证试验，验证了仪器的合理性，总结了试样破坏形式及试验误差的原因。该仪器具有操作简单、变形均匀、自动加载智能控制的优点。

关键词：真三轴试验；三向刚性真三轴仪；重塑黄土；应力应变关系