软黏土取样扰动机理、评估方法及控制措施研究进展

才  昊，叶冠林*，兰立信，张  琪，朱文轩

（上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240）

摘  要：软黏土由于具有含水率高、压缩性强、灵敏度高等特点使其在取样过程中易受到扰动，导致土体的强度及变形特性显著改变。了解取样扰动的力学机理、减少取样扰动影响并对土样质量进行合理评估对于确定工程设计中有代表性的土体参数具有重要意义。为此，总结了国内外软黏土取样扰动相关的研究进展，具体包括软黏土取样扰动因素及力学机理、取样扰动影响的宏微观表现、扰动程度的评估方法以及减少扰动的措施。研究表明：目前针对取样扰动宏观力学机理的研究成果颇丰，但缺乏相应的微观试验证据及微观机理分析对宏观结果进行佐证；现存土样质量评估指标大都只针对纯黏土，对粉质黏土、粉土等低塑性中间土体的适用性存疑，目前仍没有针对不同性质土体的统一土样质量评价体系；室内再固结方法可以有效减少取土过程中的应力释放影响，但无法恢复附加扰动破坏的土体结构。基于此，对今后亟待开展的研究提出了4点建议与展望。

关键词：软黏土；取样扰动；土样质量评估；再固结方法

粗粒土三阶状态相关本构模型研究

郭万里1，蔡正银*1，朱俊高2

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

摘  要：岩土工程中普遍存在材料空间变异性问题，对粗粒土而言，其空间变异性主要体现在颗粒级配与密度的非均匀分布。然而，经典的状态相关理论只能描述密度与应力水平这两个状态量的影响，建立能综合考虑级配、密度和应力水平的粗粒土三阶状态相关本构模型是精细化模拟的迫切需求。通过引入归一化级配参数来定量表征粗粒土初始级配的变化，在此基础上提出了考虑级配、密度和应力水平影响的等向固结线和临界状态线方程，并结合广义塑性理论，建立了粗粒土三阶状态相关本构模型。验证结果表明，该模型仅采用一套模型参数，就能较好地反映粗粒土在不同级配、不同密度、不同围压条件下的应力应变特性，可应用于粗粒土工程中考虑材料空间变异性的数值分析。

关键词：粗粒土；级配；临界状态；三阶状态相关；本构模型

考虑泊松效应的流泥轴对称真空过滤理论

蔡袁强，叶晓倩，史  吏*

（浙江工业大学土木工程学院，浙江 杭州 310014）

摘  要：真空预压处理流泥地基时，仅排水板附近的土体得到明显加固，以排水板为轴线形成一个凸出地表的“土柱”。土柱作为流泥地基真空预压处理的特有现象，导致流泥地基淤堵严重、处理效果差。根据流泥固液两相的连续、运动、平衡以及土柱移动边界方程，并考虑土柱土体泊松效应，在柱坐标系下建立了流泥轴对称真空过滤模型，获得了流泥地基真空预压过程中的土柱生长规律和土柱淤堵性状，并与PIV试验进行了对比验证。结果表明：土柱内渗透系数降幅高达97%，致密土柱是淤堵的本质；泊松效应和真空荷载幅值对土柱半径以及流泥固结效果的影响十分明显；低幅值真空荷载有利于形成半径小且较为疏松的淤堵区，从而缓解淤堵性状。

关键词：流泥；真空预压；过滤；土柱；淤堵；固结；泊松效应

考虑过渡层多层空间变异性的边坡降雨入渗模型及稳定性分析应用

蒋水华1, 2，元志镕1, 2，刘  贤*1，黄劲松1，周创兵1, 2

（1. 南昌大学工程建设学院，江西 南昌 330031；2. 南昌大学流域碳中和教育部工程研究中心，江西 南昌 330031）

摘  要：建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布，导致计算的入渗率存在较大偏差，难以适用于空间变异性边坡。提出土层入渗率的分层求解方法，可由不同土层间入渗率大小关系确定过渡层厚度，据此提出考虑土体饱和渗透系数空间变异性边坡降雨入渗分析的改进Green-Ampt模型。进而应用改进模型进行降雨入渗下均质和非均质无限长边坡渗流及稳定性分析，并与传统Green-Ampt模型计算结果和Richards方程数值解加以对比。分析结果表明：相比于传统的Green-Ampt模型，利用改进模型计算的边坡体积含水量分布和稳定性系数与Richards方程数值解更为吻合，可以更好地为非均质边坡降雨入渗分析及降雨型滑坡灾害防控提供理论依据。此外，发现过渡层厚度与土体饱和渗透系数、过渡层顶部入渗率和体积含水量之间存在依赖关系，而与雨水入渗的总深度无直接关系。

关键词：边坡稳定性分析；空间变异性；降雨入渗；改进Green-Ampt模型；过渡层

砂土应力-应变包络线的唯一性初探

邵龙潭1, 2，高  睿1, 2，夏平心*3，郭晓霞1, 2，孙衍朴1, 2

（1. 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2. 大连理工大学工程力学系，辽宁 大连 116024；3. 常州大学土木工程系，江苏 常州 213164）

摘  要：土体循环加卸载外包络线是否具有唯一性在认识土体固有属性上具有重要意义。基于土样全表面变形数字图像测量系统，选用硅微粉和福建标准砂为研究对象，开展了一系列三轴剪切试验和三轴循环加卸载试验，探索等应力幅值、阶梯应力幅值和随机应力幅值循环加卸载下应力-应变外包络线与相应的单调加载应力-应变曲线的一致性。试验结果表明土样在相同密度和围压条件下，单调加载的应力-应变曲线与经历不同循环应力历程的加卸载应力-应变外包络线近似一致，提出了砂土应力-应变外包络线的唯一性；讨论了循环应力历史和应力水平对曲线回归速度的影响以及应力-应变包络线唯一性在建立轴向应变累积模型中的应用。

关键词：应力-应变外包络线；循环荷载；砂土；轴向累积应变

一种新的岩石各向异性蠕变-渗透率模型

刘雪莹1, 2，俞  缙*1，周先齐3，姚  玮3，任崇鸿1，蔡燕燕1

（1. 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；2. 辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁 阜新123000；3. 厦门理工学院土木工程与建筑学院，福建 厦门 361024） 

摘  要：地下工程服役期较长，富水环境下围岩蠕变变形加剧，三向应力下围岩渗透性各向异性特征凸显，为了描述围岩蠕变过程中渗透率各向异性特征，将岩石简化为立方体模型，结合蠕变曲线特征分阶段建立岩石正交各向异性蠕变-渗透率模型。黏弹性阶段定义裂隙与岩石的黏滞系数比、引入侧向影响系数表示侧向应力对裂隙开度影响，黏塑性阶段引入表示裂隙对渗流通道影响的修正系数，结合岩石各向异性蠕变损伤模型、立方定律、含裂隙岩石渗透率方程，建立岩石正交各向异性蠕变-渗透率模型。利用真三轴条件下岩石蠕变-渗流试验结果对各向异性蠕变-渗透率模型进行验证，模拟了不同条件下渗透率演化。结果表明：与传统Kozeny-Carman(K-C)模型及已有各向异性蠕变-渗透率模型相比，提出的正交各向异性蠕变-渗透率模型精度更高，可以描述黏弹性阶段渗透率因岩石孔裂隙逐渐被压密而逐渐降低、加速蠕变阶段渗透率在裂隙逐渐汇聚影响下突增的变化趋势。对正交各向异性蠕变-渗透率模型的关键参数进行了敏感性分析，随着裂隙与岩石的黏滞系数比增加，渗透率衰减越快，渗透率稳定值越低，随着侧向影响系数越高渗透率初始衰减速率越高，渗透率稳定值越低；黏塑性阶段修正系数越高，加速蠕变阶段渗透率开始大幅增加。

关键词：蠕变-渗流；蠕变损伤模型；渗透率模型；正交各向异性

基于UH模型的盾构隧道非线性地基反力确定方法

梁发云1，魏圣明1，陈  可1，袁  强1，闫静雅2，顾晓强1

（1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 上海申通地铁集团有限公司，上海 200070）

摘  要：为合理反映堆载作用下盾构隧道地基系数的非线性特征，基于UH模型（统一硬化模型）和MSD方法（mobilizable strength design）提出了一种确定隧道非线性地基反力的方法；并以隧道中心处的土体应力-应变曲线描述全土域的力学行为，提出了预测盾构隧道地基反力的实用简化方法；基于上海第④、⑤1层土的UH模型统计参数，将隧道地基反力拟合为双曲线函数形式，进一步将由此获得的初始刚度及极限强度与本构模型参数进行拟合，提出上海地铁盾构隧道的地基反力函数表达式；通过对上海软土盾构隧道堆载工况的多因素分析，验证了该公式对隧道大变形预测问题的实用性。计算结果表明，堆载工况下隧道收敛变形对地基反力曲线的初始刚度要比其极限强度更为敏感，而隧道地基初始刚度主要与土体κ/λ、围压大小等因素相关。

关键词：地基反力曲线；UH模型；MSD方法；堆载；地铁隧道

基于非线性Baker准则的深埋硐室拱顶稳定性分析

覃长兵1，李跃阳2，戴辰宇1，石雨沙1，仉文岗1

（1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 东南大学土木工程学院，江苏 南京 211189）

摘  要：针对Hoek-Brown和Mohr-Coulomb准则主要分别适用于岩体和土体的情形，采用更具适用性的广义非线性Baker准则，并结合极限分析上限方法，旨在研究深埋硐室拱顶岩土体的动力稳定性。通过构建满足Baker准则下拱顶塌落的曲线型破坏机构，考虑竖向地震荷载的影响，计算内外力功率并建立功率平衡方程，基于变分原理推导在有无竖向地震力作用时拱顶破坏机制的上限表达式，从而求解得到破坏面形状、塌落拱高度和宽度的解析解。同时采用ABAQUS数值模拟验证解析解的有效性及合理性，研究分析不同参数下拱顶破坏机制的变化规律。结果表明除岩土体特性参数外，尤其是向上的竖向地震力对拱顶破坏范围有显著影响。

关键词：深埋硐室；拱顶稳定性；非线性Baker准则；竖向地震力；上限分析

乌蒙山区巨型古滑坡变形特征与复活机理研究——以大关古滑坡为例

朱赛楠1，殷跃平*1，铁永波2，撒兰鹏3，高延超2，贺  宇3，赵  慧1

（1. 中国地质环境监测院，北京 100081；2. 中国地质调查局成都地质调查中心，四川 成都 611230；3. 云南地质工程勘察设计研究院有限公司，       云南 昆明 650041）

摘  要：巨型古滑坡的影响范围大、隐蔽性强，严重威胁到峡谷区城镇居民生命财产的安全。为了掌握巨型古滑坡的目前状态和未来发展趋势，以乌蒙山区云南大关古滑坡为例，采用高精度遥感解译、无人机航测、现场精细调勘查及数值模拟计算，详细分析了该滑坡的基本特征、变形过程和复活机理。调查结果显示：大关滑坡平面面积约385×104 m2，体积约2.1×108 m3。发育于3.5万年前左右。大关滑坡属于巨型古滑坡。大关古滑坡地处峡谷地带，按地形可分为三级平缓斜坡，按变形程度可分为4个变形区。大关古滑坡体及周边发育次级滑坡40处，以推移式滑坡为主。受到降雨、地震、地质环境条件和人类工程活动等多重因素影响，目前滑坡体多处发生不同程度蠕滑变形。数值模拟结果表明：在100 a一遇降雨条件下，古滑坡体上多处发生滑动，整体稳定性系数为0.98，存在整体滑动的可能；在Ⅷ度强震条件下，古滑坡体前部和中后部区域可能出现了深层滑动，整体稳定性系数为0.93。研究成果可为峡谷区此类巨型古滑坡复活研究及防灾减灾提供借鉴意义。

关键词：乌蒙山区；古滑坡；变形特征；复活机理；数值模拟

基于广义剪应变的各向异性固结饱和砂土超静孔压发展模型

赵福堂，吴祁新，郑俊杰，郑烨炜*

（武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072）

摘  要：各向异性固结条件下饱和砂土中超静孔隙水压力的发展规律对于理解砂土液化行为至关重要。使用空心圆柱扭剪仪进行了一系列扭剪试验，研究了初始固结条件（初始平均有效应力p'0、固结应力比K）和循环加载条件（循环应力比CSR）对饱和砂土的广义剪应变γg和超静孔压比ru发展规律的影响。试验结果表明，各向异性固结条件下的砂土表现出三类破坏模式：循环迁移、循环液化和残余累积变形。在所有3种破坏模式下，归一化超静孔压比ru,n都与γg相关。据此提出了考虑各向异性固结条件的饱和砂土超静孔隙水压力预测模型。该模型能合理预测不同固结应力状态下超孔隙水压力的发展。

关键词：饱和砂土；各向异性固结；液化；超静孔压；广义剪应变

基于可液化场地离心机振动台试验的地下结构地震响应研究

张梓鸿1，闫冠宇2，许成顺*2，杜贺港2

（1. 中国铁道科学研究院集团有限公司城市轨道交通中心，北京 100081；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）

摘  要：为研究场地液化对地下结构地震响应的影响，开展了可液化场地条件下的离心机振动台试验，得到液化场地地下结构地震响应规律，并通过Pushover分析方法确定场地不同液化程度下土体刚度的衰减程度。研究结论如下：在4种加载工况下，模型结构的侧墙及顶板总应变峰值响应完全处于弹性范围内，中柱应变在大震作用下略超过混凝土的弹性应变限值，损伤程度较低，模型结构表现出良好的抗震性能；四种加载工况下，可液化场地中结构层间位移较结构等高处场地层间位移衰减了63%～76%；由场地水平位移和土-结构体系位移衰减比来看，尽管饱和砂土层液化后会出现较大的水平位移，但场地液化后土-结构刚度比降低仍会避免结构出现较大的层间位移和严重破坏；在实际工程应用Pushover分析方法对液化场地地下结构进行简化分析时，可考虑最不利工况，将土体模量折减为初始模量的3%进行计算。

关键词：地下结构；地震响应；可液化场地；离心机振动台试验

海上风电单桩基础小变位水平静力承载特性研究

王  卫1，张紫涛*2，于光明1，张雪东2，张泽超1，宋建正2，张  政2

（1. 中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院，北京 101199；2. 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100048）

摘  要：针对海上风电桩径9 m的超大直径单桩基础，采用离心模型试验与数值仿真相结合方法，研究砂土地基中不同锚固深度工况下单桩基础在小变位条件下的水平静力承载特性。结果表明，随锚固深度增加，桩身旋转中心逐渐下移，且桩身水平位移与倾角沿桩身分布的非线性趋势逐渐增强。不同锚固深度工况下桩侧p-y曲线间的差异随深度逐渐加大，在趋势上，p-y曲线随锚固深度增大由外凸型向内凹型转变；在量值上，同一深度处初始割线模量间可相差4倍。这一差异的原因在于，同一深度处桩体发生相同侧位移时，锚固更浅的桩体周围土体内部径向位移、环向位移的影响范围较小，土体应变较大，进而呈现较大的水平抗力。研究成果有助于深化对大直径单桩基础承载机制的认识，进而为桩体设计优化提供理论基础。

关键词：离心模型试验；有限差分法；单桩基础；p-y曲线；锚固深度

基于静力触探试验和变维联合后验分布的土层剖面高效优化识别方法

曹子君1，胡  超2，王亚飞3，苗  聪*4，刘  涛5，洪  义6，郑  硕7

（1. 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，智慧城市与交通学院，四川 成都 611756；2. 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室，湖北 武汉 430072；3. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063；4. 香港城市大学土木与建筑工程系，香港 999077；5. 中国海洋大学山东省海洋环境与地质工程重点实验室，山东 青岛 266100；6. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058；7. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122）

摘  要：基于静力触探试验数据的土体力学分类方法（如土体分类指数Ic）应用广泛。然而，基于土体分类指数划分土层依赖于工程经验，主观不确定性较大，土体力学分层与基于钻孔取样的物性分层未必一致。在贝叶斯学习框架下，提出了一种基于Ic数据和土层力学剖面参数联合概率分布的高效优化识别方法。所提方法基于全高斯概率模型推导土体分类指数（Ic）数据的似然函数，利用模拟退火算法搜索土层剖面参数联合后验分布的最大值，通过比较不同土层数目对应的联合后验分布最大值识别土层数目和土层厚度（边界）。最后，通过杭州某地铁区间CPT数据和模拟数据说明了所提方法的合理性和有效性，并结合土层识别结果说明了所提方法的分层原理和特点。结果表明：所提方法基于Ic数据识别土体力学分层的计算效率显著提高，适用于不同深度CPT数据分析，计算流程较简便，便于工程应用。

关键词：静力触探试验；土体力学分层；贝叶斯方法；空间变异性

气体压差影响下的煤渗透率非平衡演化全过程模型

肖智勇1, 2，孙小翔2，王  刚*3，王铭震2，贾文雯2，姜  枫2，郑程程2

（1. 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌 443002；2. 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；3. 福建理工大学土木工程学院，福建 福州 350118）

摘  要：煤层气开采过程中基质与裂隙之间由于渗透性能的差异会长期存在气体压差，使煤岩处于非平衡态，非平衡态下的基质-裂隙相互作用是不断变化的。目前大多数研究对基质吸附变形与裂隙开度变化之间的关系没有充分的解释。为此，定义了一个新的与气体压差相关的非平衡因子，以描述基质吸附变形在不同时刻对裂隙开度变化与煤体变形的影响程度，建立了煤岩渗透率非平衡演化理论模型，该模型包括了从初始平衡到最终平衡状态的全过程。进一步地，采用试验数据对模型进行了验证，用数值模拟分析了气体抽注过程的气体压力时空分布规律与煤渗透率演化规律。结果表明：①基质孔隙压力变化滞后于裂隙压力变化，气体压差会长期存在，其大小先从0迅速增大后缓慢降低恢复至0；②渗透率演化可分为5个阶段，首尾两阶段表示平衡状态，中间3个阶段表示非平衡状态，非平衡演化过程中渗透率发生非单调变化；③基质块与基质桥的宽度之比会影响渗透率的变化幅度，用于煤储层的不同边界条件会影响渗透率的变化幅度和最终数值。研究结果对合理开采煤层气具有一定指导意义。

关键词：气体压差；非平衡态；基质桥；渗透率；煤层气开采

降水开挖共同作用下地连墙受力变形机制模型试验研究

迟民良1, 梁禄钜1, 2, 徐长节1, 3, 杨开放*1, 2, 丁  智1, 2

（1. 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；2. 浙大城市学院工程学院，浙江 杭州 310015；3. 华东交通大学江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室，江西 南昌 330013）

摘  要：为揭示基坑降水与开挖共同作用下地连墙受力变形机制，开展了室内模型试验模拟基坑干砂开挖与降水开挖过程，采集了地连墙两侧水土压力、坑外地表沉降、地连墙弯矩及侧移等数据。通过对比不同工况条件下地连墙受力变形的变化特点及内在联系，分析了基坑降水开挖对地连墙受力变形的影响机制。试验结果表明：基坑降水与基坑开挖均会改变地连墙两侧侧向土压力分布形式，与干砂开挖相比，降水开挖共同作用时侧向土压力变化更为显著，墙前被动土压力更小，墙后侧向土压力峰值位置则有所下移，地连墙由此产生更大的弯矩值，并诱发更显著的地连墙侧移。

关键词：降水；基坑开挖；模型试验；地连墙侧移；孔隙水压力；土压力

微生物加固渠基粉土的冻融特性及微细观机理研究

朱  锐1, 2, 3, 4，邢  玮1，郭万里4，黄英豪4，周  峰1，王旭东1

（1. 南京工业大学交通运输工程学院，江苏 南京 211816；2. 陆军工程大学土木工程博士后科研流动站，江苏 南京 210007；3. 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038；4. 南京水利科学研究院水利部水库大坝安全重点实验室，江苏 南京 210029）

摘  要：渠基土性能冻融劣化是中国季冻区渠道结构损坏的主要原因，渠基土加固是保障供水渠道安全运行的重要手段。结合微生物岩土加固技术，开展微生物加固渠基粉土系列宏微观室内试验，刻画不同胶结液浓度、养护龄期、冻融循环下加固渠基粉土的体变率、渗透系数、孔隙率等宏微观指标的发展规律及其定量联系。结果表明：在不同胶结液浓度、养护龄期下，微生物加固可使得渠基粉土的冻融体变量削减约70%，渗透系数至少降低一个数量级、抗压强度提升约220.17%，抗剪强度指标最高增长约65.50%；当胶结液浓度为1.00 mol/L，养护龄期为28 d时，冻融循环下渠基粉土的微生物加固效果最优。此外，微生物诱导生成的碳酸钙沉淀通过填充、胶结、包裹等系列方式重塑了渠基粉土的微细观结构，使其在冻融风化作用下仍然保持整体性和完整性，这是微生物加固渠基粉土在冻融环境下仍然展现出良好工程特性的主要原因。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀；粉土；渠道边坡；冻融循环；微观结构

高面板坝挤压墙-垫层料接触面的大型单剪试验及力学特性研究

孙大伟1, 2，许鑫洋1, 2，郦能惠3, 4，章  涵*1, 2，李登华3，许  兵1，黄城友1, 2

（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. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏 南京 210024；4. 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210029）

摘  要：21世纪以来高面板堆石坝多采用挤压墙施工技术，研究挤压墙-垫层料接触面力学特性以真实预测面板应力变形对于确保大坝安全相当重要。目前锯齿状挤压墙-垫层料接触面的单剪试验和离散元仿真成果均未见到。为此以某200 m级高坝为参照，开展挤压墙-垫层料接触面大型单剪试验，比较了锯齿状和平面状两种不同型式挤压墙-垫层料接触界面力学特性的差异。首次采用离散元数值单剪试验分析了接触区垫层料的位移特征及其影响因素，发现与平面状挤压墙相比，锯齿状挤压墙导致垫层料颗粒发生更剧烈的转动并导致靠近接触面的垫层料变形加大。基于锯齿状挤压墙-垫层料接触面的单剪试验成果确定了接触面本构模型及其参数，有助于提高面板堆石坝的面板应力变形计算准确性。

关键词：堆石坝；单剪试验；挤压墙；离散元；接触面

基于考虑变形效应的土-水特征曲线求解非饱和地基动力响应

胡  静1，金林廉1，吕志豪1，张家康1，边学成2 

（1. 福州大学土木工程学院，福建 福州 350108；2. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058）

摘  要：为研究移动荷载作用下的非饱和地基动力响应，在传统V-G土-水特征曲线模型的基础上，建立了考虑变形效应的土-水特征曲线模型，并基于该模型推导了新的非饱和土动力控制方程，从而完整描述非饱和土在受动力作用下的水-力耦合作用。进一步的，采用2.5维有限元法对控制方程进行求解，求解结果分别与单相弹性介质，双相饱和介质和三相非饱和介质的解析解进行对比，均验证了该求解方法的准确性；不同介质模型的计算耗时分析表明2.5维有限元法是目前求解多孔介质动力问题的一种优势算法。通过数值分析发现，采用传统的、未考虑变形效应的土-水特征曲线会低估非饱和地基的振动强度。

关键词：非饱和土；2.5维有限元法；动力响应；土-水特征曲线；水-力耦合

典型交叉连接形式的承插式埋地管线地震响应分析

侯本伟，刘嘉伟，张亚波，韩俊艳，钟紫蓝*，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：埋地管线的接口类型以及管线交叉连接形式，对管线结构地震响应造成较大影响。由于管线交叉处的受力和变形特征受到各分肢管线结构类型的影响，首先建立分肢直线型管线有限元模型，分析了地震波作用下柔性接口球墨铸铁管线（DIP）和刚性接口灰口铸铁管线（CIP）的接口张开量以及管土相对变位；然后分析了采用十字型、T型、L型和双T型交叉管件连接的管线地震响应特征，其中交叉管件与各分肢管线分别采用承插式和法兰式两种连接口，并比较了接口类型对各类交叉管件地震响应的影响规律。结果表明：对于地震波作用下不同接口类型的直线型管线，DIP柔性接口峰值张开量大于CIP刚性接口，CIP刚性接口管线轴力远大于DIP柔性接口管线。管线交叉处采用承插式接口时，双T型交叉管件连接的管线接口峰值张开量略小于十字型、T型连接。管线交叉处采用法兰接口时，与法兰口邻接的DIP柔性接口张开量较大、易发生拉伸破坏，与法兰口邻接的CIP刚性接口轴向压力较大、易发生受压破坏；在双T型交叉处，与法兰口邻接的承插接口响应显著大于十字型、T型连接。

关键词：埋地管线；交叉管线；地震波动；承插式接口；法兰接口；接口变形

初始静剪作用下含细粒砂土动力液化特性离散元分析

潘  坤1，李佩佩1，曹  奕2，吴祁新3，杨仲轩*4

（1. 浙江工业大学土木工程学院，浙江 杭州 310014；2. 浙江交工地下工程有限公司，浙江 杭州 310005；3. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072；4. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058）

摘  要：为研究含细粒砂土液化行为的微观机理，采用颗粒流程序PFC3D模拟了砂土在不排水循环荷载下液化特性，将含有少量细粒的砂土试样与净砂在相同初始状态参数下的循环响应进行了对比，研究了初始静剪和细粒含量对砂土动力液化特性的影响。模拟结果显示，不同静剪应力条件下，含细粒砂土呈现出两种典型的液化破坏模式：循环流动和残余变形累积。当试样表现为循环流动型响应时，配位数逐渐减小至4；而当土体破坏由残余变形累积导致时，配位数变化较小且组构模量始终大于0。相同初始状态和应力条件下，含细粒砂土在循环加载过程中的配位数变化量较净砂大，其抗液化能力也相应较大。此外，随着静剪应力增加，试样的配位数变化量逐渐增大，其抗液化动强度也随之增大。

关键词：含细粒砂土；离散元模拟；初始静剪；细粒含量；循环液化

应力-渗流-溶蚀耦合作用下三维岩石裂隙渗透特性数值计算研究

申林方1，吕倩文1，刘文连2，张家明*1，杨鸿忠1，李  泽1

（1. 昆明理工大学建筑工程学院，云南 昆明 650500；2. 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南 昆明 650051）

摘  要：基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场与溶质浓度场的演化过程，建立了三维岩石裂隙应力-渗流-溶蚀耦合作用机制的数值计算模型，并讨论了渗流流速、法向应力、溶蚀反应速率等因素对裂隙渗透特性演化规律的影响。结果表明：在渗流流速较低时，壁面溶蚀出来的离子得不到及时输运，使得出口处浓度较高溶蚀速度慢，裂隙结构呈“喇叭口”状。增大法向应力会减小裂隙开度，减慢溶质的运移速率，使得裂隙出口处的溶蚀速率显著降低，从而限制了其渗透率的发展。当壁面溶蚀反应速率较小时，裂隙渗透率呈持续缓慢增长的状态；随着溶蚀反应速率增加，出口处的溶蚀量会明显小于入口处，导致出口处壁面发生显著溶蚀之前，裂隙渗透率发展缓慢，此后渗透率便呈急速突变增长趋势。研究成果能够为酸蚀作用下岩石裂隙渗透能力的定量评价提供重要理论支撑。

关键词：岩石裂隙；应力-渗流-溶蚀耦合；渗透特性；格子Boltzmann方法；数值计算

基于下限模型的临界滑动面理论与数值解法

郑颖人1，张金良2，尹德文2，邵  颖2，苏  凯3，吴  昊2，张智沛2

(1. 陆军勤务学院，重庆 400041；2. 黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450002；3. 武汉大学，湖北 武汉 430072)

摘  要：临界滑动面对岩土工程的加固处理有着重要意义。目前对于临界滑动面的研究多采用上限法，基于下限定理或下限模型的临界滑动面理论与数值解法目前尚未见到。在下限模型的基础上，提出了基于下限模型的临界滑动面理论，给出了相应的数值解法；并以黏性土体直立边坡的临界高度问题为例，验证了临界滑动面理论与数值解法的适用性。

关键词：下限模型；临界滑动面；数值解法