《岩土工程学报》2026年第5期摘要
真三轴应力状态下花岗岩损伤三维可视化及定量表征
王春来，周宝坤，朱朝阳，孙 亮，李长峰
（中国矿业大学（北京）能源与矿业学院，北京 100083）
摘 要：深部岩体在受扰动时产生的损伤是引发岩爆等冲击灾害的主要诱因。对花岗岩试件进行了三轴加载和声发射试验，分析了花岗岩破坏过程中声发射响应特征。为更好地表征岩石裂纹扩展所产生的累积损伤效应，提出了“声发射空间累计能量释放系数（AE SAERC）”的概念。采用三维克里金插值算法，实现了岩石损伤三维可视化及量化表征。结果表明：基于球状模型的普通克里金三维插值算法（OK）在三轴加载下花岗岩损伤三维可视化方面表现出最佳效果，揭示了花岗岩在渐进破坏过程中不同程度损伤区域的演化特征，并通过CT扫描技术进一步验证了三维可视化算法的合理性。此外，通过对无损伤区（NDZ）、轻度损伤区（LDZ）、中度损伤区（MDZ）和高度损伤区（HDZ）的体积占比进行分析，结合“层次分析法-熵值法”组合赋权法定义了岩石三维损伤因子，这一过程实现了对岩石在不同损伤阶段的定量表征。本研究丰富了岩石损伤理论体系，为地下工程中岩体稳定性监测和灾害预警提供了新思路。
关键词：真三轴；花岗岩；声发射；损伤；三维可视化
软土基坑倾斜支护模型试验及变形控制研究
刘永超1, 2，解邦龙1, 2，郑 刚1, 2，李兵兵3，郭 辉3，应丹林3
（1. 天津大学建筑工程学院，天津 300072；2. 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室（天津大学），天津300072；3. 中铁建设集团有限公司，北京 100040）
摘 要：倾斜支护结构在基坑工程中应用愈加广泛，虽倾斜支护结构能约束基坑变形，但深厚软土影响基坑发生持续变形。基于软土大型物理模型试验，设置倾斜支护结构（G1）、悬臂支护结构（G2）、通常配筋倾斜支护结构（G3）、添加反压混凝土的倾斜支护结构（G4）和预置反压混凝土的倾斜支护结构（G5）5种工况，考虑空间效应及时间效应对倾斜支护体系的影响，同时，对变形控制措施进行验证。结果表明：G1、G3、G4和G5桩顶水平位移均小于G2，且G4控制效果优于G5（E4）；G4桩身变形均小于G1、G5，添加反压混凝土能够有效的减小倾斜支护结构变形；G1至G5时程曲线均呈现快速变形和稳定变形阶段，且添加反压混凝土会导致时程曲线存在下降阶段；在不同坑深时添加反压混凝土均能控制结构变形、减小土体变形。研究结论可为倾斜支护结构的变形控制措施和工程应用提供试验依据。
关键词：软土；倾斜支护结构；大型物理模型试验；基坑开挖；变形控制
动力扰动作用下冻融砂岩细观损伤演化分析
张嘉凡1，代超凡1，张慧梅*1，陈世官2，郝乐乐1，袁 超1
（1. 西安科技大学理学院，陕西 西安 710054；2. 西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西 西安 710054）
摘 要：为探究不同扰动作用下寒区岩体的损伤演化规律，利用红砂岩先后开展冻融循环及动力扰动试验，结合黑顶帽算法、三维可视化等技术处理CT图像，重构模型以量化分析孔隙及裂纹发育特征，揭示冻融-动力扰动下岩体损伤跨尺度驱动机制。试验结果表明：冻融前期阶段，动力扰动对裂纹扩展占据主导作用，砂岩孔隙率、分形维数及孔隙连通度随扰动强度增加呈先增后减趋势，其峰值分别达到19.81%，2.64，95.56%；而在冻融后期阶段，冻融损伤劣化加剧了扰动损伤效应，砂岩孔隙率及其连通度则转为连续增长；冻融砂岩在0.05 MPa扰动强度下达到微观结构演化阈值。低于该阈值时，动力扰动促进微裂纹以“浅而广”形式进行横向交错发育；超出临界阈值后，裂纹扩展转为“深而狭”纵向优势路径延伸；同时，冻融作用可调控裂纹扩展自由度。冻融累积损伤弱化岩体内空间结构限制，促进裂纹网格及孔隙发育形成多向贯通。研究结果可为寒区岩土工程建设与动力扰动灾害防控提供理论依据。
关键词：冻融循环；CT扫描；动力扰动；损伤演化；细观特征
2022年日本福岛Mw7.4级地震的S-net海底场地非线性反应研究
胡进军1,2，李建华1,2，崔 鑫1,2
（1. 中国地震局工程力学研究所，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：为探究海底场地的地震非线性反应特征，基于2022年日本福岛海域Mw7.4级地震中S-net的海底地震动记录，分析了峰值加速度（PGA）≥ 100 cm/s²的强震动与弱震动（20 cm/s² 关键词：Mw7.4级福岛海域地震；海底地震动；非线性反应；HVSR；S-net 深埋高压输水隧洞复合衬砌结构响应数值模拟研究 严振瑞1，周 易2，朱鸿鹄*2，黄井武1，谭道远2，陆 丁3，周万欢4 （1. 广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广东 广州 510170；2. 南京大学地球科学与工程学院，江苏 南京 210023；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；4. 澳门大学土木及环境工程系，澳门 中国） 摘 要：输水隧洞在长期服役过程中，易出现混凝土徐变和钢筋锈蚀等问题导致衬砌结构承载性能下降。然而，针对三层复合衬砌结构在长期服役下的结构力学响应及变形特性的研究尚不充分。采用三维有限元数值仿真，深入探讨三层复合衬砌输水隧洞在高内水压及长期服役下的承载性能。研究表明：在高内水压作用下，复合衬砌结构的传力路径存在明显的水压阈值效应。当内水压小于0.5 MPa时，螺栓应力增长缓慢，钢衬承担大部分水压；当内水压超过该阈值后，螺栓应力迅速增加，管片承担水压的比例也相应上升。在长期服役工况的模拟中，钢筋平均应力逐年增加，自密实混凝土和管片混凝土的环向应变逐渐增加，但未发生开裂，螺栓最大应力因混凝土徐变松弛略有下降。极端超压工况下（1.8 MPa），自密实混凝土和管片混凝土拱顶与拱底出现明显的拉伸损伤。研究结果为其他三层复合衬砌隧洞的长期安全性能评估提供了重要参考。 关键词：输水隧洞；长期服役；复合衬砌；数值模拟 筋材连接形式对有限空间加筋土挡墙抗震性能影响 蔡晓光1, 3，袁超2, 3，李思汉*2, 3, 4, 6，徐洪路5，李鑫鑫2, 3，赵志成2, 3 （1. 中国地震灾害防御中心，北京 100029；2. 防灾科技学院，河北 三河 065201；3. 廊坊市加筋土结构研发与应用重点实验室，河北 三河 065201；4. 河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室，河北 三河 065201；5.中国地震局工程力学研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；6. 北京防灾科技有限公司，北京 100024） 摘 要：为了解筋材连接形式对有限空间加筋土挡墙抗震性能的影响，开展筋材无连接、摩擦连接、机械连接振动台试验，探究3组试验加速度响应、面板位移、动力特性、筋材应变、潜在破裂面等变化规律。研究结果表明：3组试验加速度放大系数沿墙高呈非线性分布，并在挡墙顶部达到峰值。墙面永久位移峰值分别为0.138%H，0.034%H，0.015%H，机械连接较无连接减少89.13%，筋材反卷较无连接减少75.36%。试验结束后挡墙自振频率均有所下降，降幅分别为1.22%，0.81%，0.52%，结构内部虽有些许损伤但其仍具有良好的整体性。筋材拉力增量随输入加速度幅值增大而增大，并沿墙高呈非线性变化。实测潜在破裂面形式与现有规范破裂面形式有所差异，机械连接潜在破裂面为一条穿过墙趾并且沿后部稳定陡坡面的双折线。综合试验数据表明，筋材机械式连接较筋材反卷式在墙面永久位移、动力特性等方面表现出更为优越的抗震性能，但施工设计时应注意其墙后连接处的加固。 关键词：土工合成材料；有限空间加筋土挡墙；振动台试验；连接形式 碱改性粉煤灰增强MICP固化砂土性能试验研究 张 鹏，李治辉*，于佳林，宫玉辉，唐雨孜 （青岛理工大学土木工程学院，山东 青岛 266525） 摘 要：碱改性粉煤灰在MICP技术中的应用，能够充分发挥其吸附性能，消减MICP作用过程中产生的氨氮，为环保型土壤固化技术开辟了新的途径。以碱改性粉煤灰作为增强体，开展了碱改性粉煤灰增强MICP固化砂土的宏观与微观试验研究，研究内容涵盖了固菌率测定、除氨率测定、碳酸钙含量测定、单轴抗压强度测定、渗透率测定以及扫描电子显微镜（SEM）观测。结果表明：①经过碱改性的粉煤灰对氨氮的去除效率显著提升，达到了62.6%，相较于未改性的粉煤灰，其吸附氨氮的能力提高了42.2%。②碱改性粉煤灰在微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）加固砂土的过程中，能够显著提高固菌率和胶结物的产量，当掺量为7%时，胶结物的生成比例达到了17.3%。③碱改性粉煤灰的加入有助于增强固化体的抗压强度和抗渗性能，当掺量为7%时，MICP固化砂土的抗压强度提高了2.6倍，渗透系数降低了两个数量级。 关键词：碱改性粉煤灰；MICP；固化砂土；氨氮吸附；机理分析 局部渗流诱发双层砂土流化试验与动量解析 林存刚1,2, 3，李丁伟1，莫金标1，陶旭光4，刘志军5，郑俊杰6 （1. 中山大学土木工程学院隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室，广东 广州 510275；2. 南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海），广东 珠海 519082；3. 广东省海洋土木工程重点实验室广东省地下空间开发工程技术研究中心，广东 广州 5102752；4. 中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032；5. 中交四航工程研究院有限公司中交集团交通基础工程环保与安全重点实验室，广东 广州 510230；6. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072） 摘 要：有压输水管道渗漏引发砂土流化是导致地层空洞与地面塌陷的重要原因。现有研究集中于单层砂土，对成层砂土缺少探究。通过开展供水管道渗漏诱发双层砂土流化模型试验，分析了成层砂土粒径、厚度及位置对其流化行为的影响；基于动量定理构建双层砂土流化空洞扩展理论模型，并推导稳定流化空洞形态及完全流化流量计算公式。研究发现，当砂床下层为粗砂、上层为细砂时，可发生跃层流化现象；砂土启动流化受控于楔形流化区内渗透力与砂土自重的静力平衡，而完全流化则表现为砂床顶部砂层在射流冲击下的突涌破坏；砂床启动流化流量由下层砂土控制，通过增大下层砂土粒径可显著提高砂床流化的流量阈值；完全流化流量主要取决于砂床整体渗透性，通过增大上层或下层砂土粒径以提高其等效渗透系数，可有效延缓完全流化的发生。本研究可为成层砂土在有压输水管道渗漏条件下的侵蚀防控提供理论依据。 关键词：供水管道渗漏；双层砂土流化；稳定流化空洞；完全流化流量；模型试验；动量定理 花岗岩残积土层压力型锚杆工程特性及机理研究 付文光1, 2，张智浩2，周建明3，林 坤2 （1. 天津大学建筑工程学院，天津 300350；2. 广东省岩土与地下空间工程技术研究中心，广东 深圳 518063；3. 苏州市能工基础工程有限责任公司，江苏 苏州 215000） 摘 要：在花岗岩残积土层中按实际工程作法施工了28根压力型试验锚杆，荷载试验及对浆体的分布式光纤测试结果表明：①锚筋从锚固体顶端向底端传递荷载过程中因孔道阻力而产生荷载损失；②视临界锚固长度约为12 m，12 m以内极限承载力与锚固体长度成正比，超过12 m后增长缓慢；③浆体应变可分为前、中、后三段，后段受到承载板压力作用产生压应变，中段同时受到孔道阻力作用而以拉应变为主，前段受溢浆影响拉应变突增，中后段应变差表征了浆地界面黏结强度特性；④和全黏结锚杆相比，同等条件下压力型锚杆承载力低、变异程度大，压应变分布范围小、峰值低；⑤弹性变形实测比与荷载正相关，与锚筋自由长度负相关；⑥实测刚度系数与荷载水平及锚筋自由段长度负相关；⑦弹塑比大致与锚筋自由段长度负相关。 关键词：压力型锚杆；浆体应变；孔道阻力；弹性变形实测比；刚度系数 干湿循环作用下生物聚合物改良黄土裂隙演化规律及作用机理 （1. 宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏 银川750021；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：干湿循环作用是造成中国西北地区黄土土体内部裂隙发育并扩展的主要因素，采用既生态环保又可抑制土体裂隙扩展的生物聚合物对黄土进行改良。通过室内干湿循环试验，利用裂隙图像识别与分析软件（PCAS）对裂隙进行定量表征，探究生物聚合物掺量和干湿循环作用对黄土裂隙形态参数指标的影响规律，并结合SEM试验揭示生物聚合物抑制裂隙发育的机理。结果表明：黄原胶和瓜尔胶掺量分别为2.0%，1.5%时改良黄土的裂隙率分别降低了22.3%，72.0%，持水能力提升幅度为43.4%，15.7%，瓜尔胶掺量为0.5%时相较于素黄土裂隙平均宽度降低了55.8%。生物聚合物抑制黄土裂隙发育的机理主要在于：一方面通过分子中亲水性基团的键能强化和胶结桥连作用有效限制了土体的横向变形和纵向沉降；另一方面通过填充孔隙和成膜隔水作用降低黏土矿物的水化膜厚度，减缓了土体内部含水梯度差的快速形成。研究结果以期为西北地区黄土工程裂隙防治及黄土的改良研究提供参考和借鉴。 关键词：干湿循环作用；生物聚合物；黄土；裂隙演化；微观结构；作用机理 基于分子动力学模拟的蒙脱石水化与力学行为研究 王 巧1，许 蕊1，查甫生*1，台浩东1，严华祥2 （1. 合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽 合肥 230009；2. 福州大学紫金地质与矿业学院，福建 福州 350108） 摘 要：通过分子动力学模拟研究了蒙脱石的水化膨胀及力学性能演变规律，揭示了含水率对其结构稳定性和力学各向异性的影响规律。结果表明，随含水率增加，蒙脱石层间距扩大。水分子的存在会减弱范德华力并增强静电作用，导致晶体膨胀。水分子分布从低含水率下的集中吸附逐渐转变为高含水率下的多层均匀分布。模拟的层间距结果与试验数据一致，验证了该方法的可靠性。研究发现蒙脱石力学行为表现出明显的各向异性：X，Y方向呈脆性破坏，而Z方向具有更高韧性。含水率的增加显著削弱了力学性能，特别在X，Y方向表现为明显的应变集中与剪切破坏。Si―Ob、Al―Ob、Al―Oh和Oh―Ho键的断裂与重组主导了力学响应过程。拉伸时Si―Ob键最易断裂，压缩时则表现为键断裂与重组的协同作用，尤其在Z方向压缩下层间结构重组最为显著。 关键词：蒙脱石；分子动力学模拟；水化膨胀；力学行为 基于“BNE”的气动振杆密实法处理土石混合岩土体的试验研究 王宇虓1, 2，杜广印*1, 2，马 涛1,2，刘松玉1, 2，刘学军3，陈 鑫3 （1. 东南大学交通学院，江苏 南京 210096；2. 江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室，江苏 南京 210096；3. 新疆建筑科学研究院（有限责任公司），新疆 乌鲁木齐 830002） 摘 要：研究针对土石混合体等离散型地基处理问题，提出基于“巴西果效应”的气动振杆密实法工艺，填补巴西果效应工程化地基处理应用的机理空白。通过引入120 kW变频振动锤协同3 MPa高压气体射流技术，建立“高频高压贯入-低频密实”双模态能量调控策略，验证振动参数对离散体结构重构的效果。现场试验表明：振动强度Γ>4.77（频率≥10 Hz，振幅=12 mm）可有效激发巴西果效应；15 Hz高频气振使浅层动力触探击数提升275.6%；当提杆速度降至0.2 m/min时，粗颗粒平均富集较高速提杆时明显；处理后地基承载力特征值达476 kPa；附加湿陷量由108.61 mm降至3.96 mm。研究证实该工法通过振动能量引发结构分选与重构，能够实现“上部粗粒骨架互锁-下部细粒密实填充”的双层架构，为含石量低于60%的非均质地基处理提供理论支持与工程范式。 关键词：土石混合体；气动振杆密实法；巴西果效应；结构重构；双层架构 基于冰核活性细菌的高温冻土强度增强特性及模型研究 郑娟娟1，唐丽云*1，郑建国2，加武荣3，贺晶晶4，邱培勇1，于永堂5，杜晓奇1 （1.西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西 西安 710054；2. 机械工业勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710043；3. 中铁二十局集团有限公司，陕西 西安 710016; 4. 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065. 5. 中联西北工程设计研究院有限公司，陕西 西安 710077） 摘 要：冻土中赋存的冰核活性细菌具有高温成冰特性。然而，利用本土生物资源催化高温冻土孔隙水相变为冰以改善冻土强度的方法鲜有记载，也未有相关模型从细观角度描述外力作用下冰核活性细菌对高温冻土强度影响特征。因此，聚焦冰核活性细菌丁香假单胞菌高温冻土，通过核磁共振及直剪试验获取不同丁香假单胞菌浓度、冻土温度及法向压力下冻土未冻水含量、剪切变形行为及剪切强度变化规律，建立丁香假单胞菌高温冻土本构模型。结果表明：丁香假单胞菌使高温冻土未冻水含量降低17.09%～41.36%。冻土强度增长归功于促生的冰晶在不同温度下的贡献：在−1℃时，黏聚力增加58.44%～112.99%，剪切强度增长9.09%～64%；在−0.5℃，−0.1℃时，内摩擦角增长18.42%～47.85%，剪切强度增长0.99%～33.96%。高法向压力削弱丁香假单胞菌对高温冻土强度的增强作用。所得本构模型为冰核活性细菌高温冻土地基承载力数值模拟及安全评价提供理论支撑。 关键词：高温冻土；冰核活性细菌；未冻水含量；冰促生；强度增强 大型嵌岩封闭地连墙的水平静载试验研究 孙振钊1，龚维明*1，黄 磊2，周坚荣3，王 鑫1，夏 磊1 （1. 东南大学土木工程学院，江苏 南京 211189；2. 中建三局集团（深圳）有限公司，广东 深圳518110；3. 华阳国际设计集团，广东 深圳 518131） 摘 要：封闭地下连续墙作为长期基础使用时有着出色的水平承载能力，依托深圳某项目，在现场进行了嵌岩封闭地连墙的水平静载试验，并通过预先埋设的元件监测了加载过程中的墙顶位移及墙侧岩土抗力。试验过程中最大加载量达到80500 kN，为目前世界上最大加载量的水平静载试验。试验结果表明：嵌岩封闭地连墙的荷载位移曲线为缓变型非线性曲线，墙体在加载过程中同时产生水平转动和竖向转动，墙体水平转动主要由现场岩石分布不均匀导致；墙侧岩土压力沿深度先增大后减小，最大土压力位于0.28倍墙深处，墙侧岩土抗力分布受竖向转动的旋转点位置影响较大，试验墙旋转点位于岩层较浅位置处；墙内土体不产生抗力，岩体抗力相较墙外有所折减，墙内中风化花岗岩的岩石抗力约为墙外岩体的0.73倍，墙内微风化花岗岩的岩石抗力约为墙外的0.63倍。 深厚富水砂土地铁深基坑变形性状及频发地连墙渗漏灾害分析 刘俊城，谭 勇*，樊冬冬 （同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092） 摘 要：为探究深厚富水砂土地铁深基坑变形性状以及频发地连墙渗漏灾害特征，首先，建立了深基坑变形和渗漏事例数据库以开展全面统计分析，得到了围护结构和坑外地表变形规律并识别出关键影响因素。其次，提出了富水砂土深基坑挡墙渗漏灾害的新型分类方法，进而揭示了灾害主要诱因并总结了有效应对措施。统计分析表明：①墙体最大侧移 不同层间倾角下砂-黏复合地层隧道开挖面稳定性离心模型试验 李铉聪1, 2，翁效林*1, 2，叶 飞1, 2，邓国华3，党博涵1, 2，张昕晔1, 2 （1. 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西 西安 710064；2. 长安大学公路学院，陕西 西安 710064；3. 西安黄土地下工程技术咨询有限公司，陕西 西安 712000） 摘 要：基于离心模型试验，系统研究了不同层间倾角及层间界面位置下砂-黏复合地层盾构隧道开挖面的稳定性。试验采用高速摄像与分析系统定量分析开挖面周围土体运动特征，采用后置应力传感器与前置土压力盒两种测量手段测定开挖面支护力，通过实时土压力监测系统获取失稳过程中土压力场的动态演化特征。通过建立三维离散元数值模型，对试验结果进行验证。研究结果表明：层间倾角显著影响开挖面失稳破坏模式。正倾角条件下，砂土与黏土呈较独立变形特征。负倾角条件下两层土体协同变形，失稳范围显著扩大，产生贯通地层界面的连续剪切区域。当层间界面位于拱顶时，正倾角工况失稳区域范围有限，而负倾角工况仍会产生明显失稳。极限支护力主要受层间界面位置影响，层间界面位于拱顶时所需极限支护力小于其位于拱轴线的情况，层间倾角对极限支护力影响相对有限。失稳区域土压力呈现先快速下降后趋于稳定的两阶段演化特征。砂土层竖向土拱率分布与失稳区域轮廓吻合，横向形成显著土拱效应，拱顶与拱腰分别位于地表附近及层间界面处。研究成果可深化对倾斜复合地层开挖面失稳机理的认识，为工程实践中施工风险控制提供一定依据。 关键词：盾构隧道；开挖面稳定性；砂-黏复合地层；层间倾角；离心模型试验 基于离心模拟的渐进后退式滑坡内部变形与表层形变对应关系研究 余忠倚1,2, 郑 光*1,2, 刘震东1,2, 张明钰1,2, 刘 奇1,2, 杨金宁1,2, 叶浩龙1,2, 李鑫武1,2 （1. 地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室，四川 成都610059；2. 成都理工大学环境与土木工程学院，四川 成都610059） 摘 要：本研究旨在系统揭示渐进后退式滑坡内部变形与表层形变之间的内在联系，研究团队以三峡库区神女溪青石滑坡为地质背景，开展了大规模土工离心模型试验，系统性地研究了斜坡渐进破坏的动态演变规律。研究成果表明：①试验初期，坡体出现轻微沉降，随着试验进行，表层张拉裂缝逐渐加深并扩展，滑移面剪切变形加剧并逐步贯通。滑移面完全贯通后，第一级滑块开始失稳滑移，并牵引后部滑块，呈现出明显的渐进后退式特征。②通过对试验数据的分析，提出了一种基于位移-时间曲线和土体超固结比的滑坡阶段划分方法，将滑坡变形过程划分为4个大阶段和8个小阶段，其中包括初始固结阶段以及第一级、第二级和第三级滑块失稳阶段。③通过对斜坡各级滑块主裂缝的进化速率（描述单位时间内斜坡各级滑块主裂缝宽度的变化率，单位为D）进行研究，揭示了不同滑块进入加速变形阶段的关键时机。本研究创新性地通过离心模拟试验揭示了渐进后退式滑坡的内外部变形关系，对于提高滑坡监测的精确性，优化滑坡防治措施，尤其是在复杂地质条件下具有重要意义，为未来的滑坡防治与早期预警系统提供了有力支持。 关键词：渐进后退式滑坡；离心模型试验；表层宏观变形特征；变形失稳过程 围压加卸载过程中单一裂隙渗透率滞变性试验和数值模拟研究 王 雪1，孙长伦2，喻 龙1，邹良超3，庄 丽*1 （1. 重庆大学资源与安全学院，重庆 400044；2. 贵州理工学院矿业工程学院，贵州 贵阳550003；3. 瑞典皇家理工学院可持续发展与环境工程系，瑞典 斯德哥尔摩 10044） 摘 要：地下水在裂隙岩体中的流动主要取决于裂隙网的水力传导特性，尤其是对于花岗岩一类的低渗透性岩石，明确裂隙渗透性随应力的变化规律对于高放废物地质处置库等地下工程的长期安全性评估十分必要。主要研究了材料硬度和花岗岩裂隙接触特性对渗透性的影响，分析了围压加卸载作用下渗透率滞变特性。一方面，选取铝合金、工程塑料（PEEK）和花岗岩3种不同硬度材料，开展了3～20 MPa围压加卸载单次循环条件下单一裂隙渗流试验。研究发现单一裂隙的渗透率均随围压的增加呈非线性下降，在围压卸载后无法恢复到初始状态，即存在滞变性。将加卸载前后裂隙的渗透率变化率定义为滞变系数，试验结果表明光滑单一裂隙的滞变系数在PEEK和铝合金中最高可达60%和99%，而在花岗岩中最低约为55%，较低硬度导致更高的裂隙渗透率滞变性。另一方面，开展了不同初始接触状态的花岗岩裂隙在围压加卸载作用下接触和渗透性演化有限元模拟，得到的花岗岩单一裂隙的渗透性滞变规律与室内试验结果一致。数值模拟表明裂隙表面接触分布不均匀，较大的初始接触比造成加卸载过程中裂隙表面粗糙体产生塑性变形更大，单一裂隙渗透率滞变系数与接触比对数呈近似线性关系。 关键词：硬度；渗透率滞变；粗糙度；单一裂隙；接触比 冻融循环作用下含裂隙砾岩力学特性及宏微观破坏机理 黄婉滢1，温 韬*1,2,3，陈宁生1,2 （1. 长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100；2. 长江大学山地多灾害防控与工程安全国际科技合作基地，湖北 武汉 430100；3. 长江大学南方复杂页岩油气地质与开发湖北省重点实验室，湖北 武汉 430100） 摘 要：冻融循环作用是影响高海拔山区岩质滑坡的重要因素。采集高海拔山区的拉岗村滑坡岩样，开展不同冻融循环次数下含预制裂隙砾岩的三轴卸荷试验，分析其力学特性、能量演化规律、声发射特征及微细观多尺度结构特征，揭示了含预制裂隙砾岩的冻胀劣化机理。结果表明：①随冻融循环次数的增加，岩样峰值强度逐渐降低，将冻融循环60次与0次相比，无预制裂隙岩样围压为10，20，30 MPa时，峰值强度分别降低44%，48%，70%；相同围压及冻融循环次数下，预制裂隙长则峰值强度较低，更易发生破坏；②随冻融循环次数的增加，岩石在破坏过程中吸收和耗散的能量均减少，仅较小能量即可破坏；③随着冻融循环次数的增加，平均每秒采集的声发射能量降低，破裂点数量减少，岩石破裂时间逐渐减短，且破坏形式逐渐由X型剪切破坏转变为张-剪共轭破坏；④宏观尺度下，岩样次生裂纹或断裂位置与预制裂隙有紧密联系。微观尺度下，随着冻融循环次数的增加岩样内部裂纹扩展，与0次冻融循环结果相比，预制4 cm裂隙岩样在冻融循环40，60次后，裂纹体积分别增加1.71%，1.83%，且预制裂隙处裂纹明显较多，说明冻融循环对含原有裂隙岩石损伤更为明显。研究成果可明晰冻融循环作用下高寒山区砾岩的强度劣化规律，为高寒山区工程建设及岩体安全提供参考。 关键词：冻融循环；力学特性；能量演化；声发射；劣化机理 黏土-灰岩地基中的孔压现场测试与分析 （1. 南京工业大学数理科学学院，江苏 南京 211800；2. 徐州地铁集团有限公司，江苏 徐州 221000；3. 浙江大学海洋学院，浙江 杭州 310058） 摘 要：地下结构抗浮设计关键要明确基底孔压变化规律，依托地铁项目制定监测方案，在场地周边设置水位和气象监测点，在车站基底设置孔压计，进行为期两年的实时监测，得到从车站施工到运营全过程的黏土-灰岩地基中的孔压，并对孔压影响因素展开分析。测试与分析结果表明，基底各点孔压对降水和降雨响应及时，监测区内的降水可有效消减基底孔压，监测区外的降水会因渗透损失而形成孔压折减，折减系数均值在0.14～0.70变化；停止降水后，随着水位回升和各测点间水力连通，孔压接近静水压力，折减系数均值在0.87～0.98变化；降雨会增大孔压大小，且增幅受降雨量和降雨时期影响，暴雨可致使孔压最大达到静水压力的1.03倍，故有必要设置一定的抗浮安全系数。 关键词：黏土-灰岩地基；孔压；现场测试；折减系数；降水；降雨 大直径超长嵌岩桩承载及变形特性现场试验研究 肖 立1,2，杜风雷*3,4，赵铭睿1,2，高文生3，王 涛3，姜洪亮3 （1. 中海石油气电集团有限责任公司，北京 100028；2. 中国海洋石油集团有限公司液化天然气及低碳技术重点实验室，北京 100028；3. 中国建筑科学研究院地基基础研究所，北京 100013；4. 清华大学土木工程系，北京 100084） 摘 要：大直径嵌岩桩因高承载、低沉降等优势逐渐成为复杂地质条件下大型构筑物首选基础形式。依托宁波LNG工程，重点分析并总结了大直径超长桩身应变分布、泊松比变化、轴力传递、侧阻发挥及压缩变形规律。测试数据反映出大吨位桩基静载试验易受偏心作用，截面最大偏心比可达1.9，桩顶“圣维南效应”影响范围大于一倍桩径（1.5 m）。受边界条件和加载水平的影响，桩身混凝土泊松比在0.1～0.2内波动，切向值普遍低于径向。在24000 kN荷载作用下桩顶实测最大沉降14.3 mm，计算得桩身压缩占比77.7%左右，桩侧摩阻力占比86.2%以上，呈现出超长嵌岩桩“侧阻主导、端阻滞后”的承载特性。研究成果定量揭示了桩侧摩阻力与桩土相对位移的非线性关系，可用于大直径超长嵌岩桩的性能化设计。 热-盐耦合条件下高庙子膨润土组合体导热特性 孙美琪，陈永贵*，马 婧，孙 曌，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：高放射性废物深地质处置库中，缓冲/回填材料的导热性能对处置库安全运营至关重要。针对高庙子（GMZ）膨润土缓冲/回填材料，考虑近场热-盐耦合条件以及施工接缝的影响，基于热探针法开展了GMZ膨润土块体和组合体试样的导热性能研究，揭示了不同干密度、温度、盐浓度对导热系数的影响规律；结合干密度、含水率以及微观结构测试，阐明了热-盐条件下膨润土组合体导热性能的演化机理。结果表明，膨润土组合体中接缝区域的导热系数均低于砌块区域，导热系数随干密度升高而升高，随环境温度的降低而减小，随盐溶液浓度的降低而增大。这是由于，组合体试样的干密度、含水率，经历150 d水化过程后，沿垂直接缝方向仍表现出不均匀性分布，接缝区域为薄弱区，其热力学性能较差。当环境温度升高时，水汽传输受到促进，导热系数随之升高。当盐溶液浓度升高时，液相导热系数降低，膨润土试样中大孔减小而小孔数量增多，扩散双电层膨胀受抑制，抵消了温度效应对导热性能的促进作用，使得导热系数降低。 关键词：GMZ膨润土；施工接缝；组合体试样；热-盐条件；导热系数
范围为（0.03%～0.48%）H（H为开挖深度），
大小受到角部效应、降水模式、墙趾埋置条件以及墙体暴露长度等因素影响；②地表沉降剖面为典型凹槽形，最大沉降
为0.26%
（
为最终开挖深度）并距墙体约0.5
；③地连墙渗漏会导致
突增，这主要归因于动水力引起的墙背水土合力增加以及注浆压力不当；④渗漏引起的大部分地表沉降增量
均小于0.5%
且主要影响区可扩展至坑外约2
范围，其中
为墙体渗漏深度，坑外地层扰动区呈“倒圆锥形”分布；⑤挡墙渗漏灾害可划分为3种类型：轻微渗水无土体流失、严重渗漏水轻微土体流失以及大量漏水漏砂；⑥采用“灾前预防和灾后应急处置”思路能有效控制地连墙渗漏灾害。
