土的 空间滑动面强度准则及其与传统准则的

比较研究

邵生俊，张  玉，陈昌禄，邵  帅

（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：土的抗剪强度与其剪切破坏面上的正应力一般呈线性关系，反映了土的剪切强度本质特性。常用的强度准则有Mohr–Coulomb准则、Drucker–Prager屈服准则、Matsuoka–Nakai准则，分别对应于与大主应力呈45°的剪切破坏面、八面体面和空间滑动面（SMP）上的剪应力比为常数的关系。本文提出了一种由，，确定土单元大、中、小主应力轴交点的空间滑动面，称为空间滑动面；建立了空间滑动面剪应力比为常数的准则，称为空间滑动面强度准则，该准则在应力空间描述的强度破坏面为平面上呈曲边三角形形态的光滑锥面。进行了Mohr–Coulomb强度准则、Drucker–Prager强度准则、Matsuoka–Nakai强度准则与Lade–Duncan强度准则、空间滑动面强度准则在应力空间描述强度破坏面的比较分析，以及不同平面上Lade–Duncan准则和空间滑动面强度准则随b值的变化规律。结果表明Lade–Duncan强度准则与空间滑动面强度准则近似一致，从而揭示了Lade–Duncan强度准则的物理本质基础：Lade–Duncan强度准则实质上近似服从土破坏时空间滑动面上剪应力与正应力呈线性变化的规律。即Lade–Duncan强度准则描述土单元剪切破坏时的空间滑动面近似为空间滑动面。根据4种原状黄土固结排水条件下的真三轴压缩试验结果，验证了空间滑动面强度准则的合理性与可靠性。

关键词：土的强度；空间滑动面；空间滑动面准则；黄土；真三轴试验

气体压力和孔隙对垃圾土体气体渗透系数影响的研究

施建勇^1，2，赵  义^1，2

（1. 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098；2. 河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京 210098）

摘  要：垃圾土的非饱和气体渗透系数是填埋场气体运移分析和抽气井设计的重要参数，孔隙比、有机物含量、饱和度等是影响垃圾土渗透特性的主要因素。通过研制的垃圾土非饱和渗透试验仪，进行了不同影响因素下的非饱和垃圾土气体渗透试验，发现渗透系数随渗透压力呈现非线性特性，可以用Forchheimer非达西渗流方程较好地拟合。孔隙比增加，渗透系数增大，非达西系数B_a逐渐减小，分界点的气体压力减小；有机物含量越高，渗透系数越小，分界点气体压力越大；片状分布有机物使有效连通的渗透路径减少是垃圾体气体渗透特性降低的原因；饱和度越高，垃圾土的渗透系数越小，分界点气体压力越大；在试验的有效孔隙范围内，渗透系数、分界点气体压力与有效孔隙呈现较好的相关关系、非达西系数变化不大。

关键词：渗透性；非达西系数；分界点；有效孔隙比；气压力

损伤盐岩短期自恢复特性试验研究

姜德义¹，王  雷¹，陈  结^1，2，任  松¹，杨春和^1，2

(1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044；2. 中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北 武汉 430071)

摘  要：为了解盐岩在产生损伤以后的力学性质以及在恒温环境下的短期自恢复特性，设计了盐岩剪切损伤后的自恢复试验，研究了损伤盐岩相关力学参数随恢复时间的变化规律。试验结果表明，自恢复对盐岩内摩擦角的恢复作用明显，而对黏聚力的恢复不明显；在恢复的初期，损伤盐岩抗剪强度随之降低，继续恢复则会出现相对增强，最终会进入长期恢复阶段，趋于稳定；经一定时间的恢复以后，损伤盐岩的抗变形能力有所增强的同时，其变形能力也有所增强；对盐岩损伤自恢复的研究可以分为长期和短期，试验中两者的分界点为7 d左右。通过对盐岩损伤自愈合的理论进行讨论分析，可以知道盐岩的自恢复并不是简单的力学性质的增强，更体现在综合性质的改善，同时伴随部分力学性质的劣化；通过对损伤变量的拟合，可以看出试件的损伤值在自愈合过程中的发展变化规律。

关键词：盐岩；自恢复；短期；剪切损伤；再结晶

倾斜入射地震波作用下成层场地动力反应的

界面子波算法

范留明^1，2，赵  钦¹，刘云贺¹

(1. 西安理工大学土木建筑工程学院，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：为提高成层半空间自由波场的一维化时域方法的计算效率和精度，分析了SH波在层状介质中的传播方式、旅行时间和反射系数等问题，基于惠更斯–菲涅耳波动观点，将波阻抗界面看作次级子波源（简称为界面子波），提出了倾斜入射地震波作用下成层场地动力反应的界面子波算法，并通过模型试算验证了此方法的正确性。与常规数值法相比，此方法无需划分网络单元，也无需处理人工边界条件，从而极大地减少了计算工作量和节点之间的传递误差，具有速度快、精度高、稳定性好等特点，是一种计算成层场地动力反应的实用方法。

关键词：倾斜入射；成层场地；动力反应；界面子波；延时方程

冻融及细粒含量对粗粒土力学性质影响的试验研究

卜建清^1，2，王天亮^1，2*

（1. 石家庄铁道大学土木工程学院，河北 石家庄 050043；2. 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室，河北 石家庄 050043）

摘  要：以粗粒土填料在冻土地区铁路路基中的应用和推广为研究背景，针对冻融作用及细粒含量对粗粒土填筑路基稳定性的影响，通过室内三轴试验深入研究和分析了冻融次数、细粒含量以及围压对粗粒土试样强度特性的影响规律。研究结果表明，随着细粒含量的增加，粗粒土的应力应变曲线由冻融前的应变软化现象过渡到冻融后的应变硬化现象；同时，随着细粒含量的增加，未经历冻融时，细粒土的黏结性有效地提高了粗粒土的剪切强度，而经历冻融后，细粒土的冻胀性反而削弱了粗粒土的剪切强度；粗粒土的剪切强度和抗剪强度指标随冻融次数的增加而减小并在经历6次冻融后达到稳定状态；围压的“围箍”作用有效地提高了粗粒土的抗剪强度；通过讨论和分析，建议冻土区铁路路基粗粒土填料的合理细粒含量为5%，并将粗粒土填料经历6次冻融后的力学指标作为工程设计值。

关键词：粗粒土；冻融循环；细粒含量；应力–应变关系；抗剪强度指标

渠道冻胀离心模型试验设备的研制

黄英豪^1，2，蔡正银^1，2，张  晨^1，2，徐光明^1，2，洪建忠³，赵宝忠³

（1. 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京 210024；2. 南京水利科学研究院岩土工程研究所，

江苏 南京 210024；3. 中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳 621900）

摘  要：输水渠道冻胀破坏是寒冷地区渠道破坏的主要表现。研制了一套在土工离心机中进行渠道冻胀模拟的试验设备，该设备主要包括冻融模型箱、循环冷却水系统、测量控制系统等组成。冻融模型箱采用内外两层结构，中间填充保温材料。循环冷却水系统采用12组半导体制冷片，利用其帕尔贴效应实现制冷/热。采用高压水泵驱动水流并结合风冷散热器，持续为制冷器循环冷却，实现了在离心机不具备水旋转接头下的循环水利用。开发了直流回弹式位移测量系统的安装装置，保证了测量系统的准确。利用该设备进行了北疆地区输水渠道的冻胀模拟，试验结果规律好，可以正确的模拟冻胀温度场和位移场。渠道冻胀离心模型试验设备的研制为寒冷地区输水渠道冻胀问题的研究提供了有力工具。

关键词：渠道；冻胀；离心模型试验；循环冷却水；研制

基于沉降控制的竖向下压循环荷载作用下的

桩基设计方法

陈仁朋^1，2，任  宇³，陈云敏^1，2

(1. 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江 杭州 310058；2. 浙江大学建筑工程学院 浙江 杭州 310058；

3. 中国电力工程顾问集团华东电力设计院，上海 200063)

摘  要：低幅值、大周次竖向循环荷载作用下桩基发生累积沉降及承载力弱化，影响到风机塔架、高速铁路路基等沉降敏感结构物的服役性能。首先总结了竖向循环荷载作用下桩基设计要求及若干设计关键问题。基于模型试验结果，分析了竖向循环荷载作用下的桩基承载力和累积沉降演化规律；定义了3种桩顶累积沉降发展模式及对应的循环荷载比和静荷载比组合，建立了桩基循环累积沉降分析图，提出了组合循环荷载作用下的桩基循环加载性状简化判定公式。提出了针对竖向循环荷载作用下桩基的设计方法及设计流程，并给出了设计实例。

关键词：桩基础；竖向循环荷载；累积沉降；桩的承载力；设计方法

压缩过程中非饱和膨胀土体变特征与持水特性的

水力耦合效应

周葆春¹，孔令伟²，梁维云¹，马全国¹，张  斌¹

(1. 信阳师范学院土木工程学院，河南 信阳 464000；2. 岩土力学与工程国家重点实验室（中国科学院武汉岩土力学研究所），湖北 武汉 430071)

摘  要：土体压缩是岩土工程领域的基本问题。压缩过程中非饱和土的力学与水力学行为是同时发生且相互影响的，有必要统一考察体变特征与持水特性的水力耦合效应。为此，以荆门弱膨胀土为研究对象，开展土中水密度试验、饱和与控制吸力下的非饱和一维压缩试验，准确测量了压缩与卸荷回弹过程中孔隙比–重力含水率–吸力–竖向净应力关系，探讨了水力耦合状况下非饱和膨胀土的体变特征与持水特性规律，并建立相应本构描述。结论如下：①加载段，非饱和压缩曲线均发生明显转折，体现出屈服行为；随吸力增大，压缩曲线依次发生“穿越”现象；卸载段大体呈线性，其斜率随吸力增大而降低。提出能够描述干缩、压缩、卸荷体胀、屈服、压缩性与卸荷回弹性随吸力变化等行为的非饱和土体变方程，可直接用于分层总和法计算。②不同吸力下重力含水率变化存在较大差异；压缩至2941.8 kPa时，不同吸力下含水率非常接近。吸力与竖向净应力对含水率变化的耦合影响可用3参数Logistic函数描述。③压缩过程中饱和度随竖向净应力增大而增大，卸荷过程中随竖向净应力降低亦增大。采用饱和度或重力含水率，对压缩过程中的水力路径会出现“湿化”与“脱湿”的不同判断，即水力耦合状况下土体表现出复杂的持水状态变化特征。

关键词：非饱和土；压实膨胀土；体变特征；持水特性；吸力；水力耦合；饱和度；土中水密度

变刚度调平设计中桩基承载性状研究

王  涛

(1. 中国建筑科学研究院地基基础研究所，北京 100013；2. 建筑安全与环境国家重点实验室，北京 100013)

摘  要：桩基变刚度调平设计的框筒结构体系大比尺模型试验和实际工程桩顶反力测试结果均显示工作荷载作用下，核心筒不同区位桩顶反力随荷载水平的提高而增加，核心筒外围框架柱下桩顶反力也与核心筒下桩顶反力一样趋于均匀。可见，变刚度调平设计可调整反力分布，改善筏板的受力性状。模型试验中核心筒桩顶反力提高的比率是角桩最大、边桩次之、中心桩最小，角桩、边桩、中心桩反力与平均值的比值为：1.15∶1.02∶0.83。工程实测中外框架角桩下桩反力>外框架边柱下桩反力>核心筒下桩反力。这主要由于群桩效应引起的桩基竖向支撑刚度弱化，外框架柱下角桩处桩数少，群桩效应影响较弱。

关键词：桩基础；桩顶反力；共同作用；变刚度调平设计

黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析

宋春霞^1，2，黄茂松^1，3*，周维祥⁴

(1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 宁波工程学院建筑工程学院，浙江 宁波 315016；3. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，

上海 200092；4. 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200000)

摘  要：对不排水均质黏土地基隧道开挖失稳三维破坏模式进行改进，弥补了目前隧道开挖稳定性问题中三维极限分析上限法的不足。采用截椭圆柱体构造多块体平动破坏模式，克服了现有三维多块体平动破坏模式与隧道开挖面不完全接触的缺陷；进一步针对三维多块体平动破坏模式存在的问题，提出了多块体转动–剪流组合破坏模式，得到了均质黏土地层中隧道开挖稳定的上限解，明显改善了现有的极限分析上限解，并与三维弹塑性有限单元法结果及文献中的离心试验结果进行对比，验证了上限分析方法的有效性。

关键词：黏土地基；隧道开挖面稳定；三维上限分析；多块体平动破坏模式；多块体转动–剪流破坏模式

动弹模量阻尼比测试技术与归一化特性研究

黄  斌^1，2，3，傅旭东¹，张本蛟¹，邱子锋¹

（1. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072；2.长江科学院，湖北 武汉 430010；3. 水利部岩土力学与工程重点实验室，湖北 武汉 430010）

摘  要：动弹模量与阻尼比是土动力分析最基本的力学参数，一般通过较小应变范围的动三轴试验得到，测试技术的可靠性与试验参数求取的准确性是进行抗震安全性评估的关键。通过室内动三轴试验，比较了力与位移传感器内置与外置、不同相对位置等因素对滞回圈、动弹模量与阻尼比的影响，提出了针对存在残余变形的不闭合滞回圈的动弹模量与阻尼比的计算方法，比较了频率、围压、固结比等因素对试验成果的影响规律及特征，并在Janbu公式中引入固结比的幂函数影响因子，对不同围压、不同固结比下的动弹模量阻尼比进行了归一化特性研究。研究成果有利于提高国内科研机构在土动力参数测试方面的能力，对抗震工程与科研有积极的参考价值。

关键词：动弹模量；阻尼比；滞回圈；围压；固结比；归一化

基于ABAQUS的三维边坡降雨入渗模块的

开发及其应用

李  宁^1，2，许建聪²

（1. 上海理工大学环境与建筑学院，上海 200093；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092）

摘  要：为了克服ABAQUS在进行降雨入渗模拟方面的局限性，采用Python语言对ABAQUS软件的降雨入渗边界进行二次开发，将降雨边界作为不定边界，采用迭代算法对降雨入渗边界进行处理，开发出基于ABAQUS软件的降雨入渗模块。该模块克服了ABAQUS软件中只能模拟降雨全部入渗，入渗率保持不变的单一情况，完善了ABAQUS软件的降雨入渗分析功能。通过与土柱入渗试验进行比较，证明开发出的降雨入渗模块是稳定可靠的。在此基础上，采用该模块研究了抗滑桩边坡的降雨入渗过程，结果表明：抗滑桩虽然可以有效的提高边坡的稳定性，但是，在降雨条件下，抗滑桩的存在减小了排水有效断面，使坡体后缘汇集而来的地下水得不到及时排泄，这又会对边坡稳定性产生不利影响。因此在多雨地区进行抗滑桩设计应充分考虑降雨所带来的不利影响，综合评价抗滑桩的加固效果。借助于ABAQUS的强大功能，该模块可以为以后进行更复杂的降雨相关问题的研究提供一个良好的研究平台。

关键词：抗滑桩；边坡；饱和–非饱和渗流；降雨入渗；ABAQUS

不同位移模式下衡重式路肩墙离心模型试验研究

李  浩^1，2，罗  强^1，2*，张  良^1，2，蒋良潍^1，2，张家国^1，2

(1. 西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031；2. 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都 610031)

摘  要：以某山区公路旧路拓宽改造工程中新建的衡重式路肩挡土墙为原型，设计了墙体在平移（T）、绕墙趾转动（RB）、绕墙顶转动（RT）以及平移与绕墙趾转动复合形式（T+RB）4种位移模式的土工离心模型试验，讨论了挡墙位移模式对墙背土压力和路基填土变形的影响，分析了墙后不同深度土体进入主动状态的进程，试验表明：①位移模式对上墙土压力大小及分布形态基本无影响，但上墙浅层土体在挡墙位移与墙高比值小于0.3%～0.5%时，存在墙–土摩擦引起的土拱效应，使水平土压力系数增大；②由于衡重台的存在，对下墙距衡重台约1/3下墙高度范围的土压力有遮蔽作用，其结果是降低了土压力合力作用点位置；③位移模式对填土沉降有明显影响，在墙体位移最大值相同时，T位移模式的填土沉降明显大于RB和RT位移模式，而RT位移模式，衡重台向下偏转，促进了填土下沉，最终使其填土沉降大于相同位移面积的RB位移模式，也更容易使上墙出现第二破裂面。

关键词：衡重式路肩墙；土工离心模型试验；位移模式；土压力；路基沉降；土拱效应

粉砂中筒型基础沉贯过程筒–土作用机理试验研究

陈  飞^1,2，练继建¹，马煜祥¹，张  杰¹，卜同胜¹

（1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072；2. 水利部水利水电规划设计总院，北京 100120）

摘  要：筒型基础沉贯安装是一项关键施工过程，目前相关研究多集中在沉贯阻力与吸力的计算方法上，而缺乏对沉贯过程筒–土作用机理研究。针对这一问题，开展了粉砂中筒型基础沉贯试验，得到了静压和吸力沉贯工况下筒壁内、外侧所受土压力发展变化规律。静压试验结果表明，筒壁内侧所受土压力远大于外侧，内侧土体挤压程度随下沉深度增加而增大，外侧相反。吸力试验结果表明，施加吸力时内侧土压力减小，外侧土压力先增大后迅速减小至稳定值，吸力产生的渗流可以大大减小端阻力与内侧摩阻力。试验结果还表明现有临界吸力计算公式是过于保守的，并根据试验结果对现有计算所需吸力的方法进行了修正，得到了一种更加准确的计算方法。

关键词：吸力；减阻；贯入阻力；筒壁土压力

含泥化夹层顺层和反倾岩质边坡动力响应差异性研究

范  刚，张建经，付  晓

（西南交通大学土木学院岩土工程系，四川 成都 610031）

摘  要：设计并制作了两个同尺寸的含泥化夹层顺层和反倾岩质边坡，并进行了大型振动台试验，对含泥化夹层顺层和反倾岩质边坡的动力响应差异性进行了分析，研究结果表明: 顺层边坡坡体内部加速度放大系数整体上小于反倾边坡；在坡体中上部（相对高度大于0.4），顺层边坡坡面加速度放大系数大于反倾边坡，在坡体下部（相对高度小于等于0.4），顺层边坡坡面加速度放大系数与反倾边坡近似相等；顺层边坡和反倾边坡坡面位移随输入地震动强度增大而大幅度增加，顺层边坡坡面位移大于反倾边坡，且随着输入地震波幅值的增加，顺层边坡和反倾边坡坡顶位移之间的差值增大；反倾边坡较顺层边坡具有更高的地震稳定性；顺层边坡破坏形式主要表现为坡体后缘的垂直张拉裂隙、岩层沿泥化夹层的顺层滑动以及坡顶岩块崩落，而反倾边坡的破坏形式主要表现为坡面水平向和垂直向裂隙交错、泥化夹层挤出以及坡顶被震碎。

关键词：泥化夹层；顺层；反倾；大型振动台；动力响应

接触面模型对面板与垫层间接触变形及面板应力的影响

刘京茂^1，2，孔宪京^1，2*，邹德高^1，2

（1. 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2. 大连理工大学水利工程学院，辽宁 大连 116024）

摘  要：对某在建面板堆石坝进行了三维有限元静、动弹塑性计算，分析了接触面模型对面板与垫层间接触面变形及面板应力的影响。面板与垫层接触面分别采用：双曲线（仅静力计算）、理想弹塑性及广义塑性接触面模型。结果表明：竣工期，3种模型计算的面板应力是基本一致的。满蓄期，3种模型计算的面板顺坡向应力分布规律基本一致，但面板坝轴向应力的分布规律和量值有较明显的差别。蓄水时广义塑性接触面模型计算的接触面的应力路径和剪切位移与双曲线和理想弹塑性存在较大的差异。在地震荷载下，理想弹塑性和广义塑性接触面模型计算的地震后坝体残余变形引起的面板顺坡应力基本一致，但面板坝轴向应力差别较大。理想弹塑性模型只有当应力达到峰值时才产生塑性变形，这样会低估接触面的残余变形，不能与坝体残余变形相协调，高估了坝体残余变形对面板应力的影响。广义塑性接触面模型能更好的反映三维条件下接触面的剪胀、剪缩、硬化、软化、循环残余变形及颗粒破碎特性，更符合实际情况。

关键词：接触面；弹塑性；面板堆石坝；面板应力

频谱反演法在探地雷达隧道衬砌检测中的应用研究

刘宗辉^1，2，吴  恒^1，2，周  东^1，2*，韦鸿耀^1，2

(1. 广西大学土木建筑工程学院，广西 南宁 530004；2. 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)

摘  要：隧道衬砌模型的空间结构属于典型的层状分布，采用探地雷达进行隧道二衬检测时，往往很难识别高度小于调谐厚度的脱空。通过建立含有脱空薄层的隧道二衬层状几何模型，结合电磁波在隧道衬砌中的传播规律，给出了隧道衬砌检测时电磁波的反射模型，并推导了其广义反射系数谱域表达式，从而提出一种根据反射系数序列频谱估算隧道二衬厚度及脱空高度的反演方法。通过分析反射系数序列的幅度谱属性，进一步提出一种估计脱空层高度的快速方法，即根据幅度谱凹陷周期确定脱空层双程走时，进而估算脱空层高度。最后，利用1stOpt数学优化分析软件进行全局优化，并反演求解各参数。物理模型实验及现场应用实例的处理结果表明，当脱空厚度小于1/4波长时，本文所述的频谱反演法仍能准确反演出二衬厚度及脱空层高度，从而提高了探地雷达资料的垂直分辨率。

关键词：隧道衬砌；探地雷达；频谱反演；脱空高度；二衬厚度

GFRP锚杆结构预应力锁定装置研制与现场试验

刘  龙¹，李国维^2，3*，贺冠军³，余  亮^2,4，刘  学²

（1. 河海大学力学与材料学院，江苏 南京210098；2. 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点试验室，江苏 南京210098；

3. 河海大学道路与铁道工程研究所，江苏 南京210098；4. 浙江恒辉勘测设计有限公司，浙江 杭州 310000）

摘  要：纤维增强聚合物（FRP）筋耐腐蚀，抗拉强度高，弹性模量小，用于边坡加固锚杆结构是解决钢筋锚杆结构耐久性问题的途径之一，预应力FRP锚杆结构是合理型式。FRP筋抗剪强度低，钢筋锚杆施加预应力采用的刚性夹具不能用于FRP锚杆。基于端部封闭的钢套管充填膨胀剂锚固FRP筋法，设计了FRP锚杆预应力施加及锚索装置，并进行了现场试验。试验结果表明：预应力锁定装置的原理可行，结构合理，使用方便，能较好地完成玄武–玻璃纤维增强聚合物（B-GFRP）锚杆的预应力施加和锁定，经历外部环境变化检验，降雨、震动等环境影响产生的预应力损失均缘于杆体界面的黏结蜕化，没有发生锁定装置失效导致荷载明显损失的现象。B-GFRP锚杆的预应力损失百分率在5%～35%间，达到了精轧螺纹钢锚杆预应力损失的控制标准。

关键词：GFRP锚杆；荷载锁定装置；预应力损失；现场试验

岩石不等长裂纹应力强度因子及起裂规律研究

席婧仪，陈忠辉，朱帝杰，陈庆丰

（中国矿业大学力学与建筑工程学院，北京 100083）

摘  要：天然岩体中含有数量众多的裂隙且绝大多数为不等长裂隙，而那些具有一定尺度和规模的主控裂隙对岩体稳定性起决定作用。为研究不等长裂纹相互作用规律及主控裂纹起裂规律，基于Kachanov法，推导了远场受力的两条拉剪不等长共线裂纹的尖端应力强度因子表达式并从理论上分析了裂纹间距对裂纹相互作用的影响；通过最大周向应力准则，计算了单轴受拉时不同裂纹倾角的主控裂纹起裂角，绘出理论断裂准则曲线；推算滑动裂纹的应力强度因子，对含不等长裂纹的类岩试件进行单轴压缩试验。结果表明：当裂纹间距大于等于小裂纹长度时，小裂纹对主控裂纹的起裂几乎无影响；主控裂纹起裂角只与裂纹角有关，单轴受拉时，起裂角随裂纹角增大而减小，单轴受压时，起裂角随裂纹角增大而增大；当裂纹倾角小于30°时，起裂临界荷载急剧增大。

关键词：不等长共线裂纹；相互作用；应力强度因子；起裂角；类岩材料试验

山东安丘地区软土震陷及地震产生的土层构造新启示

田洪水^1*，王华林^2*，祝介旺¹，杨传成²，吕明英¹，张慎河¹   

 （1. 山东建筑大学土木工程学院，山东 济南 250101；2. 山东省地震工程研究中心，山东 济南 250014）

摘  要：通过地震调查、土工试验和¹⁴C测年，从沂沭断裂地震带安丘地区的全新世中—晚期湖沼相软土中，识别出了软土震陷灾害现象和地震产生的软土沉陷向斜褶曲、小尺度同震断层、狭缩–膨胀构造和震裂缝等共生土层变形构造，其中，软土沉陷向斜是直接反应震陷灾害的纵向土层变形。小尺度同震断层是地震产生的小断层，发育在沉陷向斜之下，其垂向延长0.5～1.8 m。沉陷向斜随着同震断层的产生而初现；又紧随断层向深部延伸而向下发展。地震振动使饱和软土发生触变，土质点从沉陷向斜的转折端向两翼发生流动，在此过程中，附加地震应力不断作用，结果形成了窄而深的沉陷向斜。软土震陷最大深度为1.08 m，平均震陷深度为0.68 m。推断当时的地震烈度达到Ⅷ度、震级超过M6。测得淤泥质土的¹⁴C年龄为 3901±33a B.P.，该地震事件约发生公元前19世纪。同震断层是形成震陷的重要诱导因素，这为认识软土震陷的形成机理提供了新资料；也为防治或减轻软土震陷的危害提出了新启示。因此，应重视软土下伏土层可能产生同震断层的隐患。

关键词：软土；震陷；触变变形；同震断层；全新世；沂沭地震带

三轴低频循环荷载下盐岩体积应变特性研究

许宏发¹，王  晨¹，马林建^1，2，董  璐¹

（1. 解放军理工大学国防工程学院爆炸冲击防灾减灾国家重点试验室，江苏 南京 210007；2. 中国矿业大学深部岩土力学与

地下工程国家重点试验室，江苏 徐州 221116）

摘  要：地下储气库围岩长期处于复杂疲劳应力状态下，盐岩三轴循环荷载下的变形规律对储气库稳定性分析有参考价值。对8个盐岩试块进行了不同围压、不同应力水平和不同频率条件下的循环荷载试验。对每一试块施加恒定围压和轴向低频循环荷载。对试验参数进行了无量纲处理，分析了应力比强度（广义剪应力强度与球应力的比值）、应力比振幅、上限应力水平、荷载频率、循环次数（N）等对体积应变（e_v）的影响。利用函数e_v=llgN+e_v0，对每一试块的体积应变–循环次数曲线进行了拟合分析，获得了参数l和e_v0随应力比振幅、上限应力水平和频率变化的数学表达式。标准化回归系数分析表明，上限应力水平是影响盐岩体积变形的主要因素，其次是应力比振幅。在高上限应力水平三轴状态下，盐岩主要表现出体积扩大现象。

关键词：三轴试验；低频循环；盐岩；体积变形；岩石扩容

多孔介质中沉积颗粒脱离特性试验研究

刘泉声，崔先泽，张程远，黄诗冰

(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：开展沉积颗粒在多孔介质中脱离过程试验对研究地下水源热泵回灌堵塞过程有重要意义。利用自主研发的砂层沉积–脱离模拟试验系统，研究增加渗流速度和改变渗流方向对多孔介质中已沉积颗粒脱离特性的影响。结果表明：在改变渗流速度大小条件下，渗流速度越大，已沉积的颗粒越容易发生脱离，到达悬浮颗粒相对浓度第二次峰值所需的时间越短，而达到二次峰值时所注入的水量接近；与改变渗流速度大小相比，用改变渗流方向的方式进行沉积颗粒脱离效果更为明显，到达二次峰值所需时间更短、水量更少，但随着时间增加，多孔介质中又会出现类似渗流方向改变前的堵塞现象；渗流条件变化后的初始阶段是已沉积颗粒脱离的主要时期。研究结果为水源热泵回灌过程中悬浮颗粒在地层中的沉积-脱离特性进一步研究奠定了基础。

关键词：水源热泵；悬浮颗粒；多孔介质；沉积；脱离

综合考虑盐胀和冻胀时硫酸盐渍土体积

变化关系式的建立

牛玺荣^1，3，高江平²

(1. 山西大学土木工程系，山西 太原 030013；2. 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；

3. 北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100191)

摘  要：为了摸清硫酸盐渍土在降温过程中产生冰晶和引起盐胀的剧烈反应期内的体积变化规律，假定土体中芒硝与冰晶独立存在，并认为土体体积变化由三部分体积增加和三部分体积减少引起，根据溶质守恒定律，推求了考虑盐胀和冻胀综合影响下硫酸盐渍土的体积变化关系式，发现剧烈反应期内土体体积变化主要由原始孔隙率n、降温前后未冻水体积含量θ_u1和θ_u2与降温前后的硫酸钠溶解度r₁和r₂所决定。利用自行研制的恒温冷浴土壤试验系统，观测了人工掺配硫酸盐渍土在降温过程中的体积变化；采用冻结温度试验确定了土样冻结过程中的未冻水含量，并引入未结晶水含量的概念，计算了土样降温过程中的累计盐（冻）胀率，通过分析比较土样体积变化率实测值和计算值，验证了关系式的合理性和适用性。

关键词：硫酸盐渍土；盐胀；冻胀；溶质守恒；定量关系

鲤鱼潭大坝坝料动力参数反演

刘振平^1，2，迟世春²，赵显波³，贾宇峰²

(1. 黑龙江工程学院土木与建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050；2. 大连理工大学建设工程学部，辽宁 大连 116024；

3. 黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

摘  要：采用现行的室内外试验方法确定的土石料动力参数是否符合实际是人们关心的问题之一。提出了一种基于坝体加速度峰值和反应谱的土石坝坝料动力参数反演方法。利用鲤鱼潭大坝在集集地震中的加速度响应信息，反演了坝料的动力参数。结果表明，该方法是可行的，计算精度可满足实际工程要求。研究表明室内动三轴试验得到的坝料最大动剪模量系数K的值偏小，应予以修正。

关键词：鲤鱼潭大坝；动力参数；反演；加速度峰值；反应谱