基于广义位势理论的类剑桥模型
摘要：广义位势理论直接从数学原理出发建立本构模型，避开了传统塑性理论中塑性势函数等复杂概念，为研究岩土本构模型提供了新的思路。基于广义位势理论中土的应力空间多重势面模型，对剑桥模型“能量方程假设”的数学原理进行分析，从数学角度上建立了一个改进的剑桥模型（即类剑桥模型），而修正剑桥模型等可作为其特例。利用不同应力路径下的试验数据对其合理性进行验证，并与剑桥模型进行对比分析。结果表明：类剑桥模型的参数确定方便、自由，计算结果与试验较一致，甚至优于修正剑桥模型；类剑桥模型所采用的数学原理更明确，且避免了确定塑性势函数和能量方程的困难及其所带来的误差，是一个具有较好实用价值的模型。降雨渗流及干湿循环作用下红砂岩顺层边坡稳定性分析
摘要：针对红砂岩顺层岩质边坡稳定性问题，建立顺层岩质边坡力学模型，对降雨渗流条件下边坡受到的力学作用进行了计算；选取典型结构面，通过室内干湿循环试验，分析了结构面强度参数衰减规律；综合考虑降雨渗流及结构面强度弱化，对降雨渗流及干湿循环综合影响下红砂岩顺层岩质边坡稳定性进行了分析，获得了边坡稳定性衰减变化规律；通过炎汝高速公路边坡稳定性监测对理论计算结果进行了验证。结果表明，边坡受到的水力作用与后缘张拉裂隙充水高度呈正比；干湿循环作用下，结构面黏聚力呈幂指数形式衰减，内摩擦角呈二次函数衰减；边坡稳定性与后缘张拉裂隙充水高度呈线性关系，而与干湿循环呈指数关系，且干湿循环对边坡稳定性影响比后缘裂隙充水高度大；在降雨渗流及干湿循环综合作用下，边坡稳定性系数降低了约66％，较考虑单一影响因素有了大幅度降低；边坡稳定性监测结果与理论计算结果吻合较好，进一步证明了理论计算结果的正确性。力幅突变激扰作用的岩石边坡动力敏感性研究
摘要：动载荷作用引起岩石边坡失稳破坏，尤其力幅突变激扰作用对边坡稳定影响很大。对动、静载荷作用下岩石力学性质进行了分析，建立了岩石边坡非线性运动方程，分析了岩石边坡动力变形模型及非线性动力响应，得出当扰动频率增加到一定程度，滑体振幅突然增加，产生向上突跳并随力幅的增加继续增加；反之，当力幅较大并逐渐减小时，滑体振幅也随之减小，当扰动的振幅减小至一定程度，滑体振幅突然降低，产生向下突跳减小。对初始条件和力幅突变激扰对岩石力学非线性振动系统的影响进行了分析，得到初始条件的微小变化可引起系统响应的巨大差异，当振幅彳极小时，线性系统的振荡很弱，它对非线性系统的作用也很弱，整个系统的运动便可看作两运动的独立叠加。当振幅A再加大到使其幅值超过非线性系统三奇点之间的间隔时，系统可以在这些奇点之间来回跃迁振荡，从而运动复杂化，随振幅彳的增加，系统从倍周期运动向混运动变化，研究结果可为岩石边坡的动力稳定提供指导。高效废物处置库的混合型缓冲回填材料压缩特性研究
摘要：高放废物处置库中缓冲回填材料需要预先压缩到-定密实度，其压缩特性对处置库的安全设计、施工及运营有重要影响。目前，国内初步考虑将膨润土-砂混合物作为缓冲回填材料的首选。采用WG型单杠杆固结仪，对不同干密度、掺砂率的膨润土-砂混合物进行侧限压缩试验研究。试验结果表明：随着干密度的增大，压缩系数呈二次曲线减小；随着掺砂率的增大，压缩系数呈非线性增大。通过引入有效黏土密度和有效含水率的概念，对不同干密度、掺砂率的膨润土-砂混合物的压缩系数进行解释，并根据试验数据得到了回归的数学模型，试图为缓冲回填材料的配比优化研究提供相关依据。筋-土界面力学特性的水平循环剪切试验研究
摘要：加筋材料与土界面力学特性是加筋土结构设计和稳定性分析的重要依据。在大型多功能界面剪切仪上，进行了土工格栅和标准砂界面的水平循环剪切试验，分析循环荷载作用下筋-土界面力学特性，研究循环荷载特征对界面剪切力和法向位移的影响，探讨水平循环荷载作用下筋-土相互作用规律。结果表明，随循环次数增加，剪切力-位移关系曲线逐渐重合，剪切力峰值变化不明显，界面剪切模量增大并趋于稳定；循环剪切位移幅值和剪切速率对剪切强度的影响不明显，但对试样法向位移有较大影响；水平循环剪切过程中试样发生明显的法向位移，加筋可有效限制试样的竖向变形。成层饱和土中考虑横向惯性的单桩纵向振动
摘要：基于饱和多孔介质理论，研究了成层饱和黏弹性土层中端承桩的纵向振动特性。首先利用Novak薄层法，得到了土层对纵向振动桩的动力阻抗。其次，将桩等效为Rayleigh．Love杆，给出了成层饱和黏弹性土中端承桩纵向振动的一般分析方法和桩头动力复刚度的解析表达式。具体分析了两层饱和黏弹性土中端承桩的纵向振动特性，得到了桩头动刚度因子和等效阻尼随频率的响应特征，讨论了物理和几何等参数对动刚度因子和等效阻尼的影响。结果表明：桩长径比、土层模量比以及桩土模量比等对桩头动刚度因子和等效阻尼有显著的影响。相比于均质土层中的桩，上层土越硬或下层为软弱土层，桩的动刚度因子和等效阻尼振动幅值增大，其周期随长径比显著变化，且对于大直径桩，动刚度因子和等效阻尼随频率呈振动变化。同时，土体与孔隙水相互作用系数和桩泊松比等的影响相对较小。其结果可作为桩基动力基础设计和动力检测等基础数据。砂土液化流动变形的简化方法
摘要：已有的液化砂土流动特性试验结果表明，砂土在液化流动状态下是剪切稀化非牛顿流体，可以用幂函数表示其剪应力-剪应变率的关系，从而建立了砂土液化流动的本构方程。基于FLAC如程序的二次开发平台，将液化流动本构方程开发到FLAC00中，建立了液化流动变形的简化分析方法。通过倾斜场地的液化流动变形分析，发现倾斜场地的液化变形曲线可以用正弦函数曲线描述，这与Towhata的理论分析成果一致，验证了本方法的合理性。分析了液化层坡度、稠度系数、流动指数以及弹性参数等变量对液化变形的影响。计算结果表明，液化变形随液化层坡度的增大而逐渐增大，液化砂土的稠度系数和流动指数对液化流动变形有重要的影响，而弹性参数对变形基本无影响，因此，在实际工程分析中，需要对流动模型参数进行深入研究。重力式挡土墙地震旋转位移下的屈服加速度
摘要：旋转位移假设下，将挡土墙和填土看成一个系统，建立挡土墙在地震作用下的旋转破坏模式，应用极限分析上限法推导了系统外力功率和耗散功率，得到了水平屈服加速度系数的理论计算公式，并采用MATLAB语言进行数值求解，获得了破裂角和水平屈服加速度系数的数值解。计算公式考虑了填土与墙体接触面上的黏聚力、墙和填土的摩擦角、竖向地震加速度系数、填土黏聚力、填土内摩擦角等对水平屈服加速度系数的影响。研究结果表明：填土与墙体接触面上的黏聚力、墙和填土的摩擦角和竖向地震作用对水平屈服加速度系数的影响显著，在实际工程设计中需合理取值以达到安全经济的目的。顶部条形基础作用下加筋挡墙性能的试验研究
摘要：针对加筋挡墙顶部受条形基础载荷作用时的工作性能开展试验研究，分析条形基础距挡墙面板距离对基础极限承载力、加筋挡墙变形特点、筋材应变和破坏模式的影响。试验结果表明：基础极限承载力随基础偏移距离D增加呈现先增大后减小的趋势，且在D为0．3H（H为挡墙高度）时达到最大值；条形基础加载至破坏前一级载荷时，基础沉降与挡墙高度比值均小于2％，面板水平位移与挡墙高度比值均小于1％，且当D／H小于0．6时，面板顶部水平位移明显大于中底部；各层筋材中应变最大值随D／H增加而逐渐向远离面板方向发展，且筋材最大应变由最初出现在顶层而转向中间层；项部受条形基础载荷作用下加筋挡墙破坏以3种模式为主，即顶层面板挤出的浅层破坏、破坏面沿基础边缘发展并向深部推进和加筋挡墙整体破坏。地下工程围岩稳定分析与设计理论
摘要：建筑科学类，郑颖人著，16开，484页，平装，定价：128元，2012年12月出版，书号：978711410249397泥水盾构泥膜形成二维理论分析
摘要：在各种复杂环境下采用泥水盾构法修建隧道工程，需要解决在开挖面上如何及时形成安全有效的泥膜支护问题。采用修正的剑桥模型中正常固结黏土各向等压固结曲线规律，建立泥膜固含率与有效应力之间的关系，结合圆球形颗粒孔隙理想模型的渗透率以及泥膜固含率、渗透率和比阻三者之间的关系，确立新的泥膜形成本构关系模型。将泥膜形成一维模型拓展为二维模型，基于增量分析方法分析泥膜的增长规律，给出泥膜滤失量和厚度分别与位置、时间、重度比和盾构直径等因素的关系。结果表明，修正的剑桥模型能够较好地表征泥膜压缩固结特性；对于高压泥浆，泥浆重度对泥膜增长的影响较小，但对超大直径的盾构其影响不可忽略。含共面结构面岩体的岩桥贯通准则研究
摘要：块体理论是一种比较常用的岩土工程稳定性分析方法，但缺乏对非贯通结构面的研究，导致搜索出的关键块体不够精准和全面。如何处理非贯通结构面，判断其是否应该连通成为块体理论研究至关重要的一个问题。采用数值模拟的方法计算含两共面结构面岩体试样在不同岩桥倾角、结构面摩擦系数、围压和连通率情况下的贯通强度与峰值强度。引入贯通系数变量，定量描述贯通强度与峰值强度之间的关系。将贯通强度作为判断岩桥贯通与否的一个衡量指标，建立起贯通强度与岩桥倾角、结构面摩擦系数、围压和连通率之间的函数，即含两条共面结构面岩体的岩桥贯通准则。该准则可准确判断含两条共面结构面岩体的岩桥是否应该连通。基于岩桥贯通准则的块体理论能够准确搜索出因岩桥贯通而滑移的关键块体。盐岩地下储气库注采气套管运行安全的物理模型试验研究
摘要：注采气套管结构是保证盐岩地下储气库注采气正常运行的重要枢纽，在盐岩地下储气库运行过程中，套管混凝土环极易因储库蠕变体积收缩而产生受拉破坏。因此，为了解套管混凝土环的受力和变形特性，采用三维地质力学模型试验技术，对江苏金坛盐岩地下储气库开展了不同采气速率、不同采气内压、储库失压等风险因素影响下的套管运行过程的物理模型试验，通过三维地质力学模型试验较好反映出储气库套管混凝土环的受力和变形特性。研究表明：（1）套管混凝土环的轴向拉应变随采气速率的增加而增大，为保证套管的运行安全，建议储气库的最大采气速率不超过0．65MPa／d；（2）套管混凝土环的轴向拉应变和套管所受蠕变挤压应力随套管鞋离腔顶距离的减小而增大，为保证储气库运行安全，套管底部距离储库腔项的距离应大于10m：（3）套管所受蠕变挤压应力随采气内压的减小而显著增大，储气库的最低运行气压应大于3MPa，并应最大限度地防止储气库出现失压事故。大理岩弹性参数的围压效应与弹塑性耦合模型
摘要：以锦屏二级水电站T2h和E2y^6深埋大理岩循环加、卸载试验结果为基础，对不同围压下大理岩弹性参数的演化规律进行研究，得出其弹性模量随围压和内变量的变化显著，而泊松比随围压则变化不明显。基于试验结果确定了锦屏大理岩弹性模量与围压和内变量的定量关系，建立了考虑弹性参数围压效应的大理岩弹塑性耦合模型，并在有限差分软件FLACm中进行了数值实现，用于模拟分析大理岩室内三轴压缩试验结果，并将模拟结果与不考虑弹性参数围压效应的计算结果进行对比，结果表明：考虑大理岩弹性参数围压效应的数值模拟与试验结果更吻合。研究方法和结果对于提高深部工程围岩（特别是具有小变形破坏特性的硬脆性围岩）变形计算的准确性具有重要的参考价值和借鉴意义。考虑应力历史的岩石单裂隙渗流特性试验研究
摘要：通过开展单裂隙花岗岩不同围压加、卸载和不同水力梯度作用下的渗透试验，研究应力历史对裂隙渗透性能演化的影响。试验结果表明：在围压加载过程中，渗流流量与渗透压差大致呈线性关系；在渗透压差相同的条件下，围压越小，流量越大，随着围压上升，裂隙渗流流量持续减小，但随着围压的进一步增大，流量的减小有减缓的趋势。在围压相同以及渗透压差相同的条件下，单裂隙花岗岩在卸载条件下的渗流特性与加载条件下相比，其渗流流量明显降低，且卸载过程中渗流流量与渗透压差开始偏离线性关系。从试验前、后裂隙面粗糙度系数值的对比可以看出，由于法向应力挤压以及渗流流体的冲蚀作用，试验后裂隙面粗糙度系数明显降低。卸载的过程中，裂隙渗透性能的恢复具有明显的滞后效应，表明在法向应力和流体冲蚀的共同作用下，裂隙产生了不可恢复的非弹性变形。填埋场封场覆盖系统稳定性统一分析模型构建及应用研究
摘要：为探讨不同界面形式下有限长与无限长填埋场边坡封顶覆盖系统稳定特性，通过模型试验确定了不同边坡长度下界面分别为土工膜和三维网时封场覆盖系统的破坏模式与失稳坡度。基于试验结果建立了覆盖系统的许可破坏模式及其速度场，利用极限分析上限法建立了考虑界面强弱特性以及坡长有限与无限形式的覆盖系统稳定性统一分析模型，并利用模型试验结果对该理论进行验证。运用文中提出的理论模型对新型环保的垃圾填埋场封场覆盖生态污泥腾发覆盖技术（EST）中防护基材稳定性进行定量分析。研究结果表明：覆盖层失稳时，滑移面分为上、下两段，上段为平行于坡面的直线，下段为位于覆盖层内部近似为与坡面成一定夹角的直线；减小边坡长度能使覆盖系统稳定特性提高，但减小覆盖层厚度对覆盖系统稳定的增减影响与界面强弱形式有关；覆盖系统稳定特性主要由界面抗剪强度控制，增加基材强度并不能大幅度提升覆盖系统稳定特性，且增加界面黏聚力对覆盖系统稳定贡献明显优于增加界面摩擦系数。隧道围岩全长黏结式锚杆界面力学模型研究
摘要：分析围岩弹塑性介质中全长黏结式锚杆的锚固界面层应力分布和变化特征，对研究隧道工程初期支护系统的力学效应具有重要意义。根据全长锚杆微段的受力平衡以及锚固界面层剪应力的传递机制建立了关于锚杆轴向位移的微分方程，通过求解锚杆轴向位移的微分方程可得到锚杆与围岩相互作用下的轴向载荷和锚固界面剪应力的分布函数。然后将锚杆界面剪应力对围岩的支护反力转化为圆形隧道轴对称径向体积力，进而求解有锚喷支护作用下圆形隧道围岩塑性区半径。在此解析模型基础上，可对隧道围岩-支护系统进行详细的分析和评判。算例分析表明，初期支护时机的选择对锚固效应和围岩稳定性有较大影响；适当增加全长黏结式锚杆的锚固层厚度能明显降低锚杆端部剪应力的应力集中度，能有效改善锚杆的锚固效果。砂柱排水真空阻滞效应的试验和动力学解释
摘要：含低渗透盖层的强透水层在排水过程中可能产生包气带真空并阻滞排水。这种真空阻滞效应具有什么动力学特征，是岩土渗流领域有待解决的新课题。以细砂作为粗砂的盖层，进行了双层结构砂柱的排水试验，观测到了包气带真空度先快速增大，然后缓慢减小的过程，排水速率显著低于无细砂覆盖的情况。细砂盖层厚度越大，真空阻滞效应越强烈。基于水-气渗流理论提出了解释试验现象的水流方程和气流方程，并得到了排水早期和后期真空度变化的近似解析公式，说明真空度峰值随盖层厚度呈非线性增加趋势。对试验结果进行参数分析，发现盖层透气性在排水后期明显大于早期，反映了盖层含水率对透气性的影响。
