“泥科学与应用技术”的提出及研究进展
摘要：随着社会经济的发展，以淤泥、污泥为代表的各种泥状物产量巨大，接近于城市垃圾的数量。而各种泥的性状及污染物种类非常复杂、多样，经济、安全地进行各种泥的处理和利用已经成为一个重要的问题。各种泥状物虽然种类不同、成分各异，但具有很多共同的物理、化学性质。在处理方面也具有以脱水为主的减量化、以污染物稳定为主的无害化、以改变性质后进行利用为主的资源化的途径上的一致性。此外，泥所具有的一些特殊性质也能够被利用来解决一些特殊的问题。长期以来，各种泥的科学研究和处理技术分布在各行各业，使用的概念、指标不能统一，技术和方法隔离发展，影响了对于泥的基础理论和技术的发展。针对这些问题，提出了建立“泥科学与应用技术”的学科方向，对于泥的主要种类和问题，处理泥中所遇到的热点问题以及几个典型的研究进行了综述，为解决泥的问题进行了分析和总结。土体工程动力分析与计算
摘要：著译者：侯超群，李海滨，康佐，16开本，230页，平装，定价：46元，出版单位：中国建筑工业出版社，版次：第1版，出版时间：2013年9月，标准书号：ISBN978—7．112—14399—3，征订号：22459。内容简介：本书在参阅国内外大量文献与资料的基础上，结合土体动力学的发展方向、研究现状，从固体弹性波基本知识入手，结合工程实践阐述了土体的动力特性以及动力参数的测试：桩基工程与动测技术500问
摘要：著译者：刘兴禄等，16开本，318页，平装，定价：58元，间：2013年9月，标准书号：ISBN978．7．112．15262．9，征订号：出版单位：中国建筑工业出版社，版次：第1版，出版时23247。，内容简介：本书《桩基工程与动测技术500问》是在《桩基工程与动测技术200问》的基础上仍以问答形式编写。全书分九个部分共546问。预加固高填方边坡滑动破坏的离心模型试验研究
摘要：2009年lO月3日，攀枝花机场260x104m3万方的高填方预加固边坡整体失稳，沿基覆界面下滑，并超覆于其下方的易家坪老滑坡之上，使易家坪老滑坡再次复活。这一填方边坡失稳事件最终导致机场停航两年。通过大型离心模型试验，再现了攀枝花机场预加固高填方边坡的滑动失稳过程，获得了边坡变形破裂的特征参量，阐明了边坡的滑动失稳机制。研究表明：天然工况下，边坡变形以坡顶沉降和沿基覆界面软弱层的蠕滑为主，坡体总体处于蠕滑变形状态；降雨和地下水工况下，坡体中后部拉张破裂和中前部挤压变形显著，具有塑性流动及推移式破坏特征，并最终产生溃滑失稳；预加固抗滑桩承受较大的边坡变形推力，且越靠近坡体后部的桩推力越大，最终从后向前逐排产生累进性剪断破坏，说明该填方边坡多排抗滑桩的平面布置和受力确定欠合理；降雨和地下水工况下，坡体的最大孔隙水压力是天然工况下的3．7倍，孔隙水压力对坡体失稳有重要作用；通过模型和原型的综合对比分析，该边坡的滑动失稳机制为推移式蠕滑～累进性折断一溃滑与超覆。建筑施工计算手册
摘要：著译者：江正荣，16开本，1302页，精装，定价：168元，出版单位：中国建筑工业出版社，版次：第3版，出版时间：2013年7月，标准书号：ISBN978．7．112．14996．4，征订号：23046。内容简介：本手册是一部内容全面、实用性强的有关建筑施工计算的工具书，内容基本涵盖了建筑施工计算的各个应用领域。固结作用下粉土的持水性能与细观机制研究
摘要：针对传统仪器无法考虑岩土工程中温度和荷载等因素综合作用的缺陷，研制了一套多功能土-水特征曲线试验仪。以粉土为研究对象，开展了不同固结应力作用下粉土的土-水特征曲线试验，并测量其增减湿过程中土体的体积胀缩量，以便修正体积变化对其体积含水率的计算误差。结果表明，粉土在减湿过程中，土体的体积发生明显的收缩。其收缩量与固结应力水平有关，固结应力越小，则减湿引起的体缩量越大。但土体在增湿过程中的体积则基本保持不变。固结应力对粉土土-水特征曲线的进气值、增减湿速率影响较大，固结压力越大，其进气值越大、减湿速率也越大。最后，为揭示固结应力对土的持水性能的影响机制，开展了不同固结应力作用下土体的细观试验。结果表明，固结应力主要改变了土体团粒间的大孔隙，而对黏土颗粒之间的孔隙影响较小。土体的持水性能与土体的孔隙大小和分布模式密切相关，大孔隙主要影响土体的进气值，而其孔隙分布模式则控制其增减湿湿速率。基于有效固结应力法确定结构性黏性土不排水抗剪强度
摘要：由于结构性的存在使得很多天然黏性土的强度和变形特性不同于重塑土和非结构性土。首先回顾了适用于确定重塑土和非结构性土不排水抗剪强度的有效固结应力法，并推导了相应的方程。在此基础上，对于结构性黏性土，采用两段不同斜率（内摩擦角正切）和截距（黏聚力）的直线模拟其抗剪强度包络线，建立了确定其不排水抗剪强度的有效固结应力法方程；当有效应力小于结构屈服应力时，有效固结应力方程中有效应力部分需乘以0．8的修正系数；只要已知剪切前的有效应力，利用相应的有效固结应力法公式，可确定结构性土体的不排水抗剪强度。利用连云港结构性软黏土的等压固结三轴试验数据，验证了有效固结应力法的适用性。分析表明：对于连云港软黏土的不排水抗剪强度，有效固结应力法的计算结果与试验结果吻合较好；对于结构屈服应力，有效固结应力法的预测结果与试验数据点的拟合结果有一定偏差，但并不明显。轴压和围压对循环冲击下砂岩能量耗散的影响
摘要：利用动静组合加载试验装置，对具有不同轴压和围压的砂岩进行循环冲击试验，研究循环冲击过程中砂岩单位体积吸收能的变化特性、单位体积吸收能与平均应变率的关系以及轴压和围压对循环冲击作用下岩石能量耗散的影响。围压分别设置为4、8、10、12MPa等4个系列，轴向静载荷分别设置为49、84、105、125MPa等4个系列，入射杆上的入射波峰值大小近似相等，入射能大小为230J。研究结果表明，砂岩单位体积吸收能随循环冲击次数的增加而增加。平均应变率和单位体积吸收能具有良好的正线性关系，围压从低到高增加过程中，二者间拟合直线的斜率K随轴压增加的变化关系为“增加一基本不变一减小”。当轴压较小时，K随围压的增加先增加后降低，轴压越小K由上升到下降转折点处的围压越大；当轴压增加到125MPa时，K随围压的增加始终降低。研究结果为具有不同地应力条件下工程岩体爆破设计提供理论依据。初始应力各向异性结构性土的二元介质模型
摘要：天然岩土材料具有结构性和各向异性。在岩土破损力学的理论框架下，建立了初始应力各向异性结构性土的二元介质模型。岩土破损力学把结构性岩土材料抽象成由胶结强的胶结块（胶结元）和无胶结的软弱带（摩擦元）组成的二元结构体，变形过程中胶结块逐步破损并向软弱带转化。假定胶结块为横观各向同性的理想弹脆性体，胶结块破损后转化成的软弱带为可用邓肯一张模型描述的非线性弹性体。通过引入考虑各向异性影响的破损率和局部应变系数，建立了初始应力各向异性结构性土的二元介质本构模型，并给出了模型参数的确定方法。最后给出了模型的表现，且通过人工制备初始应力各向异性结构性土的三轴压缩试验结果验证了模型的适用性。计算结果表明，所提出的本构模型可以较好地模拟初始应力各向异性结构性土的应力～应变和体积变形特性。泥岩夹层软化试验研究
摘要：基于正交试验方案，研究了温度、卤水浓度及浸泡时间3个因素对泥岩夹层软化的影响规律。分别运用极差分析法和方差分析法对试验结果进行分析。对任意两个影响因素分别进行二元线性回归，根据其标准回归系数对泥岩夹层单轴抗压强度及弹性模量相对重要性比值构建判断矩阵，运用层次分析法计算各个影响因素的权值。试验结果表明：温度和浸泡时间在泥岩夹层软化过程中起着决定作用，影响权重达到98％以上；浸泡时间的影响最大，权重达到80％；卤水浓度的变化对泥岩夹层软化影响较微弱，在实际的工程中可以忽略不计。随着浸泡时间的延长和温度的升高，泥岩夹层内部裂隙逐渐被溶液侵入，单轴抗压强度和弹性模量呈递减趋势。鉴于卤水浓度影响甚微，仅利用温度和浸泡时间建立了软化方程。Q3砂黄土真三轴强度变形特性研究
摘要：为了研究Q3砂黄土强度变形特性，以甘肃永靖黑方台Q，砂黄土为研究对象，利用西安理工大学研制的真三轴仪，进行了3个围压（50、100kPa和200kPa）、3个b值（0、0．25和0．5）和3个含水率（5％、10％和15％）不同工况试样破坏情况的真三轴试验。试验结果发现：（1）真三轴条件下Q3砂黄土剪切破坏方式以侧胀破坏、单缝剪切破坏为主，其次少数土样发生锥形破坏、双缝剪切破坏和T型缝剪切破坏。（2）相同围压和含水率、不同中主应力比（6）的情况下，Q3砂黄土的主应力差随中主应力比增大而增大，应力一应变关系曲线为强硬化型，剪胀现象明显；中主应力比对广义剪应力和广义剪应变之间关系有一定影响，随b值增加，曲线依次增加：随b值的增加，强度降低，广义剪应力与平均球应力比（q／p）与主应变关系曲线逐渐变缓，且曲线依次降低。（3）随含水率增加，Q3砂黄土由固态向半固态转化过程中，不同中主应力比时黏聚力均出现明显降低，但内摩擦角则出现微小增加。压实方式影响路基湿度场演变规律相似模拟试验研究
摘要：探究路基湿度场演变规律是解决路基工程水损害的基础问题之一，为研究路基湿度场受压实方式影响所产生的变化与分布问题，在相似准则推导的基础上构建了4种具备不同压实方式的室内路基相似物理试验模型。通过分析二维入渗方式的降雨试验结果，总结了不同压实方式影响下路床湿度场扰动区扩距、前扰动区湿度分布、湿度梯度和路堤湿度值变化的主要规律，并阐述其作用机制以及提出了相关工程建议。研究结果表明：路床湿度扰动区扩距随着路床压实度的增加呈线性递减；整个湿度扰动区可划分为前、后两个区域，前扰动区湿度分布基本呈线性速降状态，湿度梯度值随着路床压实度的增加呈线性提高；路床压实度对其下的路堤湿度影响效果显著，综合效应表现为路堤湿度随路床压实度增加呈线性递减；工程中严格控制上部路基压实效果对防止下部路基水毁病害有显著作用。低幅值小应变振动下土体弹性刚度的非线性特征与表述方法
摘要：随着高速铁路建设的兴起，轨道以及沿线附近建筑物承受低幅值小应变振动荷载的作用。对于小应变振动下土体的有限元计算，如何确定连接应力和应变之间纽带的刚度张量E，对于建立合理的预测模型来分析高速铁路轨道以及沿线建筑物的沉降变形至关重要。低幅值小应变振动下剪切模量G和阻尼比D随剪应变幅值的变化是反映土体刚度及阻尼特征最重要的两个参数。通过共振柱试验发现，振动荷载作用下土体的剪切模量G必须通过振动应变幅值和固结围压共同来确定，即使在小应变（剪应变幅值106〈y〈10-4）振动下，也会表现出明显的非线性特征。Davidenkov模型是在双曲线模型基础上为了更好地拟合剪切模量曲线G／G。。．y和阻尼比曲线D-y的试验结果而提出的，不足之处在于Davidenkov模型的拟合参数过多，关键参数y。的取值没有明确的物理方法。对于低幅值小应变振动情形，为了简便起见，忽略大应变振动情形下由于循环效应和速率效应引起的强度变化，在Mohr-Coulomb破坏准则的基础上，通过引入由给定应力状态下的静抗剪强度rf与最大剪切模量Gmax的比值来确定的参考剪应变衔来代替Davidenkov模型中的拟合参数76，尝试提出简化的两参数Davidenkov模型，并通过共（白）振柱试验验证了该方法对计算低幅值小应变振动情形下剪切模量和阻尼比的可行性。P波作用下饱和土中输流管道动力响应
摘要：根据Biot波动理论，采用复变函数与多级坐标法，求解了P波作用下饱和土体中地下输流管道的波动散射方程，分析了管道中流体介质性质、入射波角度及管道埋深等对地下输流管道周边动应力集中系数及孔压集中系数分布的影响。计算结果表明：在低频弹性波入射时，管道周边动应力集中系数及孔压集中系数分布相对均匀，而随入射频率的增加，其分布变得复杂化，但其峰值有所减小；中低频波入射作用下，管道内为水、石油介质时，动应力集中系数和孔压集中系数较空气介质时小，而在高频波作用时情况相反；对于管道内流体介质为水时，随着入射角度的变化，应力集中分布也沿一定角度的方向发生转动，入射波自管道下方垂直入射时，管道周边动应力集中系数峰值相对较大；随埋深的增加，动应力集中系数和孔压集中系数均呈震荡减小的趋势。粉砂土反复冻胀融沉特性试验研究
摘要：针对深季节冻土区的特殊环境，通过室内试验研究了粉砂土在不同初始含水率、干密度、荷载、冻融次数条件下的反复冻胀、融沉特性。研究结果表明：粉砂土的冻结温度为-1．03℃；其冻胀融沉变形随冻融次数的增加呈现波浪式起伏变化，并最终趋于稳定状态；经历多次冻融后，干密度较大试样整体表现为膨胀，干密度较小试样整体表现为压密；上部荷载在抑制冻胀的同时加大了试样的整体融沉变形，却降低了每次冻融的冻胀率和融沉系数：存在一个最优初始含水率，该含水率条件下，试样经历多次冻融后的高度不发生变化；由于外界水源的补给，冻融后试样内部含水率均大于初始含水率；干密度和顶端荷载的增大均有效地抑制了外界水源的补给；4次冻融循环后，粉砂土的冻胀率、融沉系数均逐渐趋于稳定。基于多尺度直剪试验的岩石模型结构面抗剪强度特征研究
摘要：开展岩石模型结构面抗剪强度特征的多尺度（尤其大尺寸）直剪试验研究对于理解岩石结构面力学特性具有重要的理论价值和实践意义。首先，基于多尺度直剪试验仪（MSJ-DST），对20cm×20cm、40cm×40cm、60cm×60cm、80cm×80cm和100cm～100cm的岩石模型结构面试样采用法向应力分别为200～1000kPa进行直接剪切试验；然后，研究不同尺寸岩石模型结构面抗剪强度的特征。结果表明：不同法向荷载作用下模型的受力变形特点相近，峰值剪切位移总体上随着某一数值附近上下浮动；在同一法向应力作用下，不同尺寸结构面试样的峰值抗剪强度表现出在某一数值附近上下浮动的特征，残余抗剪强度则表现出随尺寸的增加有小幅度增加；5级法向应力作用下，不同尺寸的峰值抗剪强度和残余抗剪强度随着法向应力的变化规律均近似相同，抗剪强度残余值与峰值的比值随着法向应力的增大逐渐增大并趋于稳定。海口红黏土的结构性本构模型研究
摘要：土体结构性的数学模型是21世纪土力学的核心问题。由于土体微观结构的变化造成了重塑土与原状土的力学特性上的差异。采用应变型和应力型结构性宏观参数来表征这种微观结构的变化，同时将应变性结构性参数引入到等向固结过程中去，用以描述常规三轴试验中剪切前的等向固结过程以及剪切时球应力对结构性土体的影响。实现应变型和应力型结构性宏观参数对整个三轴剪切过程的描述。修正剑桥模型对正常固结重塑黏土的三轴压缩试验能做出准确地描述，但对超固结黏土及原状土，即具有结构地土体，则不能给出准确地描述。将应变型和应力型结构性宏观参数引入到修正剑桥模型中，实现修正剑桥模型的结构化。该结构性修正剑桥模型参数的确定方法与常规修正剑桥模型参数的确定方法相差不多，只不过多了球应力与土体结构性体应变的关系式、偏应力与土体结构性广义剪应变的关系式。经过数值模拟比较，结构性修正的剑桥模型能较好地反映原状土的结构性演化过程，能描述原状土结构的整个破坏过程，在多种应力路径下具有很好的预测作用。降雨入渗条件下非饱和土朗肯土压力分析
摘要：传统的土压力分析仅考虑了土体饱和强度对土压力产生的贡献，忽略了基质吸力及其变化对土压力的影响。运用非饱和土有效应力原理和饱和土朗肯土压力公式推导了非饱和土朗肯土压力公式，结合Iverson降雨入渗解析解，推导出降雨入渗条件下非饱和土压力公式。该公式将降雨入渗时的非饱和土压力表示为时间和深度的函数，更符合实际情况。研究结果表明：采用该方法计算得到的土压力值相对于传统计算结果偏大，作用点偏高；此外，随着降雨的发生、入渗和停止，主动土压力呈现“减小一增大一减小一稳定”趋势，被动土压力呈现“增大一减小一增大一稳定”趋势，该现象由降雨过程中基质吸力改变所致。由该公式获得的土压力分布及变化规律可用于挡土工程结构的设计。
