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岩土工程学报
中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
岩土工程学报

中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会

陈生水

月刊

1000-4548

ge@nhri.cn

025-85829553;85829534

210024

南京市虎踞关34号

岩土工程学报/Journal Chinese Journal of Geotechnical EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊于1979年创刊,是中国水利学会、中国土木工程学会、中国力学学会、中国建筑学会、中国水力发电工程学会、中国振动工程学会联合主办的核心期刊。主要刊登土力学和岩石力学领域中能代表我国理论和实践水平 的论文、报告、实录等。本刊被中国学术期刊文摘、中国科学引文数据库、中国科技论文统计与分析数据库等收录,本刊被美国工程索引(Ei Page One)等海外文摘收录。本刊已加入中国学术期刊光盘版及中国期刊网。本刊获国家自然科学基础性高科技学术期刊经费资助。
正式出版
收录年代

    饱和土不排水计算理论与方法探究

    宋二祥
    1-29页
    查看更多>>摘要:饱和土不排水强度及变形计算是岩土工程中颇具难度的复杂课题,至今业内对其多方面的问题仍存争议.结合笔者多年的相关学习研究,对此课题进行了较系统深入的探究.首先讨论了饱和土不排水计算的总应力法与有效应力法及各自的局限,并从有限元基本方程阐述了孔隙水压的处理,指出不管采用何种方法均应注意区分两类孔隙水压和两种总应力,即"土水分算".随后,审视了Skempton-Henkel超静水压计算公式对不同应力路径的计算准确性,将它与MC强度准则相结合构建了饱和土不排水强度模型,对等向固结与不等向固结下饱和土不排水强度特性进行了分析,可为实际工程计算中强度参数选取提供参考.建议实际不排水计算采用广义Tresca强度准则,针对采用MC强度准则按有效应力法进行不排水计算会有较大误差的问题,除指出应直接输入不排水强度外,还给出一种采用等代强度参数的处理方法.在上述讨论基础上,剖析了固结不排水强度指标(CU指标)的缺陷,指出仅当土中总应力路径与测定CU指标的试验中相同时,用此指标直接计算才能给出准确的结果,特别是对地基承载力问题直接用此指标计算会给出严重偏危险的结果.还对基坑工程中主动、被动土水压力采用CU指标并土水合算的问题进行了分析,建议了合理计算方法及相应公式;对发生不排水极限土压时的滑移面倾角这一业内多人深感困惑的问题也进行了探讨.最后,针对饱和地基承载力及短期沉降计算,剖析了业内现行方法的问题,在深入解读有关因素影响机理的基础上给出新的计算方法.所给承载力计算公式,可较准确统一计算排水和不排水条件下的承载力,能更好保证设计的安全经济;所给沉降计算新方法能较准确计算饱和地基的短期沉降,对地基的排水沉降也可望取得较好结果,值得进一步发展完善.

    饱和黏性土不排水强度超静水压固结不排水强度指标地基承载力地基沉降

    高混凝土面板堆石坝接缝止水试验研究和应用

    郦能惠王立安任强张志韬...
    30-37页
    查看更多>>摘要:混凝土面板堆石坝是当前最有竞争力的坝型,为保障高混凝土面板堆石坝的安全,坝体和面板的应力变形性状以及接缝位移成为研究的重点之一,通过止水材料开发、接缝止水结构设计和止水结构防渗模型试验研究提出了高混凝土面板堆石坝新型止水结构,并应用于高混凝土面板堆石坝工程.在此基础上进行了高坝新型接缝止水结构力学特性试验研究,形成了试验方法,建立了高坝新型止水结构的劲度表达式,通过在某高坝工程的应用表明提出的接缝止水应力应变关系全面反映高坝新型止水结构各主要部件对于面板与趾板以及面板之间力的传递的贡献,更好地反映复杂地形地质条件下高坝设计布置的影响,具有一定的工程应用价值.

    混凝土面板堆石坝接缝止水应力变形性状劲度表达式

    pH值对MICP固化修复镉污染尾矿的影响研究

    江昭明陈永贵文子豪付俊...
    38-47页
    查看更多>>摘要:微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)方法是一种生态友好、可持续的污染土固化与修复技术,而对于MICP在不同土壤pH值环境下处理重金属污染土影响的研究较少.利用巴氏芽孢杆菌ATCC 11859分别在pH值为 5,7,9,11条件下进行了MICP修复Cd溶液试验、Cd污染尾矿固化修复试验.结果表明,水溶液修复试验中,在pH为5~11范围内均能有效钝化Cd2+,当pH值为 9 时对Cd2+钝化效果最佳;尾矿固化试验中,酸性淋溶液会加快尾矿中的Cd2+浸出,MICP主要将尾矿中Cd的酸可溶态转化为可还原态和残渣态,且钝化效果与碳酸盐生成率呈正相关关系.通过对生物矿化沉淀的FTIR、XRD、XPS和SEM-EDS分析表征,揭示了MICP钝化重金属和固化尾矿的机理:MICP通过生物吸附和碳酸钙的吸附、离子交换、共沉淀等作用完成对重金属离子的钝化,通过覆膜作用、黏结作用和桥接作用增大土颗粒内摩擦角和土粒间的黏聚力.

    微生物诱导碳酸钙沉淀pH值固化修复污染土微观机理

    循环加载与卸围压组合扰动下红砂岩损伤破裂与渗透特性

    姚玮俞缙周先齐常方强...
    48-56页
    查看更多>>摘要:为探究深地工程开挖诱导岩体损伤破裂及渗透性演化规律,开展了同步测定波速与渗透率的循环加载与卸围压组合扰动三轴试验,研究了不同条件下红砂岩的损伤与渗透性演化规律.结果表明:①岩石在不同组合扰动阶段具有不同的应力应变曲线形态,其末端形态取决于在何种扰动阶段破坏,初始应力比为决定组合扰动诱发岩石破坏难易的主要因素;②总峰值轴向应变随初始应力比增大而增大,其中组合扰动轴向应变占比始终较低,总峰值体积应变绝对值随初始应力比增大而先增大后减小,其中组合扰动体积应变占比较高;③在初始加载阶段,波速增大,渗透率降低,在组合扰动阶段,波速下降,渗透率增加,且损伤与体积应变近似呈线性关系,损伤与渗透率随扰动次数增加均呈先慢后快的增长趋势,且拐点分别近似在一条直线上;④岩石在组合扰动卸围压阶段破坏为单剪切破坏模式,在组合扰动循环加载阶段破坏为共轭剪切破坏模式;⑤双高(高初始应力比与高初始围压)条件将显著加剧岩体开挖失稳破坏风险.

    深地工程组合扰动力学特性损伤渗透性

    碱激发高炉矿渣固化/稳定化Cr(Ⅵ)污染土试验研究

    张文杰金典郭兴璋李西斌...
    57-64页
    查看更多>>摘要:碱激发高炉矿渣(GGBFS)替代水泥(PC)用于污染土固化处置,具有能耗低、碳排放少的特点,同时GGBFS中含的还原性硫可以将铬(Cr)从六价还原成三价,从而显著提高固化/稳定化效率.使用碱激发GGBFS固化/稳定化总Cr含量2000 mg/kg(其中Cr(Ⅵ)1210 mg/kg)的污染土,并与PC固化进行对比.通过浸出毒性、固定效率和无侧限抗压强度分析处理效果,借助pH、还原效率、化学形态、矿物成分和微观图像分析揭示了相关机理.结果表明,GGBFS固化污染土的Cr浸出浓度明显低于PC固化土,GGBFS掺量20%,养护龄期28 d时总Cr和Cr(Ⅵ)浸出浓度分别降至2.12,1.09 mg/L,满足填埋场进场浓度限值要求,且GGBFS固化污染土的强度明显高于PC固化土;还原效率分析表明,GGBFS中的S2-可以有效地将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),还原效率可达96.0%,从而很大程度上避免了Cr(Ⅵ)对水化过程的抑制作用,使用GGBFS固化/稳定化该含量的Cr(Ⅵ)污染土时不需额外添加还原剂;微观分析表明,与PC相比,GGBFS固化后更多不稳定态的Cr转化成稳定形态,Cr的迁移性显著降低,同时生成了更多水化凝胶,土颗粒胶结程度更高,因此具有更好的封固效果和更高强度.该研究为GGBFS固化/稳定化Cr(Ⅵ)污染土提供了科学依据.

    粒化高炉矿渣Cr(Ⅵ)污染土固化/稳定化浸出浓度还原效率

    考虑场地效应的多点地震动作用下边坡永久位移分析

    宋健潘驭航陆朱汐姬建...
    65-75页
    查看更多>>摘要:地震动引起的边坡土层非线性动力响应可能导致坡体不同位置的地震动加速度时程不一致,从而对整个滑动体的极限平衡状态及之后的地震累积永久位移产生影响.为了研究场地效应对边坡地震永久位移的影响,基于极限平衡条分法,通过对不同土条赋予不同的水平和竖向地震动时程,推导出一种考虑场地效应的圆弧和任意形状滑面的多点地震作用下边坡永久位移分析方法.通过与有限差分软件 FLAC 的数值模拟结果进行对比,验证了该方法能够合理考虑地震动的场地效应.通过研究不同分布形式的多点地震动及竖向地震动对边坡永久位移的影响,结果表明:场地效应引起的水平地震动放大以及多点地震动不同分布模式会导致整个滑体平均地震惯性力作用位置发生改变,从而影响地震作用下滑动体沿滑面的永久变形量,竖向地震动对边坡地震位移影响较小.将方法应用于Lexington土石坝震后变形案例分析,计算得到的坝坡地震永久位移与实际震后观测值相吻合,证明了考虑场地效应的重要性及本文方法的合理性.

    地震边坡稳定性场地效应永久位移极限平衡条分法多点地震动

    基于多切线技术的盾构隧道开挖面稳定性分析

    钟军豪CHIAN Siau Chen李永鑫刘明芳...
    76-84页
    查看更多>>摘要:针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题,采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则,基于极限分析上限定理,构建 1 种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构,提出1 种考虑拉应力截断Tension cut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方法.通过与既有文献结果对比,验证所提方法的可靠性.根据反算的应力分布和破坏机构几何特点,探究不同参数条件下 T-C 对开挖面稳定性的影响.结果表明:①在线性条件下,黏聚力较大且内摩擦角较小时,T-C 对开挖面临界支护力的影响较大;在非线性条件下,m 的增加并不会放大 T-C对开挖面稳定性的影响.②在抗拉强度较大时,T-C对开挖面稳定性影响较为显著,随着抗拉强度的折减,T-C控制的破坏机构尺寸逐渐减小,且顶部区域明显钝化.

    开挖面稳定性多切线技术Power-Law准则拉应力截断极限分析

    囊体扩张主动控制桩基水平变形机理分析

    黄建友闫宇涛刁钰郑刚...
    85-95页
    查看更多>>摘要:囊体扩张是一种新型地下结构变形主动控制技术,然而其在桩基变形控制机理方面尚未深入研究.采用有限元软件探究了囊体扩张控制桩基水平变形机理,分析了囊体扩张引起桩基和土体变形特性以及囊体-土体-桩体之间相互作用.结果表明:扩张直径0.5 m的囊体对直径为1.2 m的桩可产生最大5.5 mm水平变形,控制效率为60%,囊体扩张对桩基水平变形控制效果良好.囊体扩张会引起邻近土体产生较大的超孔隙水压力,而孔压消散会导致土体压缩而降低桩基控制效率.当扩张距离较小时,桩径对囊体扩张控制效果影响显著.囊体扩张对桩径为 0.4~1.6 m的桩均有一定的变形控制效果,尤其适用于小直径桩基的变形控制.随扩张直径的增大,桩基最大水平位移近乎呈线性增大.此外,桩基水平变形随扩张距离增大而减小,但由于扩张对周围孔隙水压力影响范围有限,导致控制效率呈增大趋势.双排囊体扩张控制变形中"遮拦效应"和"反力效应"明显,控制桩基变形应遵循"先远后近,逐排扩张"的原则,以提高控制效果.

    囊体扩张桩基变形控制机理分析

    近海单桩式风机地震响应分区耦合分析方法

    徐小凤陈少林孙杰
    96-105页
    查看更多>>摘要:海上风机是低碳可持续能源的重要战略选择之一,其地震安全性问题是急需解决的重要课题.将近海单桩式风机三维地震响应问题看作波动散射问题,结合人工边界条件实现海域场地的波动输入,并基于广义饱和多孔介质统一计算框架,发展了一套海水-饱和海床-风机耦合作用高效分区分析方法,实现了综合考虑土-结构相互作用效应和流固耦合效应的近海单桩式风机三维地震响应分析,并分析了海水深度、海床波速和地震波入射角度对近海单桩式风机地震响应的影响.分析结果表明,海水深度和海床剪切波速的变化,一方面会改变自由场,另一方面会改变海域场地-风机体系的自振特性,从而影响风机结构的地震反应.当海水增加到某深度时,体系自振频率与地震波输入频率接近时,风机的地震响应会急剧增大;海床剪切波速对塔底弯矩的影响要比对位移的影响大;当入射角度增大时,塔顶水平向位移和加速度以及塔底弯矩均有不同程度的减小,塔顶竖向位移和加速度均有不同程度的增大.本文没有考虑海床和风机的非线性,考虑非线性时的影响规律需进一步研究.

    近海单桩式风机地震响应分析土-结构相互作用流固耦合

    黄原胶生物聚合物改良膨胀土裂隙演化规律研究

    欧阳淼张红日邓人睿王桂尧...
    106-114页
    查看更多>>摘要:采用既可抑制膨胀土裂隙扩展,又不影响坡面植被生长的黄原胶生物聚合物对膨胀土进行改良,是膨胀土边坡生态防护新思路.对黄原胶改良膨胀土开展室内干湿循环试验,利用数字图像处理技术(PCAS)对裂隙发育的整个过程进行定量分析,探究了黄原胶掺量对膨胀土裂隙形态特征指标的影响规律,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)试验分析了改良前后膨胀土的微观结构与矿物成分的变化,结合膨胀率试验结果探讨了黄原胶对膨胀土的改良机理.研究结果表明,黄原胶的掺入可以有效提高膨胀土的保水性和抗裂性,试样的平均失水速率和裂隙率均随着掺量的增加呈减小趋势;黄原胶能够降低干湿循环效应对膨胀土的影响,将裂隙宽度控制在较小范围内,增湿过程中易闭合;黄原胶主要通过两个方面抑制膨胀土开裂,一方面通过成键和胶结作用与土颗粒形成"桥联"结构,整体增强土体的抗拉强度;另一方面通过填充和成膜作用阻隔水分与土颗粒接触,减小黏土矿物的水化膜厚度.

    道路工程黄原胶生物聚合物干湿循环裂隙微观结构