砂土海床水平循环受荷刚性桩“p-y + M-θ”模型

王立忠¹，张雅茹¹，查  兴^1, 2，王  欢³，刘俊伟⁴，国  振¹，洪  义¹

（1. 浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058；2. 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司，浙江 杭州 310012；3. 挪威土工所，奥斯陆0484；4. 青岛理工大学土木工程学院，山东 青岛 266520）

摘  要：开发海上风电是实现中国“双碳”目标的重要举措。在近海40 m水深范围，大直径单桩因功效高、成本低而成为海上风机基础形式的首选。建立了黏土海床大直径单桩循环受荷“p-y+M-θ”模型，并应用于大量工程分析，取得良好成效。然而，砂土海床大直径单桩水平受荷分析模型仍处于研究阶段，尚未形成统一方法。本文首先建立了适用于砂土海床水平静力受荷桩响应预测的“p-y+M-θ”模型，继而将该模型推广至循环受荷响应预测，用以分析循环荷载下单桩位移棘轮和安定响应。通过与离心机和现场试验成果对比发现，该模型可有效预测不同循环荷载下单桩位移响应特征。“p-y+M-θ”模型具有参数少、精度高等优势，可为海上风机砂质海床单桩基础提供设计分析方法。

关键词：砂质海床；水平受荷桩；p-y + M-θ模型；大次数循环；安定；棘轮

一种描述天然气水合物分解过程沉积物力学特性的本构模型

徐佳琳^{1, 2}，许成顺¹，张建民²，王  睿^*2

(1. 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124；2. 清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室，北京 100084)

摘  要：水合物沉积物应力划分本构框架（SPF-MHBS）认为，作用在沉积物上的有效应力由骨架颗粒和水合物共同承担，两组分遵循独立的本构关系并协调变形，可天然反映加载或相变时应力在骨架和水合物间转移并引发变形的过程。基于SPF-MHBS框架，研究对骨架采用黏土与砂土统一硬化（CSUH）本构模型，引入受水合物饱和度影响的“等效孔隙比”体现水合物对骨架密实度、剪胀性等特征的影响，对水合物采用一种各向同性弹性损伤模型，可体现加卸载、分解或温度/压力变化对水合物力学特性的影响，联合构建了可描述水合物分解过程沉积物力学特性的本构模型。经检验，模型可统一描述粉质和砂质水合物沉积物在不同条件下的等向压缩、排水剪切及分解过程的应力-应变关系。

关键词：天然气水合物沉积物；应力划分；水合物分解；应力-应变关系

基于单目深度估计与实例分割的岩石裂隙三维表征

柳厚祥，刘龙罡

（长沙理工大学土木与环境工程学院，湖南 长沙 410114）

摘  要：针对传统裂隙测量方法效率低、风险高、自动化程度不足的问题，提出一种融合单目深度估计与实例分割的岩石裂隙三维表征方法。该方法利用改进的DPT模型实现高精度深度估计，并结合Mask R-CNN模型实现裂隙区域的精确分割与三维点云重建。在此基础上，设计了基于骨架提取与欧氏距离累加的长度计算、基于局部主方向投影与最近邻搜索的宽度计算，以及基于迹线点集拟合的产状计算算法。试验结果表明，裂隙长度与宽度的平均相对误差分别为8.73%，10.29%，倾角与倾向的平均绝对误差分别为3.92°，7.92°，满足工程精度要求。该研究实现了裂隙三维几何参数的非接触式、自动化获取，为复杂环境下岩石裂隙的数字化测量与智能识别提供了有效技术途径。

关键词：岩石裂隙；三维表征；单目深度估计；实例分割；深度学习

孔隙填充介质对水合物沉积物强度影响试验研究

朱  斌^{1, 2, 3}，汤子杰^{1, 2}，王路君^{*1, 2, 3}，袁思敏^{1, 2}，孙传淇^{1, 2, 4}，孙建业⁴，陈云敏^{1, 2, 3}

（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. 浙江大学岩土工程研究所，浙江 杭州 310058；3. 浙江大学超重力科学与技术研究院，浙江 杭州 310058；4. 青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室，山东 青岛 266237）

摘  要：水合物生成后填充于沉积物孔隙中，改变孔隙填充介质组成，引起储层强度特性改变。研究孔隙填充介质对水合物储层强度的影响规律，对水合物开采选址和安全评价意义重大。通过开展含水合物沉积物（HBS）与无水合物沉积物的高压、低温三轴剪切试验，探索沉积物孔隙中水合物填充比例和有效围压对沉积物强度的影响规律。结果表明：水合物填充于沉积物孔隙中影响沉积物硬化和软化特性，HBS抗变形能力随水合物含量增大而增强，而HBS峰值强度则在水合物含量达到临界值后随其饱和度增加而增大；具有相同有效孔隙率的纯砂试样峰值强度随土颗粒含量增加而增大。水合物和土颗粒填充于孔隙后显著影响沉积物有效黏聚力，两者影响模式存在差异，前者源于胶结作用，后者来自颗粒咬合摩擦作用；随有效围压增加，水合物填充作用影响相比于土颗粒逐渐减弱。沉积物孔隙中填充总体积相同、但土颗粒与水合物两者比例不同时，HBS强度随水合物增多而先下降后上升，存在强度发展趋势转折的临界填充比，临界填充比随有效孔隙率的减小而增大，有效孔隙率为38%时其临界填充比为76%。

关键词：含水合物沉积物；填充介质；三轴剪切试验；有效孔隙率；抗剪强度

基于改进YOLOv8-seg的岩体RQD自动精准识别研究

王晓玲，邓  鹏，张  君^*，张天鸿，王佳俊

（天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室，天津 300350）

摘  要：传统人工测量RQD耗时费力且自动化程度低，基于图像的RQD识别技术在工程应用过程中识别效果和精度仍有待提升。针对上述问题，本文提出了基于改进YOLOv8-seg的岩体RQD自动精准识别方法。该方法在YOLOv8-seg模型的基础上，引入轻量级的多语义空间和通道协同注意力模块SCSA，在拍摄环境及人工标识等复杂干扰影响下准确提取岩芯特征，并结合动态蛇形卷积提高模型对细小裂缝的识别能力，从而实现岩芯段的有效提取。进一步地，基于岩芯段图像分割结果实现RQD自动计算和编录。案例分析表明，相较于原始模型，改进YOLOv8-seg模型在精确率P、召回率R、mAP50和mAP50:95分别提升了3.3%，2.2%，2.4%，1.9%，所提方法能实现RQD的自动精准识别，平均相对误差为1.21%。

关键词：岩石质量指标；钻孔岩芯；改进YOLOv8-seg；注意力机制；动态蛇形卷积

氧化镁基钢管碳化复合桩（MSCP）应用试验研究

杜广印¹，尚志恒^*1，刘松玉¹，马永磊²，王杜彬³，杨  泳⁴

（1. 东南大学交通学院，江苏 南京 211189；2. 江苏省交通工程建设局，江苏 南京 210004；3. 江苏镇江路桥工程有限公司，江苏 镇江 212000；4. 江苏盛泰建设工程有限公司，江苏 连云港 222000）

摘  要：提出一种氧化镁基钢管碳化复合桩（MSCP）。该桩型以钢管搅拌芯兼作内芯与注气通道，碳化外层蛇纹石-氧化镁搅拌桩以共同构成复合桩。基于现场足尺试验与综合效益评价研究方法，开展标准贯入、无侧限抗压与单桩竖向抗压等力学试验，并结合台班统计与碳排放生命周期评价。旨在探究MSCP的成桩质量与承载特性，对比评价其造价与碳排放。结果表明：对MSCP注气CO₂可快速使其碳化，外芯强度与刚度较原地基土显著提升；内、外芯共同分担竖向荷载，其中内芯支撑桩身限制压缩变形以延缓外芯压碎破坏，外芯可借外侧面摩擦阻力扩散荷载；同时，相比传统桩型具有更优的成本效益与低碳优势。综上，MSCP属快硬高强、环境友好的新型固碳复合桩。

关键词：蛇纹石；碳化复合桩；应力-应变特征；承载特性；碳排放

水合物分解过程中沉积物裂缝发育与颗粒迁移可视化试验研究

王路君^{1, 2}，洪晓均^{1, 2}，宋昊奇^{1, 2}，杨灏辰^{1, 2}，叶智刚^{1, 2}，燕秉法^{1, 2}，朱  斌^{1, 2}

（1. 浙江大学超重力科学与技术研究院，浙江 杭州 310058；2. 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）

摘  要：海域水合物开采普遍伴随分解产气诱发储层裂缝发育和颗粒迁移的现象，显著影响产气过程和开采出砂特性，明晰其内在规律对水合物安全高效开采意义重大。研发了水合物开采可视化试验装置，结合可视化监测与粒子图像测速实现了水合物生成和分解过程中储层响应的实时观测，通过不同降压速率和沉积物骨架粒径的降压分解试验探索水合物开采产气诱发裂缝发育特征、颗粒迁移与优势通道演化规律。结果表明：水合物赋存状态和储层结构特征影响裂缝发育模式与演化特性，水合物聚集区分解产生的气体易在赋存区累积形成气囊诱发裂缝发育，储层微裂缝富集区往往因气体运移、聚集而引起微裂缝扩展致使裂缝发育。降压开采速率增加诱致裂缝尺寸增大且出现位置加深，最长裂缝发育方向与垂向倾角减小，出现裂缝数量增多；储层骨架粒径总体增大时，裂缝出现位置加深且数量减少。降压速率提升促使高压釜内高速运移颗粒比例明显增加，颗粒运移区域显著扩大，导致水合物分解对储层扰动范围增大。

关键词：含水合物沉积物；降压开采；裂缝发育；颗粒迁移；可视化试验；粒子图像测速

改造升级策略下海上风机三筒导管架基础动力离心模型试验

梁发云¹，王奕康¹，张  浩²

（1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 东华大学环境科学与工程学院土木工程系，上海 201620）

摘  要：对于临近服役年限的海上风机，采用改造升级策略不仅能够充分利用原有基础，还能有效提升风机的能源利用效率，是实现临退役风电场高效再利用的优选方案。鉴于导管架海上风机即将面临的改造升级需求，开展了位于饱和砂土地基中的三筒导管架风机离心振动台模型试验，对比分析了改造升级前后风机体系的地震响应。试验通过施加白噪声及不同幅值的地震波激励，获取了两种风机体系的自振频率、结构与土体的加速度响应，土体超孔隙水压力累积特征与结构变形特征等。结果表明，改造升级后的风机体系由于塔筒顶部附加质量的显著增加，在地震作用下会产生更强的结构惯性效应，导致风机基础附近土体内部的超孔压累积水平升高，风机结构的峰值转角变形增大，且加速度响应也显著增强；吸力筒内侧土体在附加应力及筒壁约束作用下，其加速度响应和超孔压累积水平均低于筒外侧土体，且其加速度响应高频成分也被部分滤除；同时，改造升级策略对风机水平转角变形的放大作用显著，但对其竖向沉降影响相对有限。研究结果可为海上导管架风机改造升级策略下的抗震性能评估提供重要理论依据。

关键词：海上风机；改造升级策略；三筒导管架；离心振动台；地震响应

磷石膏基粉粒持续“干化-固化”流态淤泥的方法

谈云志^{1, 2}，汪桂祥¹，王  冲^{1, 2}，明华军^{1, 3}，陈红凤^{*1, 3}，吴仙桥¹

（1. 三峡大学特殊土资源化利用宜昌市重点实验室，湖北 宜昌 443002；2. 三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室，湖北 宜昌 443002；3. 三峡大学水利与环境学院，湖北 宜昌 443002）

摘  要：疏浚淤泥含水率高呈流态状，干化、固化处置时间长、成本高，为充分发挥磷石膏基粉粒的独特水化性能，提出了持续干化-固化流态淤泥的方法。开展了磷石膏基粉粒、普通硅酸盐水泥固化淤泥的物理-力学性能和微观结构特征研究，以揭示磷石膏基粉粒持续“干化-固化”流态淤泥的作用机制。研究发现，磷石膏基粉粒固化含水率110%淤泥试样的强度（90 d，1493.6 kPa）高于普通硅酸盐水泥（90 d，853.0 kPa）。因磷石膏基粉粒的表面物理吸附和生成钙矾石（AFt）的转结晶水作用，使淤泥中自由水局部分离，营造了泥水分离微环境，胶结物充分发挥了充填淤泥孔隙和胶结淤泥颗粒作用；但普通硅酸盐水泥因淤泥初期的高含水率，形成的胶结物仅发挥了充填作用。磷石膏基粉粒干化作用主要发生在水化早期（7 d），固化作用主要发生在水化后期（28～90 d），使固化淤泥强度呈现出“先慢后快”增长规律，故磷石膏基粉粒固化淤泥早期强度低于普通硅酸盐水泥，但后期强度提升明显。综合考虑固化淤泥应用场景的技术要求和经济成本，建议固化初始含水率110%的淤泥，磷石膏基粉粒质量掺量为15%较合理。

关键词：磷石膏；流态淤泥；干化；固化；钙矾石（AFt）

赤泥基固化剂研发及固化铅污染土试验研究

谢明星^{1, 2}，孙  涵¹，郑俊杰^*2，苗晨曦¹，蒲诃夫³

（1. 太原理工大学土木工程学院，山西 太原 030024；2. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072；3. 深圳大学土木与交通工程学院，广东 深圳 518051）

摘  要：在环境岩土工程中，应用赤泥基固化剂治理铅污染土能够取得显著的经济效益和环境效益。采用30%的赤泥、40%的矿渣/粉煤灰/钢渣，并调整电石渣和磷石膏的比例，制备了3种赤泥基固化剂，研究其力学性能和微观机理。在此基础上，将研发的赤泥基固化剂用于铅污染土固化，评价固化土的力学性能和毒性浸出行为。结果表明，由30%赤泥、40%矿渣、20%电石渣及10%磷石膏制备的胶砂试样强度表现最佳，其养护28 d后的胶砂无侧限抗压强度达23.8 MPa；过量磷石膏会导致钙矾石生成过多，引发大量膨胀裂缝，导致力学性能劣化；在高铅污染浓度下，固化土的无侧限抗压强度由未固化时的0.27 MPa提升至4.75 MPa，铅离子浸出浓度从3.83 mg/L降低至0.34 mg/L。

关键词：污染土；赤泥；磷石膏；力学性能；固化/稳定化

考虑土拱效应的双线矩形隧道地表沉降预测多拱解析模型

胡  达^{1, 2}，谭  泽^{1, 2}，黎永索^{*1, 2}，翁晓轩^{1, 2}，申朝龙^{1, 2}

（1. 湖南城市学院城市地下基础设施结构安全与防灾湖南省工程研究中心，湖南 益阳 413002；2. 湖南城市学院土木工程学院，湖南 益阳 413000）

摘  要：双线矩形隧道施工中，土拱效应对隧道间相互作用及地层扰动机制的影响复杂且机理不明，制约了地表沉降预测的精度。为此，提出一种考虑土拱效应的双线矩形隧道地表沉降解析预测新方法。该方法首先构建了包含弹性拱与隧道间摩擦拱的“多拱模型”，并推导了其应力演化方程；其次，基于复变函数改进Loganathan公式，建立了适用于双线矩形隧道工况的地表沉降预测模型。最后，通过建立不同深距比（H/S）的有限元模型，以及宁波^#3线案例对所提方法的预测结果与Peck公式进行了对比验证。研究发现，地表沉降槽形态与隧道埋深与净间距之比（H/S，S为隧道净距）密切相关：当H/S≤1/3或H/S >2时呈“V”形；当1/3 < H/S≤1时呈“W”形；当1 < H/S ≤2时呈“U”形。验证结果表明，与Peck公式相比，所提方法能更准确地预测不同工况下的地表沉降，与实际监测数据大致吻合，尤其能反映土拱效应的影响，可为城市双线矩形隧道设计与施工提供理论参考。

关键词：双线矩形隧道；土拱效应；地表沉降；改进Loganathan方法；复变函数理论

应力-干湿循环耦合作用下泥岩力学特性劣化效应研究

张景昱^{1, 2}，刘  盼^{1, 2}，邓华锋¹，李建林¹，黄宜胜^{*1, 2}，宛良朋³，王文豪^{1, 2}，李佳成^{1, 2}

（1. 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌 443002；2. 三峡大学水利与环境学院，湖北 宜昌 443002；3. 中国三峡建工(集团)有限公司，四川 成都 610041）

摘  要：在碎屑岩岸坡消落带中，泥岩不仅受到干湿循环作用，还受上覆岩层自重应力的持续影响。为研究耦合作用下泥岩力学特性及能量演化机制，开展多周期应力-干湿循环耦合作用试验，结果表明：①泥岩抗压强度及变形参数随试验周期增加呈现显著劣化趋势，且前5个循环周期内劣化速率最快，占劣化总量的70%以上，上覆应力对泥岩抗压强度劣化具有显著促进作用，0.6 MPa应力下岩石强度较无应力状态下降28.8%；②随着试验周期的增加，试样总应变能密度、弹性能密度及耗散能密度均呈下降趋势，且上覆应力加剧了3种能量密度的劣化，0.6 MPa应力下3种能量密度较无应力状态分别下降23.8%，27.4%，4.8%；③微细观测试结果表明，上覆应力促进了裂隙发展贯通，为干湿循环提供了渗流通道，泥岩微细观结构受到显著破坏，由初始的密实结构逐渐向无序松散转变，进而导致泥岩力学性能的劣化。该研究成果对三峡库区碎屑岩岸坡稳定性分析具有参考价值。

关键词：消落带泥岩；上覆应力；耦合作用；力学性能；能量演化特征；微细观结构

盾构同步注浆参数对砂土地层土压力及浆液分布影响试验研究

黄大维^1,2，卢文剑^1,2，罗文俊^*1,2，施良晨^1,2，游陈康^1,2，余  珏³

（1. 华东交通大学山区土木工程安全与韧性全国重点实验室，江西 南昌 330013；2.华东交通大学综合立体交通信息感知与融合江西省重点实验室，江西 南昌 330013; 3.中国铁路南昌局集团有限公司, 江西 南昌 330000）

摘  要：同步注浆对地层的扰动直接影响隧道邻近结构的稳定与安全，通过开展同步注浆模型试验，针对砂土地层中隧道周围土压力及浆液分布规律进行了分析。试验结果表明：注浆填充系数为1.6时，注入40%含水率浆液后地层土压力持续增大，后期因超孔压消散而逐渐减小，而注入60%含水率浆液后由于孔压迅速消散，初始阶段土压力减小，后期随应力恢复而出现回升；注入40%含水率浆液条件下，填充系数减小至1.4后，盾尾脱出时地层应力释放导致土压力减小，后期地层应力重分布使土压力增大；在相同注浆填充系数条件下，40%含水率浆液流动性差，易导致浆液分布不均匀，而60%含水率浆液流动性强，浆液分布更均匀；注浆填充系数与浆液含水率影响着隧道周围地层土压力变化以及浆液分布，建议施工中充分考虑各项因素，选择合理的盾构同步注浆参数，最大限度减小对邻近结构的影响。

关键词：盾构隧道；同步注浆；模型试验；地层土压力；浆液分布

植被覆盖下土遗址根系层分离水热耦合机制研究

裴强强^{1, 2, 3, 4}，霍  明^*1，张  博²，白玉书¹，朵  兰⁵

（1. 兰州理工大学教育部土木工程防灾减灾工程中心，甘肃 兰州 730050；2. 敦煌研究院，甘肃 敦煌 736200；3. 甘肃省敦煌文物保护研究中心，甘肃 敦煌 736200；4. 甘肃莫高窟文化遗产保护设计咨询有限公司，甘肃 敦煌 736200；5. 锡林郭勒盟文化遗产保护研究中心，内蒙古 锡林郭勒盟 027200）

摘  要：针对半湿润寒冷地区土遗址的根系层分离病害，以元上都遗址为例，综合足尺模拟试验、传感器动态监测和气象环境观测，揭示了积雪、冻融与植被根系共同作用下病害演化的水热耦合驱动机制。通过在试验墙体内外布设多点水热传感器与延时摄影，捕捉根系层及下部夯土的季节性温度扰动和水分迁移。结果表明：冻融扰动主要发生在墙体顶部0～40 cm，0～30 cm更加活跃，温度频繁的在0℃上下波动引起的冻融循环次数超过80次/ a，导致结构疲劳与活跃层间颗粒松动，底部30～40 cm因富水冻结形成剪切弱化带，成为潜在滑移面。春季融雪期在“阳面解冻—阴面富集—界面弱化”的链式过程中，构成了典型的“水热耦合”协同破坏机制。研究揭示的根系层分离病害机理与水热协同作用，为类似土遗址的动态病害监测与精准干预提供了理论支撑和工程实践依据。

关键词：土遗址；根系层分离；冻融；水热耦合；足尺模拟试验；水热协同作用框架

响应面法优化碱激发粉煤灰-磷石膏固化膨胀土试验研究

黄  凯^1,2，孙  影¹，蔡国军^*1,2，石贤增^1,2，陈瑞锋^1,2，刘路路³，杨忠年⁴，张  骏⁵ 

（1. 安徽建筑大学土木工程学院，安徽 合肥 230601；2. 安徽省膨胀土力学与工程研究院，安徽 合肥230601；3.中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116；4. 青岛理工大学土木工程学院，山东 青岛 266033；5. 安徽建工检测科技集团有限公司；安徽 合肥 230031）

摘  要：为提高工业固体废弃物的利用率并增强膨胀土的改良效果，以粉煤灰为前驱体，磷石膏和氢氧化钠（NaOH）为激发剂，利用响应面法优化粉煤灰、磷石膏和NaOH配合比。采用无侧限抗压强度试验（UCS）、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)，系统地研究了膨胀土的固化机理与微观演变特征。结果表明，固化土最优配合比为18%粉煤灰、8%磷石膏和2.8%NaOH，在最优配比下固化土7，28 d的强度分别为0.65，0.79 MPa。基于RSM优化下最优配合比为17.978%粉煤灰、7.036%磷石膏和3.043%NaOH，7，28 d的强度分别为0.67，0.83 MPa，预测值与试验值之间的最小偏差验证了响应面法优化配比的准确性和可靠性。7，28 d固化土水化产物主要为钙矾石（AFt）、水化硅酸钙（C―S―H）和水化硅铝酸钙（C―A―S―H），水化产物有效地填充并包裹了土壤内部的孔隙，增强了其密实度和骨架结构，从而降低了固化土的膨胀性，提高了整体强度。为碱激发粉煤灰-磷石膏固化膨胀土提供了理论依据和试验基础。

关键词：响应面法；膨胀土；粉煤灰；磷石膏；无侧限抗压强度；微观机理

考虑渗漏点渐进演化的砂土侵蚀形态模型试验研究

张天奇^1,2，陈至通^*1,2，张书奇^1,2，王  科^1,2，郑  刚^1,2

（1. 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；2. 天津大学建筑工程学院，天津 300072）

摘  要：盾构隧道独特的管片拼装结构导致其存在大量接缝（即潜在渗漏点）。渗漏灾害发展过程中极易发生渗漏范围的演化扩展，表现为新生漏点持续产生。为揭示漏点渐进演化对土体侵蚀模式的影响机理，设计了一套可模拟漏点渐进演化过程的可视化土体侵蚀试验装置。首先，通过土体颗粒与模型箱盖板（类比盾构隧道底部衬砌）之间有无接触压力的对比试验，揭示了接触压力对土体侵蚀模式的双重作用机制：①触压力增强了土体颗粒间的相互作用力，导致相邻颗粒运动呈现更强的关联性，从而增大了侵蚀面积；②接触压力也增大了摩擦阻力，进而抑制了侵蚀区的最大侵蚀半径。随后，进行的双漏点渐进演化试验阐明了土体侵蚀加速劣化的机理：第2个漏点开启后虽未形成新的独立侵蚀通道，但会显著拓宽并延伸既有通道。最后，双漏点同时存在的对比试验进一步表明，相较于漏点同时开启工况，渐进开启漏点因对土体试样造成渐进扰动，诱发了更大的侵蚀区域。研究结果凸显了在隧道渗漏灾变机理研究中考虑漏点渐进演化过程的重要性和必要性，为揭示盾构隧道渐进渗漏灾变机理提供了重要的理论依据。

关键词：渗流侵蚀；漏点演化；土体侵蚀形态；模型试验

非均质性卵漂石混合土原位降雨入渗特性试验研究

黄瑞瑞¹，任志勇²，李旭东²，王金龙¹，崔皓东^*1，黄振伟^3,4

（1. 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室，湖北 武汉 430010；2. 西藏大唐扎拉水电开发有限公司，四川 成都 610000；3. 长江岩土工程有限公司，湖北 武汉 430010；4. 水资源工程与调度全国重点实验室，湖北 武汉 430072）

摘  要：为揭示非均质性卵漂石混合土在天然边坡状态下的降雨入渗特性，依托西藏扎拉水电站库区边坡，选取近200 m²典型场地开展原位人工降雨模拟试验。试验设置3个地质条件各异的试验区，统一模拟降雨强度约27 mm/h、总降雨量250，70 mm的降雨过程，监测不同深度土体含水率、孔隙气压等动态变化特征。结果表明：①卵漂石混合土中胶结层与胶结团块的空间分异形成强非均质性，胶结层具一定隔水性，但充足雨量下局部薄弱区可诱发优势流。②土层结构单一时，土体含水率动态变化呈深度依赖型滞后效应，距入渗面越近，响应越早、升高速率越快、峰值持时越长，雨停后含水率衰减亦呈相似规律。③首次捕捉到胶结层控制下的水气两相震荡响应，胶结层诱发浅层暂态饱和带，此处孔隙气压呈“骤升—平稳—骤降—恢复”4阶段震荡；清除胶结层后，入渗以垂向为主，孔隙气压变化不显著。研究表明，卵漂石混合土降雨入渗受非均质结构控制，胶结层通过抑制深层补给与触发浅层饱和的双重作用影响边坡稳定性。

关键词：原位降雨试验；卵漂石混合土；非均质性；水气二相流；入渗特性

初始剪应力对工程渣土不排水失稳特性影响分析

徐文栋^1,2，唐正辉³，刘先林^1,3，邵  羽³，米德才³，吕玺琳^*1,2

（1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；3. 广西交通设计集团有限公司，广西 南宁 530029）

摘  要：松散堆积的工程渣土场内应力分布及演变规律复杂，尤其是持续堆填导致的初始剪应力变化可能改变渣土的失稳特性，导致其安全保障面临极大挑战。为研究初始剪应力对工程渣土不排水失稳特性的影响，针对5种级配的渣土，在4种不同初始剪应力下开展了三轴固结不排水剪切试验。研究结果表明：级配不良的工程渣土更易发生不排水剪切失稳，表现出更低强度和更小的失稳应变。随着初始剪应力增大，临界状态线整体向高强度区偏移，不排水条件下加载失稳触发时的应力比增大，而对应的轴向应变和孔压则减小。考虑初始剪应力、不排水抗剪强度及剪应力增量影响，提出了工程渣土不排水稳定性指数，该指数可用于合理评估不排水条件下渣土场边坡的稳定性。

关键词：失稳特性；弃渣土；初始剪应力；三轴试验；临界状态

盾构对接冻结对邻近隧道极限冻胀影响的模型试验

苏  昂^1,2，魏代伟³，姚占虎⁴，孙敬鑫³，张  雷³，付硕任⁵，石荣剑^*5

（1. 东南大学材料科学与工程学院，江苏 南京 211189；2. 江苏省交通工程建设局，江苏 南京 210004；3. 中交隧道工程局有限公司，江苏 南京 210000；4. 中交一公局集团有限公司，北京 100024；5. 中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116）

摘  要：盾构对接冻结施工引起冻胀效应的影响规律是评价邻近隧道稳定性及采取应对措施的依据，而邻近隧道约束状态直接决定冻胀效应分布特征。依托大直径盾构江底对接工程，设计进行了隧道结构恒载自由移动及固定两种极限边界条件的冻结模型试验，研究冻结过程中地层温度、冻胀力与位移的演化规律，获得邻近隧道的力学响应与位移变化特征。盾构外侧发散布孔条件下，冻结70 d时冻结管与盾构之间土体被冻实，165 d时盾构对接位置冻结壁厚度达到6 m，而平均温度为-16.1℃；盾构外部冻土形成过程引起邻近隧道的最大冻胀位移为9.6 mm，而作用在隧道表面冻胀力的最大增幅约为原始地层压力的14.1%；冻土与隧道间未冻地层压缩变形和冻胀力分散效果是影响隧道结构承受冻胀效应的重要因素，未冻地层平均变形模量随着冻结壁厚度增加而近线性增大，粉质黏土地层平均变形模量介于20.8～49.3 MPa。研究结果表明，邻近隧道的约束状态显著影响冻胀位移及承受冻胀力的变化过程，而未冻地层被压缩过程会吸收部分冻胀效应，从而减小施工的冻胀影响。

关键词：盾构对接；人工冻结；冻胀效应；邻近隧道；地层变形模量；模型试验

基于离散元应力探测的岩土颗粒材料增量力学行为研究

王  辉¹，马  刚^{*1, 2, 3}，梅江洲^{1, 2, 3}，王  頔^{1, 2, 3}，周  伟^{1, 2, 3}，常晓林^{1, 2, 3}

（1．武汉大学水工程科学研究院，湖北 武汉 430072；2. 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室，湖北 武汉 430072；3. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室，湖北 武汉 430072）

摘  要：岩土颗粒材料具有复杂的增量非线性力学特性，经典弹塑性理论的基本假设是否适用于岩土颗粒材料，是决定弹塑性本构模型能否有效描述其力学响应的重要理论前提。为获得更加真实的增量力学行为（包括各向同性弹性特性、屈服特性、关联流动特性和正交流动特性），并验证经典弹塑性本构理论基本假设的适用性，首先利用计算机断层扫描、图像处理和球谐函数分析等技术建立了真实颗粒形态模板库；随后，构建考虑真实颗粒形态的数值试样，并通过平行应力探测试验方法，对不同应力状态和应力历史条件下的试样开展了系统的增量力学研究，并探讨了经典弹塑性本构理论基本假设在轴对称应力路径下的适用性。结果表明：在轴对称应力条件下，高应力比及卸载状态下的弹性响应均表现出显著的各向异性；在低应力比和卸载状态下的塑性流动规律则呈现出与应力增量方向的强相关性和非关联性；同时，在卸载状态下，应力增量的各个方向均可诱发少量塑性应变，表明有限弹性域与单一屈服面的假设并不成立。

关键词：岩土颗粒材料；应力探测试验；离散单元法；增量力学行为；弹塑性理论

岩土介质四电极电阻率无损评价模型研究

李志杰¹，储  亚^*1，蔡国军^{2, 3}，闫  超^{2, 3}，刘松玉⁴，韩爱民¹

（1. 南京工业大学交通运输工程学院，江苏 南京 211816；2. 安徽建筑大学，安徽 合肥 230009；3. 安徽省膨胀土力学与工程研究院，安徽 合肥 230009；4. 东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096）

摘  要：岩土试样温纳四相电极电阻率测试法采用独立加载测试电极有效避免了极化效应与接触电阻的影响，广泛应用于岩土体电学参数测试中。然而测试电极探针插入试样内部，破坏试样结构同时针入深度不同导致流场衰减差异，进而干扰结果，且不适用硬质岩土体。亟待研发出可无损测试评价岩土介质电阻率的精准测试评价方法。自主研发室内四电极针入测试系统，以砂质土和黏性土为研究对象，开展电阻率随针入度变化的试验。结果表明：电阻率增长率随针入度加深而衰减并趋于零，且受含水率与干密度显著影响。通过切线法引入“阈值切线因子ψ”与“最小针入率阈值V”，建立两类土体电阻率最小针入率阈值模型，并探讨含水率、干密度及土类对其影响机制，构建了多元非线性回归模型。进一步基于电阻率衰减规律与阈值模型，提出岩土介质电阻率无损评价模型（S-I模型），并结合现有研究对其有效性进行验证。

关键词：岩土体电阻率；四相电极法；切线法；针入率阈值模型；电阻率无损评价

基于半马尔可夫过程的盾构隧道震后性能恢复模型：构建与应用

曾念晨¹，黄忠凯¹，张冬梅^{*1, 2, 3}，甘彬霖^{1, 2}

（1. 同济大学地下建筑与工程系，上海200092；2. 同济大学上海自主智能无人系统科学中心，上海 200092；3. 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室，上海 200092）

摘  要：为考虑盾构隧道震后损伤状态恢复过程的复杂性与不确定性，提出了一种基于半马尔可夫过程的隧道性能恢复模型构建方法，并实现了抗震韧性的定量评估。首先，针对盾构隧道震后修复过程设计了详细调研问卷，面向全球范围内隧道设计、施工、检测、养护和加固领域的专家，获取了震后决策时间、修复措施选择及修复时间的专家意见，并通过概率密度函数拟合确定了决策时间与各修复措施持续时间的最佳概率分布；基于此，通过充分考虑盾构隧道结构损伤、决策时间及修复时间的不确定性，将盾构隧道震后修复表征为损伤状态转移的半马尔可夫过程，推导了震后性能恢复模型数学表达式；最后，将该方法应用于盾构隧道抗震韧性评价中，揭示了不同地震强度下隧道抗震韧性指标的演化规律。研究结果表明：所建立的震后性能恢复模型能充分体现修复过程采取的修复措施及其持续时间，为抗震韧性评价提供了有效途径；地震动强度增大导致盾构隧道韧性指标非线性衰减，呈现先加速后减缓的下降趋势，同时其不确定性显著增强。

关键词：盾构隧道；抗震韧性；震后性能恢复；半马尔可夫过程；专家意见调研