伶仃洋海域土剪切波速预测方法研究∗

海床土体剪切波速（V_s ）是确定海床场地设计地震动参数及土?海洋工程结构体系动力分析所必须的一个基本的土动力参数。结合某伶仃洋跨海通道海床钻孔实测 V_s剖面，基于目前现有的研究成果，分别采用线性模型、二次多项式模型、幂函数模型和对数函数模型对比分析了陆域土 V_s与深度 H 的经验关系式对该海域土 V_s的适用性， 得出结论如下：V_s?H 关系的二次多项式模型适用于该海域砂类土（粗砂、细砂、粉砂）V_s的预测，V_s均随 H 的增大而增大；现存的陆域土 V_s?H 关系不适用于该海域黏性土（粉质黏土夹砂、粉质黏土）V_s的预测。引入土的密度 ρ 作为另一变量，建立了基于双变量 H 和 ρ 的海域黏性土 V_s的预测模型。此外，该海域淤泥和淤泥质土由于埋深较浅、土质柔软，其 V_s与 H 无明显的相关性。该成果可为伶仃洋海域工程建设中海床土体 V_s的确定提供科学的预测依据。     

单排非连续排桩几何参量对减隔振效果的影响

为了研究砂土地基中单排非连续排桩几何参量对减隔振效果的影响,以振动波在岩土介质中的传播特性为理论基础,构造评价隔振效果的无量纲指标 A_RC(加速度消耗率)和 S_P(面积增加比),结合地表加速度消耗率等值线图,分析 A_RC分别为 0.2,0.3,0.4,0.5 时对应的排桩几何参量与 S_P之间的关系。结果表明：各 A_RC条件下,桩后屏蔽区面积均表现为长桩时较大,S_P值分布于 0%~9%;桩间距对 S_P的影响表现为小间距时桩后屏蔽区面积较大,S_P 分布范围在 0%~28%;振源距对 S_P的影响与桩长相反,S_P值处于 5%~12%;关于布置形式对 S_P的影响,振源正对桩间中心这一布置形式在桩长和间距变化时对 S_P的影响较大,而在振源距这一参量变化时,布置形式的差异对 S_P 值的影响不存在明显区别。     

冻融循环作用下西宁地区黄土动力特性试验研究∗

黄土作为一种广泛分布在青海省境内的特殊土，长期承受冻融循环与地震荷载的双重影响，其地震易损性和水敏性的问题一直被广泛讨论。为寻求黄土在冻融循环和动荷载耦合作用下动力特性的变化规律，以西宁地区黄土为研究对象，施加正弦波形式的循环动荷载，开展动三轴试验，分析了围压、冻融循环次数和动剪应变幅值 γ_d对黄土的骨干曲线、动剪切模量 G_d、动剪切模量比 G_d/G_{d max}及阻尼比 λ 的演变规律。结果表明：黄土的骨干曲线在经历 6 次冻融循环后趋于稳定，可将骨干曲线的发展过程分为弹性阶段和弹塑性阶段；分别采用 Hardin?Drnevich 模型和改进的 Hardin?Drnevich 模型对动剪切模量曲线进行拟合，发现用改进的 Hardin?Drnevich 模型拟合动力参数效果较好；随着围压的降低，G_d/G_{d max}?γ_d关系曲线分布更为分散且有逐渐减小的变化趋势；随着 γ_d的增大，λ 不断增大，且土体在各围压条件下，经历不同冻融循环次数后，G_d/G_{d max}和 λ 存在最大值和最小值。该研究初步掌握了青海地区黄土在冻融循环作用下的动力学参数，研究成果可为寒区抗震设计提供设计参考。     

南京地区地铁车站深基坑变形性状分析

收集了南京地区地铁车站深基坑实测数据,系统分析了南京地区不同工程地质条件下地铁车站深基坑变形特性。结果表明:①基坑围护结构最大侧移变化范围为(0.09%~0.24%)H-e,其中长江河漫滩区、秦淮河古河道区、阶地区的最大侧移δ_hm的平均值分别为0.13%H_e、 0.18%H_e、0.16%H_e;②基坑围护结构最大侧移点埋深位置H_m位于(H_e-8,H_e+4.5)之间;③基坑围护结构的插入比主要在0.2~1.0;基坑稳定数在0.15~0.32范围内;基坑围护系统的综合刚度介于40.2~1 452.9;④基坑地表沉降呈凹槽型分布形态。基坑周边最大地表沉降δ_vm变化范围为(0.023%~0.367%)H_e,最大地表沉降平均值约为0.167%H_e。阶地区的地表沉降值及范围小于河漫滩区、秦淮河古河道区的。δ_vm/〖WTBX〗δ_hm的变化范围为0.2~2.0。     

板锚在双层黏土中埋深损失的大变形有限元分析∗

海洋工程中，海床土体分层现象对吸力嵌入式板锚（SEPLA）在海床中的旋转调节过程有着不可忽视的影响。基于耦合的欧拉?拉格朗日（CEL）法，建立起用于分析板锚在双层黏土中埋深损失的有限元模型。通过与已有离心机试验及数值计算结果对比，验证模型的有效性。在板锚初始埋深不变的情况下，考察不同系缆点距上下层土体分界线距离（d）及强度比（s_u1/s_u2 ）对板锚在双层黏土中埋深损失的影响，通过分析板锚周围土体的流动机制，明确了锚在双层黏土中埋深损失增大的原因，并建立起板锚埋深损失经验公式。结果表明，在 s_u1/s_u2＜1 的双层黏土中，随着 d 的增大，板锚的埋深损失先增大后减小，并存在一极大值 ΔZ_max，该极值比板锚在下层均质土中埋深损失大 74.2% ~ 81.1%，在工程中较为危险；在 s_u1/s_u2＞1 的双层黏土中，随着 d 的增大，板锚的埋深损失逐渐减小；d≤ -0.5B 与 d≥1B 时，板锚的旋转过程分别仅受上层土体与下层土体的影响。     

SF6设备中分解产物分析研究

针对SF₆设备运行中出现的问题,对SF₆气体分解产物的含量情况进行分析研究,为SF₆设备的在线诊断分析提供可靠数据。结果表明:SF₆气体分解产物的含量分析结果可作为设备故障分析和状态检修的参考依据。     

海上风电平台地基土工程力学特性试验研究∗

我国东部沿海地区沉积环境复杂多变，海上风电平台地基土性质软弱、复杂，与陆域土相比有较大差异。为系统研究海洋地基土工程力学特性，对江苏海域代表性扰动原状海洋土开展实验室基础土工试验、弯曲元试验及不排水三轴剪切试验，测定海域粉土及粉质黏土的物理力学性质，系统分析基本物理指标与扰动海洋原状土不排水剪切强度及剪切波速的相关性。试验发现：海洋粉土和粉质黏土的剪切波速 V_s均随深度 H 的增大呈线性增大， 但粉土 V_s随 H 增大的增长速率明显大于粉质黏土；粉质黏土及粉土的呈现两种不同的应力-应变发展模式：应变硬化型和应变软化型，粉质黏土和粉土的不排水剪切强度 S_d整体随 H 均增加呈增加趋势，但是没有表现出明显的单一相关性。孔隙比 e 的增大会促使两种土的 S_d的降低，且 S_d与 e 两者均有单一相关性；基于扰动原状土室内单元试验建立的 S_d与 V_s的关系，建立基于现场剪切波速的当前地层条件下未扰动原状土的不排水强度特性评价方法， 但对于低含水率的粉质黏土，该方法略有保守。     

金沙江白格滑坡及堰塞湖洪水灾害分析∗

2018年10月10日和11月3日，西藏自治区江达县波罗乡白格村金沙江右岸同一位置先后两次发生滑坡堵江灾害，滑坡体方量分别约为1 000×10⁴ m³和283×10⁴ m³，其中第一次滑坡为高位、高剪出口、高速滑坡，第二次滑坡则为第一次滑坡牵引区进一步发展的结果。在堵塞金沙江近2 d及9 d后，滑坡堰塞湖蓄水量达到峰值分别为2.9×10⁸ m³和5.24×10⁸ m³，并分别在自然泄流和人工开挖泄流槽两种方式下开始从堰塞体右岸垭口处过流，其中第二次滑坡堰塞湖溃决洪水造成西藏、四川和云南3省（自治区）多处房屋、道路、桥梁和耕地受损，无人员伤亡。基于两次滑坡及溃决洪水受灾区现场勘测调查，并结合相关资料，对比分析了两次滑坡堰塞湖的处置及溃决洪水灾害情况，启示如下：越早进行人工干预，灾害越轻；为更好地应对今后可能出现的滑坡堰塞湖溃决洪水，水电站应提高设计标准并充分发挥其收蓄洪水的能力。     

四川甘洛自勒沟泥石流运动特征及预测防治效果研究∗

甘洛县位于四川省西南部，所处区域高山峡谷地貌特征显著，地质构造运动强烈且为强震影响区，泥石流灾害频发。甘洛县自勒沟分别于 1987 年和 2019 年发生两次特大泥石流，大量泥石流堆积物顺沟而下，堵塞 245 国道和尼日河，并对沟口凉红水电站及尼日河河岸成昆铁路造成严重威胁。对此，基于现场调查资料和无人机航拍数据，利用 Massflow 数值模拟方法，对该沟泥石流运动特征进行分析以及治理措施防治效果进行预测。结果表明：若沟内现有物源再次爆发泥石流，最大泥深将达到 11.9 m，流速达到 11.7 m/s，流动强度达到 123.37 m² /s，堆积物一次冲出量为 11.18×10⁴ m³ ，堆积扇面积为 6.925×10⁴ m² 。根据预测结果，采用合理的工程措施进行治理后，最大泥深下降为 8.5 m，流速下降为 9.1 m/s，而流动强度可下降 52.7%，为 58.32 m² /s，堆积扇面积和一次冲出量分别为 1.406×10⁴ m² 和 2.75×10⁴ m³ ，分别下降 80% 和 75%。这表明，采用固源为主，拦挡、排导为辅的措施对自勒沟泥石流灾害进行治理，可取得较好治理效果，对保护沟口建筑及成昆铁路安全运营有重要意义。     

盾构隧道开挖对邻近桩基三维影响试验研究∗

参考清华园隧道盾构段全线近距离侧穿北京地铁 13 号线桩基的工程背景建立试验模型,开展卵石地层中盾构施工对邻近桩基三维扰动特征研究。试验模型中共布置 5 根模型桩(1#~5#桩)。以 1#桩为例分析了盾构掘进过程对桩基的三维影响特征,发现附加弯矩主要产生在刀盘距桩基-0.5D 至 0D 阶段,横向弯矩最大值是纵向弯矩最大值的 2 倍;附加轴力主要产生在-0.5D 至 1.5D 阶段,桩顶附加沉降主要产生在-1D 至 1D 阶段,桩端附加承载力在-0.5D 至 2D 阶段持续增长。对比 1#、2#和 3#桩研究了桩-隧不同水平间距对桩基扰动规律的影响,发现桩基的附加沉降、附加弯矩和附加轴力均随与隧道水平距离的增大而减小,弯矩最大值的位置随着距离的增大而逐渐上移。对比 1#、4#和 5#桩分析了桩端相对竖向位置对桩基扰动规律的影响,得出桩端位于隧道拱顶的桩基的附加弯矩明显小于桩端位于中心线及拱底处桩基的附加弯矩。     

基于有效降雨阈值的鄂西山区五峰集镇滑坡危险性评价∗

五峰集镇地质环境背景条件复杂，特别在汛期降雨影响下滑坡地质灾害频发，因此开展五峰集镇滑坡空间预测评价和降雨阈值研究，不仅对研究区滑坡的防灾减灾具有实际指导意义，同时对基于降雨阈值的滑坡危险性评价方法研究也具备较好的参考价值。本文以降雨型滑坡多发的五峰集镇为例，利用地理探测器法准确选取研究区评价因子，综合层次分析模型与 BP 神经网络模型计算全区易发性指数，得到基于斜坡单元的滑坡易发性分区；同时，统计每个滑坡点的降雨历时及有效降雨强度，分析研究区滑坡的致灾雨型，绘制诱发鄂西山区滑坡灾害发生的临界降雨 I‐D 阈值曲线，得到设计工况下的时间概率；综合易发性分区和时间概率得到基于有效降雨阈值的鄂西山区五峰集镇滑坡危险性分区图。研究结果表明：五峰集镇滑坡高和极高易发区占研究区总面积的 27.12%，主要分布于研究区大型河流两岸；五峰集镇滑坡发生 10%、50%、75%概率的阈值曲线分别为 I = 31.42 × D^{-0.786 94} 、I = 68.11 × D^{-0.786 94} 、I = 84.74 × D^{-0.786 94} ；五峰集镇滑坡高和极高危险区占研究区总面积的 19.33%，主要分布于研究区中部及东南部河流两岸。本文所构建的五峰集镇滑坡危险性评价体系，以及适用于鄂西山区的基于降雨阈值滑坡危险性评价方法，能够为山区地质灾害防控以及危险性评价研究的不断完善提供有益参考。     

唐山地震高烈度区Vs30经验估计研究∗

以唐山地震高烈度区场地条件为背景,选取并整理其中 701 个实际钻孔的剪切波速测试资料,分别计算国际上较普遍采用的场地分类指标 V_se和 V_s30,初步建立了适用于唐山地区 V_se与 V_s30的对应关系,利用 Boore 提出的速度梯度外推法,回归得到了唐山地区 V_s30的经验模型与拟合参数,并与四个地区(北京、新疆乌鲁木齐、加利福尼亚、 日本 KiK-net)的经验公式进行了对比。结果表明,场地分类指标 V_se和 V_s30之间具有强相关性,不同地区数据回归得到的经验公式能够得到很好的预测结果,也能对场地类别相近地区的剪切波速模型预测提供参考。     

近断层山体地形三维地震动放大效应谱元法模拟∗

采用勒让德(Legendre)谱元法,结合动力学有限断层破裂理论,对一邻近隐伏发震断层的山体进行三维地震动模拟分析,获得山体表面加速度、速度、位移响应时程和加速度反应谱。结果表明：(1)加速度方面,60°倾角倾滑逆断层作用下,山体背向断层一侧的 PGA 明显大于迎向断层一侧;对 90°直立型断层情况,山体背向断层一侧的水平向 PGA 同样明显大于迎向断层一侧,但对于竖向 PGA 分布,该现象不明显;倾滑断层作用下最大 PGA 一般均出现于山顶附近,60°倾角逆断层情况下山顶 PGA 可达山脚平坦位置的 5 倍左右,而垂直断层情况下则放大 2~3 倍, 同时山体表面多处产生竖向峰值大于水平向峰值的现象;加速度反应谱显示场地山顶处卓越周期明显长于其他位置。(2)速度方面,山体表面各观察点位在时程上表现出单向和双向长周期大脉冲特性,反映出明显的方向性效应。     

基于模糊失效准则的危岩稳定可靠度计算∗

为预测危岩崩塌灾害的发生,分别选取影响三种不同类型危岩稳定性的主要参数作为随机变量 X₁~X₅,基于模糊失效准则和可靠度理论建立了危岩模糊可靠度计算模型和方法。首先,根据危岩稳定系数的隶属函数表达式,引入新随机变量 X₆,将稳定系数的隶属函数作为新随机变量 X₆的概率分布函数,得到了随机变量 X₆的概率分布形式。然后,针对三种不同类型危岩分别建立了危岩失稳模糊事件的等效功能函数和模糊可靠度计算模型。最后,采用改进的 Monte?Carlo 法计算了危岩失稳模糊事件的失效概率。对万州首立山 6 块单体危岩进行分析,结果表明：当危岩稳定系数从小至大变化,考虑模糊失效准则后危岩的失效概率增加幅度经历由小变大再变小的过程, 即处于欠稳定~基本稳定状态下的危岩模糊性较强,判断其真实稳定性状态较困难,实际工程中针对这类危岩仅采用经典可靠度计算方法得到的结果存在一定风险,需考虑模糊失效对危岩可靠度的影响。     

第十三届全国土力学及岩土工程学术大会(第一号通知)北大核心CSCD

由中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办,天津大学、天津城建大学等承办的第十三届全国土力学及岩土工程学术大会将于2019年7月在天津召开。会议主题:岩土工程品质提升与可持续发展征文内容:岩土的基本性质与本构关系;岩土工程勘察、测试与评价技术;基础工程与地基处理;地下工程及深基坑工程;岩土工程数值仿真与信息化技术;土动力学与岩土地震工程;特殊土与边坡工程;环境岩土工程;岩土工程中的新技术与新材料;地质灾害预警与防治;重大岩土工程实录;岩土工程机械设备与施工技术。     

深厚第四纪沉积土非线性性能对地表地震动特性的影响∗

土体非线性性能对地表地震动的影响主要体现在其频谱成分和强度的改变上。采用修正Matasovic本构模型描述土的动力非线性特性，利用专业软件DeepSoil对深厚场地的50个钻孔剖面土柱模型进行了场地地震反应分析。采用加速度反应谱卓越周期T_p、平均谱周期T_avg及加速度傅氏谱平均周期T_m表征地表地震动频谱特性；以Arias强度I_a和地表峰值加速度PGA表征地表地震动强度。结果表明：(1) 特定场地条件下，T_p不能反映土体非线性对地震动从基岩传播至地表时频谱成分变化的影响；T_avg和T_m在表征地震动频谱成分特性时具有较高的一致性；(2) 基岩地震动高频丰富时，T_avg和T_m随着基岩地震动峰值加速度的增大而呈现出线性增长的趋势；而基岩地震动低频较发育时，T_avg和T_m的增长趋势线存在明显的拐点；（3）PGA与I_a值随基岩地震动峰值加速度的增大呈现出基本一致的非线性增长趋势，且其离散性均随基岩峰值加速度的增大而增大。     

动剪切模量与阻尼比的共振柱和动三轴对比试验研究∗

利用 GCTS 共振柱试验仪和循环三轴试验仪分别对砂土和黏土进行了动剪切模量和阻尼比试验,研究了共振柱和动三轴试验得到的规准化动剪切模量比 G/G_max和阻尼比 λ 随剪应变 γ 变化的规律,并考虑了土样类别以及深度对两种方法测得的 G/G_max和 λ 的影响。试验结果表明,共振柱和动三轴两种试验得到的土体 G/G_max和 λ 具有良好的一致性,且与土样的深度和类别无关,可将两种试验方法结合起来共同测定土体 10^-6~10^-2 应变范围内的 G/G_max和 λ,从而为重大工程场地地震效应分析提供宽应变范围内的 G/Gmax和 λ 曲线。     

隧道开挖地层位移计算方法及工程应用∗

经验方法是计算隧道开挖引起地层位移的重要方法，尤其是当地层的非线性塑性变形显著时，经验方法可更为合理地描述地层的位移分布规律，但是可实现地层竖向位移和水平位移统一计算的方法尚未建立。基于隧道上方土体单元的运动特征，提出了隧道开挖引起的地层位移的经验计算模型，建立了地层水平位移和竖向位移之间的关系。通过分析 25 组现场工程数据，优化了隧道上方地层最大沉降 S_v，max（z）的公式，结合已有的沉降槽宽度系数 i（z）的公式，发展了 Peck‐Mair 公式，实现了隧道上方地层竖向位移场的合理计算。根据地层水平位移和竖向位移之间的关系，基于发展的 Peck‐Mair 公式，推导了地层水平位移的计算公式，实现了地层竖向位移和水平位移的统一计算。在地层水平位移计算公式中，变量 H（z）表示土体运动定向点位置随深度的变化规律，基于工程实测结果提出了一个对数函数实现了 H（z）的定量描述。利用伦敦 HEX 隧道工程中实测的 2 组地层位移数据，验证了所提地层位移计算方法的合理性。最后，将提出的地层位移计算方法应用在北京地铁 12 号线安‐安区间渡线段隧道开挖工程，实现了该工程中隧道开挖引起的地层位移场的反演。     

基于关键区海温的华南香蕉寒害长期预报模型探讨

根据华南地区10个代表站点1961-2005年的气候资料、海温资料、历史灾情记录对华南香蕉寒害长期预报模型进行了研究。结果表明,构造的华南香蕉寒害指数与前人研究和历史灾情记录吻合,可以代表华南香蕉寒害的强弱。通过相关分析,找出了影响华南冬季寒害的前期夏季海温关键区为（5°S~5°N,170°~120°W）、（50°~60°N,180°~140°W）、（20°~30°N,140°~110°W）、（30°~40°N,140°~150°E）、（40°~50°N,150°~170°E）,关键区海温对华南冬季寒害影响具有明确的物理意义。利用逐步回归分析,以关键区海温为自变量建立了华南香蕉寒害长期预报模型。其中1961-1990年的数据用于建模,1991-2004年数据用于模型检验。模型拟合准确率和预报准确率均高于88%,这表明此模型具有较高的精度。     

区域性地面沉降形状参数、与抽水量的关系

地下水开采造成区域性地面沉降，抽水量对地面沉降有显著影响，但两者间具体函数关系则缺乏深入的理论研究成果。基于沉降s —距离r 间半对数线性关系：s=c1+c2lnr ，进一步推导得到地面沉降漏斗的两形状参数最大沉降量c₁、半对数空间沉降漏斗面斜率c₂与抽水量Q呈线性关系，建立了c₁、c₂与Q间线性关系式，即抽水时段内地面沉降形状参数c₁、c₂与该时段内总抽水量Q均成正比。通过第三方文献两个工程案例中地面沉降实测数据和抽水量间函数关系的回归，以上关系式获得良好验证。为避免工程案例验证公式的偶然性，应用地下水数值模拟软件Processing MODFLOW建立数值模型进一步对关系式进行验证，分别建立群井同流量不同时长抽水和群井同时长不同流量抽水两种情况导致地面沉降，数值计算结果也验证了抽水时段内c₁、c₂与Q成正比。以上函数关系式简便实用，可为地面沉降预测和地下水开采规划提供依据，具有广泛应用价值。