岩土工程技术

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2025 年 4 期封面

2025, 39(4): .

[摘要](18) [HTML全文] (7) [PDF 5075KB](3)

摘要:

2025 年 4 期目次

2025, 39(4): 1-3.

[摘要](10) [HTML全文] (6) [PDF 524KB](2)

摘要:

红层水理力学特性研究进展

甘季中, 张轩, 陈敦, 穆彦虎, 毛云程, 张微, 张坤, 宁龙青

2025, 39(4): 475-486. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0436

[摘要](28) [HTML全文] (2) [PDF 1387KB](4)

摘要:
红层是由砂岩、砾岩、页岩和泥质岩等碎屑岩构成的外表呈红色的沉积岩，广泛分布于我国东南、西南、西北地区。由于红层存在力学性能差、易风化、水理性差、易崩解等特点，其路用性能较差，严重威胁红层地区基础工程的长期稳定性。通过文献调研归纳总结红层的水理力学特性，从吸水膨胀性、崩解性、软化性和渗透性方面介绍红层水理特性，通过强度和变形分析总结红层静力学特征，从动力学参数、动强度和累积变形等方面归纳红层动力学研究进展，并对发展趋势进行展望。

裂隙面滑移与剪胀对岩石损伤破坏影响的研究

廖志毅, 戚承志

2025, 39(4): 487-496. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0414

[摘要](14) [HTML全文] (3) [PDF 1762KB](5)

摘要:
针对目前断续裂隙岩体裂隙面滑移与剪胀对岩石损伤破坏影响的研究缺乏，采用断裂与损伤力学理论在两方面改进了岩体宏观损伤模型：考虑了单轴压缩下产生滑移时裂隙面不规则的粗糙突起引起摩擦能量的损耗；基于Bardon剪胀模型，考虑了闭合滑动裂隙将会在法向产生一定的剪胀位移，从而造成应变能的塑性损耗。再利用岩石微元Mohr-Coulomb强度准则，且假定微元强度服从Weibull分布，构建了岩体细观损伤模型。最后根据Lemaitre的应变等效假设，构建了考虑裂隙滑移与剪胀的岩体宏细观耦合损伤模型。与试验数据的对比表明，该模型能够较好地刻画岩体单轴压缩力学行为。最后分析了岩石裂隙的倾角、长度、内摩擦角以及剪胀角等参数对宏观损伤的影响，阐明了考虑裂隙面的滑移与剪胀对研究岩体单轴压缩力学特性的必要性。该研究可为裂隙岩体在单轴压缩下裂隙面的物理力学行为研究提供参考。

基于应变能平均分布的隧洞最优断面研究

安学旭, 郭新天, 黄荣宾, 陶磊

2025, 39(4): 497-503. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0283

[摘要](11) [HTML全文] (2) [PDF 1544KB](1)

摘要:
隧洞断面形状的选型直接影响其围岩稳定性。基于复变函数理论和混合罚函数法，从隧洞围岩应变能分布与其病害之间的关系出发，提出了一种隧洞断面平均应变能最大达到最小化的断面形状优化准则，依托引汉济渭深部硬岩隧洞工程，研究了隧洞径向应变能计算范围与地应力对优化断面形状的影响。结果表明：采用提出的断面形状优化准则对深部马蹄形隧洞断面优化时，径向应变能计算范围取2.0倍隧洞最大半径以上即可。当隧洞断面宽度受限时，该优化准则可显著改善隧洞断面应变能的不均匀分布，且侧压力系数对优化断面形状及其围岩平均应变能整体分布值的影响也较大。当隧洞断面宽度和高度受限时，该优化准则对改善隧洞断面应变能不均匀分布作用有限，且侧压力系数对其优化断面形状的影响也较小，但对其围岩平均应变能整体分布值影响较大。

基于随机介质理论和Peck公式的矩形顶管地表沉降改进计算方法

沈青松, 陈烨, 叶盛华, 吉乔伟, 王强

2025, 39(4): 504-510. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0214

[摘要](15) [HTML全文] (4) [PDF 1207KB](4)

摘要:
顶管施工引起的地表沉降计算是顶管工程设计中的关键环节。常用的peck公式是在总结大量圆形顶管的基础上得到的，在矩形顶管的应用中存在一定误差。圆形和矩形顶管都适用的随机介质理论只给出了积分公式，没有最终的积分计算结果，导致计算过程复杂，难以在工程设计中推广应用。本研究对随机介质理论中的被积函数进行改进处理，提出更为简单的近似函数，并推导得到最终积分结果，从而大幅简化计算过程。改进方法计算结果与工程实测沉降值（除个别测点外）的相对误差在5%左右，表明改进方法具有一定的准确度。利用该方法分析研究了各种因素对地表沉降的影响，为后续工程设计提供参考依据。

考虑FSSI的高压变电站构架装配式RC基础受力性能

庞瑞, 段妹男, 肖波, 刘洋航, 董柱

2025, 39(4): 511-522. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0108

[摘要](10) [HTML全文] (4) [PDF 6836KB](1)

摘要:
为研究变电站构架装配式钢筋混凝土（RC）基础的受力性能，运用ABAQUS软件分别建立基础–土体–结构相互作用（FSSI）模型、基础–结构相互作用（FSI）模型、基础–土体模型和基础固支模型。考虑承载力极限状态下的大风不利工况，对比分析4种模型中各构件的结构响应，优化装配式基础的模拟分析方法。结果表明：大风不利工况下，FSSI模型中装配式基础各构件和人字构架的应力及变形均处于弹性阶段，满足设计要求；不考虑土体影响时，装配式基础应力分布不均匀且数值小，竖向位移及变形几乎为零，人字构架主要控制节点应力较大而位移较小；不考虑整体结构协同变形时，装配式基础混凝土和钢筋应力均较小；考虑基础–土体–结构相互作用后，装配式基础应力、位移及变形均增大，人字构架顺风向位移增大，此分析方法更符合实际受力，有利于装配式基础安全设计；若人字构架排布形式一致，且采用施加等效荷载的简化建模方法设计基础时，其装配式三柱基础、双柱基础配筋量应分别增大约60%，27%。

滨海软基管桩自平衡试桩承载力数值分析及转换系数计算

张君静, 蒋睿

2025, 39(4): 523-529. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0124

[摘要](15) [HTML全文] (2) [PDF 1882KB](2)

摘要:
与传统桩基检测方法相比，自平衡试桩法可满足大吨位、水上试桩等特殊情况的需求，在近海及海上桩基检测中具有独特的优势。为研究滨海软土地基管桩自平衡法试桩过程的荷载传递特性，分析桩参数对转换系数的影响规律，通过建立桩土数值模型，分别模拟自平衡试桩和传统试桩过程，结合有限元法和等位移法，对转换系数和极限承载力进行计算，并讨论桩参数对转换系数的影响规律。研究结果表明：通过将等位移法引入自平衡桩土模型，计算得到等效转换的极限承载力与堆载法计算结果误差在0.5%以内，可准确计算自平衡转换系数，且管桩桩长和桩径增大会显著提高桩基承载力，桩参数对自平衡转换系数和桩基极限承载力具有显著影响。

天津地区抗浮设防水位的确定研究

杜占磊, 刘晓磊

2025, 39(4): 530-536. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0273

[摘要](41) [HTML全文] (3) [PDF 2674KB](18)

摘要:
根据天津地区地下水长期观测资料，系统分析了天津地区地下水位现状及动态变化规律，采用GM（1，1）灰色预测模型对天津中心城区地下水最高水位进行了预测，给出了天津地区最高水位标高变化情况及抗浮设防水位的建议值；定量分析了天津北部山地丘陵区、堆积平原区、海岸潮间带区及特殊地区的抗浮设防水位确定方法，给出了抗浮设防水位的地区经验值。研究结果表明：（1）2023年天津地区地下水最高水位标高为1.0～7.0 m，水位埋深为1.0～3.0 m，与2019—2023年地下水最高水位分布范围及趋势基本一致。（2）中心城区预测水位与原始观测水位变化趋势基本保持一致，且大部分地区呈下降趋势，抗浮设防水位标高一般为1.8～3.6 m，总体上西北部、东南部高，东北部、西南部低。（3）对于天津市区周边等无资料的低标高地区，抗浮设防水位可取设计室外地坪标高下0.50 m，对于地势低洼、地面填高、地面挖低等地区，抗浮设防水位宜取设计室外地坪标高。

建筑垃圾填埋场稳定性及生态修复研究

杨永辉, 刘庆娟, 高德彬

2025, 39(4): 537-542. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0203

[摘要](25) [HTML全文] (2) [PDF 2349KB](6)

摘要:
非正规建筑垃圾填埋场的整治是目前区域环境修复治理的热点问题。以西安市青菜沟建筑垃圾非正规填埋场为研究对象，通过现场调绘、勘探、室内试验等，分析了填埋场的地质环境及堆体形态与变形破坏特征。选用FLAC 3D分析了填埋场堆体边坡的稳定性，并对建筑垃圾的环境风险性进行试验研究。在此基础上，提出了利用建筑垃圾再生集料及渣土构建填埋场的毛细屏障层方案，为非正规建筑垃圾填埋场的环境恢复治理提供科学依据。

复杂软土地基高填方临时堆场地基变形特性分析

王文辉

2025, 39(4): 543-549. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0192

[摘要](24) [HTML全文] (4) [PDF 2991KB](8)

摘要:
依托某滨海复杂软土地基大型高填方临时堆场工程，通过开展软土地基孔隙水压力与变形的原位监测及有限元分析，研究了增设排水板工况下软土地基在高填方荷载作用下的固结和变形特性。结果表明：高填方过程中，场地整体稳定性及变形均满足设计控制要求；大面积高填方堆载作用下，地基土竖向变形与侧向变形主要集中在地表以下6.0 m深度范围内；排水板对超孔隙水压力的消散作用明显，可有效降低地基侧向土压力及变形量，从而减小对周边环境的扰动效应；与理论计算模型预测结果相比，实测的地基土变形影响仅在一定深度范围内较为明显。研究成果可为类似工程提供参考。

高原冻融区填石通风路基温度及变形监测分析

王正伟, 文良, 刘丽强, 刘荆权, 丁延明, 黄维蓉, 任海生

2025, 39(4): 550-557. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0036

[摘要](11) [HTML全文] (2) [PDF 1617KB](0)

摘要:
为深入了解高原冻融区填石通风路基热量传递规律及沉降变形特征，依托新疆喀喇昆仑山区G219线冻融区新建公路工程，通过现场布设温度传感器和沉降监测点，对填石通风路基的温度变化和沉降变形进行实时监测。监测数据分析表明，填石通风路基对道路内部热量传入起到阻碍作用，并且随填土高度增加，通风路基底部出现明显的温度滞后现象，降低路基的整体沉降变形，减缓阴阳坡效应。

丰树山滑坡成因分析及综合治理措施

王贤能, 王麒诺, 石洋海

2025, 39(4): 558-566. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0162

[摘要](18) [HTML全文] (3) [PDF 4917KB](4)

摘要:
丰树山滑坡是一起因工程建设切坡引发的牵引式滑坡。通过地质调查、钻探、井探、土工试验以及综合分析等方法，查明了滑坡发育过程、滑坡的基本特征和断裂带的岩土特性，系统分析研究了滑坡稳定性和变形活动趋势，提出了削坡减载、设置抗滑桩+锚索（锚杆）框架梁联合支护结构、完善的截排水系统、坡面复绿综合治理措施。结果表明：研究区内地质条件复杂，断裂构造发育，构造带内地下水较发育，由断裂构造岩风化残积而成的粉质黏土力学性质软弱，是滑坡形成的重要条件；开挖坡脚、持续性强降雨是滑坡形成的主要诱因。研究成果可为城市地质调查、类似滑坡工程防治提供参考。

高内压力下引水隧洞透水衬砌限裂理论分析研究

陈洁, 王艳强, 乐萍, 董启暖, 曹亚军, 王伟

2025, 39(4): 567-575. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0317

[摘要](10) [HTML全文] (3) [PDF 754KB](0)

摘要:
为了研究高内水压力下引水隧洞衬砌开裂的影响因素，进而对衬砌限裂进行优化设计，基于透水衬砌理论确定了透水衬砌的设计步骤，并给出了钢筋混凝土衬砌不同裂缝宽度的计算公式，结合实际工程，分别采用中国规范和美国规范的裂缝宽度计算公式计算得到混凝土衬砌配筋方案，并对混凝土衬砌裂缝宽度的影响因素进行了分析。结果表明：（1）中国规范计算得到的配筋面积比美国规范要更大，钢筋的应力更小；（2）影响混凝土裂缝宽度的影响因素主要有内水压力、配筋面积、渗透系数和衬砌的厚度，可以通过调整这几种影响因素来限制混凝土开裂。

盾构或顶管区残留桩桩长探测方法的应用研究

董教社

2025, 39(4): 576-582. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0256

[摘要](15) [HTML全文] (2) [PDF 2723KB](2)

摘要:
受复杂场地条件及物探方法局限性影响，在城区盾构隧道或顶管管道影响范围内，残留基桩桩长的适用探测方法有限。实践和研究表明，对于混凝土桩（配筋），采用井中磁梯度法并辅以低应变弹性波法印证，效果较好；对于钢管桩或钢板桩，采用井中磁梯度法效果良好。井中磁梯度法探测桩长具有精度高、速度快、环境适应性强等特点，采用常规成孔方式易损坏地下管线，提出采用新型塑料钻头的钻进工艺，能较好地解决地下管线密集区难成孔的问题，为该方法探测基桩桩长奠定基础。

浅埋引水隧洞开挖工法及变形控制措施数值模拟研究

徐经锁, 胡昌建, 石文广, 许志康, 洪浩, 唐洪泉

2025, 39(4): 583-591. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0349

[摘要](12) [HTML全文] (3) [PDF 4442KB](1)

摘要:
在临海地带上覆饱水砂层的强风化岩层开挖浅埋引水隧洞，易发生涌水涌砂、地表坍塌等事故。为保证隧洞安全快速施工，以某浅埋引水隧洞Ⅵ级围岩段治理工程为依托，采用数值模拟和现场监测相结合的方法，研究强风化花岗岩地层隧洞开挖工法及围岩变形控制的最优方法。结果表明：全断面法对控制围岩变形效果较差，CD法效果最好，上下台阶法与预留核心土法效果相当，考虑到上下台阶法开挖面更少、造价低、工期短，故将其作为本工程开挖工法。管棚和超前小导管注浆对减小隧洞拱顶沉降效果明显，帷幕注浆可以显著减小围岩变形。地表超前帷幕注浆辅以大管棚、超前小导管注浆等组合措施，采用上下台阶法对浅埋引水隧洞Ⅵ级围岩段进行施工，可保证隧洞安全快速施工。

基于综合物探技术的高丽营地裂缝活动特征及成因分析

刘岩, 葛志广, 商晓旭, 林忠伟, 张博媛, 逯朋雷

2025, 39(4): 592-598. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2025-0018

[摘要](19) [HTML全文] (4) [PDF 2704KB](3)

摘要:
通过高密度电法、面波法对北京市顺义区高丽营镇某地裂缝进行综合地球物理勘探，结合槽探揭露验证，综合分析地裂缝发育特征及其成因。研究结果显示该区域地下20 m以内存在电阻率及横波波速异常，表明存在地裂缝。经过探槽验证，揭露F₁、F₂两条断层位于高丽营断裂带北西侧，与主断裂带距离约4 km，与黄庄—高丽营断裂高丽营段特征一致，推断地裂缝为黄庄—高丽营断裂的最新活动所产生，为构造成因和地面沉降成因引起的复合型地裂缝。

基于CPTU测试的深厚软土场地大面积PST管桩施工挤土效应研究

郑金伙, 沈铭龙, 江涛, 陈华晗

2025, 39(4): 599-604. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0152

[摘要](14) [HTML全文] (3) [PDF 808KB](2)

摘要:
为了分析 PST管桩在深厚软土场地大面积施工过程中的挤土效应，采用多功能高精度孔压静力触探（CPTU）测试技术对PST桩施工前后软土层的侧壁摩阻力、超孔隙水压力及其消散过程进行了测试。测试结果表明：同层淤泥中，水平固结系数随深度的加深不断减小，同时挤土效应本身也会加剧软土固结系数的降低，管桩越长，挤土效应缓解所需要的时间越久；群桩施工组织顺序对挤土效应影响显著，远离测点施工引起的孔隙水压力增量仅为朝向测点施工时的29%；在PST 桩施工后一段时间内，场地软土强度受扰动降低，降低幅度可达40%，约120 d后软土层的土体强度可基本恢复至施工前水平；对于近接上部透水层的浅层软土，在打桩后软土发生了动力固结，长期强度较施工前有所提升。

高含水率底泥在吸水剂作用下的失水机理研究

刘勇, 吴鸿昇, 蔡辉敏, 李斌, 王祥, 王玉玺

2025, 39(4): 605-610. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0263

[摘要](9) [HTML全文] (3) [PDF 1056KB](1)

摘要:
目前大多数高含水率底泥脱水处理采用添加絮凝剂方法来提高脱水性能，碱药剂处理后土样无法利用。为此，提出了一种通过高分子吸水树脂SAP处理高含水率底泥的物理方法，并且通过室内吸水试验和压汞试验，对高含水率底泥在吸水剂作用下的失水变形机理进行研究。试验研究表明：在3 kPa的上覆压强下用高分子吸水树脂SAP对底泥吸水所得的底泥含水率最低；吸水后底泥的孔隙体积和尺寸变小，孔隙结构变得更加复杂和不规则；在高分子吸水树脂SAP的作用下，底泥中的自由水通过内部渗透通道被吸收，颗粒在自重的作用下重新排列，颗粒间的渗透通道逐渐减小，底泥产生收缩变形。

黄麻纤维加筋砂土抗剪特性试验研究

罗小琴, 李文阳, 高腾, 杨凯龙, 程月新, 郭鸿, 蒋红

2025, 39(4): 611-616. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0331

[摘要](12) [HTML全文] (6) [PDF 1019KB](0)

摘要:
为研究生态纤维对砂土的加固机理及效果，以黄麻纤维加筋砂土为研究对象，通过室内直剪试验与离散元数值模拟相结合的方法，分析不同的黄麻纤维含量对加筋砂土抗剪性能的影响。研究结果表明：黄麻纤维掺入砂土中能有效提高砂土的抗剪强度，砂土的黏聚力和内摩擦角均随着纤维掺量的增加先增大后减小；当纤维含量为0.4%时，黏聚力的增长最为显著，达到20.8 kPa；在纤维含量为 0.2%时，内摩擦角增幅最大，其值为14.69%。研究成果可为生态纤维在砂土填筑工程中的应用提供参考依据。

粉质黏土地基螺旋桩抗压承载性能研究

李志刚, 李阳, 王晓峰, 柴贤东, 任刚, 常洪林, 邓天尧

2025, 39(4): 617-623. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0127

[摘要](17) [HTML全文] (2) [PDF 1177KB](3)

摘要:
螺旋桩结构简单、施工方便、绿色环保，正逐渐应用于输电线塔基础。开展粉质黏土地基中螺旋桩抗压承载力现场试验，探讨了不同极限承载力判定方法的适用性；基于有限元软件ABAQUS建立螺旋桩–土体现场试验三维模型，研究了下压荷载作用下螺旋桩的桩身轴力、侧摩阻力及土体破坏形式，通过规范计算和数值模拟对比分析了极限状态下锚杆和锚盘的荷载分担占比。结果表明：下压荷载作用下螺旋桩的荷载–桩顶位移曲线整体呈现出典型的线性–高度非线性–近似线性趋势，可使用lg P-s法与Reese & O’Neill方法辅助确定极限抗压承载力；螺旋桩锚盘上部区域锚杆发挥侧摩阻力较少，主要通过锚盘端阻力和锚盘之间锚杆的侧摩阻力抵抗下压荷载；极限荷载下3个锚盘之间的土体位移产生贯穿，形成较为完整的圆柱形滑裂面；底盘下部土体应力和塑性应变最大，率先发生剪切破坏；极限状态下螺旋桩各部位承担荷载比例大小依次为底盘>中间盘>首盘>锚杆，锚盘共可承担约85%的荷载。

路基边坡包边土防护模拟降雨冲刷现场试验研究

王延涛, 张文伟, 高平利, 焦国木, 王展飞, 马培伦

2025, 39(4): 624-632. doi: 10.20265/j.cnki.issn.1007-2993.2024-0229

[摘要](22) [HTML全文] (3) [PDF 2371KB](3)

摘要:
中东地区铁路路基采用路基包边土防护，其可行性需冲刷试验验证。为此，研制一套模拟降雨冲刷试验装置，并提出了一种路基边坡包边土模拟降雨冲刷现场试验方法。通过量化校准试验指标，确保了模拟降雨装置的可靠性；通过明确试验思路、制定具体试验方案，合理设置试验并收集数据，对路基边坡包边土的抗冲刷性进行量化评价；通过收集冲刷试验过程边坡影像资料，分析边坡冲刷发展规律，对路基边坡包边土的抗冲刷性进行交叉论证，确保了试验的可靠性。同时，以实际工程为例进行试验分析，结论表明Gatch料作为路基边坡包边土具有较好的抗冲刷特性。

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