检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2025年第5期42卷 101-110,121页

作者：闫鹏飞蔡永昌同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092

接缝处的接触面长度和接触刚度等对拼装式盾构隧道衬砌结构的承载能力和力学行为有着十分显著的影响。盾构管片接缝处常用的传统面-面接触模型呈现出十分明显的网格相关性,较大削弱了数值试验的实用价值。利用数值流形方法 (NMM)不需要... 详细信息

接缝处的接触面长度和接触刚度等对拼装式盾构隧道衬砌结构的承载能力和力学行为有着十分显著的影响。盾构管片接缝处常用的传统面-面接触模型呈现出十分明显的网格相关性,较大削弱了数值试验的实用价值。利用数值流形方法 (NMM)不需要划分边界相适应计算网格的优点以及强大的不连续-连续统一分析能力,该文建立了可以自然模拟盾构隧道在接缝位置不连续的NMM数值模型,提出了基于虚拟薄层的管片接缝接触模型,并给出了固定积分点位置的虚拟薄层单元生成算法和接触迭代算法。该模型原理简单、数值实施方便、计算结果稳定,良好克服了计算结果的网格相关性,计算结果与足尺接头试验的对比表明了该文方法的有效性和正确性。在此基础上,进一步研究了接触面长度对隧道管片接缝力学行为及转动刚度的影响。研究结果表明:随着实际有效接触面长度的减小,接缝内侧张开位移及转角呈指数级增加,接缝转动刚度也大幅减小,故在盾构隧道设计与施工过程中要注意管片间的接触长度和拼装精度,并分析验算实际接缝刚度。

关键词：盾构隧道管片接缝接触模型虚拟薄层单元数值流形方法

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基于MARS的隧道工作面安全系数预测公式构建研究

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应用基础与工程科学学报 2025年第2期33卷 526-536页

作者：满建宏黄宏伟王飞阳陈佳耀同济大学土木工程学院地下建筑与工程系东华大学环境科学与工程学院土木工程系北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心

为解决山岭隧道工作面稳定性评估难题，提出一种快速高效的评估模型.收集文献中包括GSI、σc和mi等关键参数在内的818组数据，得到σc与mi以及GSI与σc的相关系数；结合拉丁超立方抽样和解析解构建Ⅴ级围岩隧道工作面稳定性数据库；通过... 详细信息

为解决山岭隧道工作面稳定性评估难题，提出一种快速高效的评估模型.收集文献中包括GSI、σc和mi等关键参数在内的818组数据，得到σc与mi以及GSI与σc的相关系数；结合拉丁超立方抽样和解析解构建Ⅴ级围岩隧道工作面稳定性数据库；通过MARS（Multivariate Adaptive Regression Splines）算法建立隧道工作面安全系数的预测公式，将其评估结果与施工现场相验证.对比分析表明：相比于岩体自身参数（σc、mi和GSI）,隧道的几何参数更能影响工作面的稳定性；该模型对各因素之间的复杂隐式关系具有良好的可解释性，可实现快速、准确、可靠的计算.因此，该评估模型更便于施工现场的应用，可为岩石隧道工作面稳定性的快速评估提供参考.

关键词：工作面稳定性相关系数解析解 MARS算法拉丁超立方抽样快速评估

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高速制动荷载下饱和地基-路基结构的动力响应

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工程力学 2025年

作者：雷浩钱建固黄超同济大学地下建筑与工程系同济大学土木工程防灾国家重点实验室新疆大学建筑工程学院香港大学土木工程系

为研究变速移动荷载下层状道路结构的动应力响应，首先通过Dirac函数给出了变速移动荷载的表达式；随后基于Biot固结理论，结合Fourier变换、势函数分解及透射矩阵法给出了移动荷载下层状饱和地基的Green函数；最后通过对Green函数和变... 详细信息

为研究变速移动荷载下层状道路结构的动应力响应，首先通过Dirac函数给出了变速移动荷载的表达式；随后基于Biot固结理论，结合Fourier变换、势函数分解及透射矩阵法给出了移动荷载下层状饱和地基的Green函数；最后通过对Green函数和变速移动荷载在时空域的卷积，得到了变速移动荷载下层状饱和地基的动力响应。研究结果表明：变速移动荷载对层状道路结构的动应力响应有显著影响；轮-路摩擦（制动力）主要影响上层路面结构的动力响应，而变速效应（加速度）对下层饱和地基的动力响应有显著影响，特别是对于高速制动荷载下的动剪应力；随荷载移动初速度和制动力/加速度的增大，变速制动荷载对饱和地基动力响应的影响也随之增大；上层路面结构刚度越小、饱和地基深度越大、渗透性越差时，变速制动荷载所诱发的动应力放大效应越明显。

关键词：层状路基结构饱和地基 Green函数高速制动荷载动应力响应

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气候变化背景下降雨滑坡风险评估研究进展

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中国地质灾害与防治学报 2025年第2期36卷 13-27页

作者：黄雨何正迎同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 土木工程防灾减灾全国重点实验室(同济大学) 上海200092

随着全球气候变化的加剧,极端降雨事件日益频繁,导致降雨型滑坡灾害频发,造成了巨大的人员伤亡与经济损失。文章系统回顾了气候变化背景下降雨型滑坡风险评估的研究进展,重点讨论了以下三个关键方面:(1)考虑气候变化的降雨作用下边坡可... 详细信息

随着全球气候变化的加剧,极端降雨事件日益频繁,导致降雨型滑坡灾害频发,造成了巨大的人员伤亡与经济损失。文章系统回顾了气候变化背景下降雨型滑坡风险评估的研究进展,重点讨论了以下三个关键方面:(1)考虑气候变化的降雨作用下边坡可靠度评估;(2)考虑降雨模式不确定性的边坡易损性评估;(3)基于机器学习方法的降雨型滑坡危险性评估。在此基础上,文章进一步分析了气候变化背景下降雨型滑坡风险评估所面临的多维挑战,包括气候变化带来的不确定性、高时空分辨率地质气象数据缺乏以及模型跨区域的适应性等。最后,文章从精细的地质调查、多因素孕灾机理、基于韧性的风险评估等角度,展望了实现降雨型滑坡灾害韧性防灾的未来研究方向。研究旨在为降雨型滑坡灾害的防灾减灾工作提供理论支持和方法参考,促进滑坡灾害风险管理的科学化与精细化发展。

关键词：降雨型滑坡风险评估不确定性气候变化韧性防灾

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极端降雨条件下土工合成材料加筋土桥台稳定性分析

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中国地质灾害与防治学报 2025年第2期36卷 78-86页

作者：黄强强任非凡同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 土木工程防灾减灾全国重点实验室(同济大学) 上海200092

土工合成材料加筋土桥台因其造价低廉、施工便捷和绿色低碳的特点,在道路交通工程中具有广泛的应用潜力。然而,近年来极端降雨事件频发,对桥台的变形与稳定性造成了显著影响。采用模型试验与数值模拟相结合的方法,系统分析了极端降雨条... 详细信息

土工合成材料加筋土桥台因其造价低廉、施工便捷和绿色低碳的特点,在道路交通工程中具有广泛的应用潜力。然而,近年来极端降雨事件频发,对桥台的变形与稳定性造成了显著影响。采用模型试验与数值模拟相结合的方法,系统分析了极端降雨条件下桥台在交通荷载作用下的力学行为。研究表明,基于DBLEAVES-X建立的数值计算模型能够准确模拟降雨入渗条件下桥台的力学响应,验证了其在非饱和土力学分析中的可靠性。参数分析结果显示,降雨强度和填料渗透系数对桥台的稳定性具有显著影响。采用渗透系数为1.0×10^(-2) cm/s的高渗透性填料可以显著增强桥台的抗降雨稳定性,即使在200 mm/h的极端降雨条件下,桥台的稳定性仍接近未降雨工况。当填料渗透系数为1.0×10^(-3) cm/s或1.0×10^(-4) cm/s时,降雨可能导致孔隙水压力迅速积累,引发土体膨胀变形,显著加剧桥台的变形和失稳风险。因此,在实际工程设计中,应优先选用渗透性能良好的填料,优化排水系统设计,并采取针对性防护措施,以提高桥台在复杂环境条件下的长期稳定性和安全性。

关键词：土工合成材料加筋土桥台极端降雨交通荷载渗透系数稳定性分析

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高压实膨润土与孔隙溶液化学作用机制研究进展

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岩土工程学报 2025年第5期47卷 1089-1098页

作者：廖饶平陈永贵刘聪叶为民乌东北王琼同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 土木工程防灾减灾全国重点实验室(同济大学) 上海200092 同济大学化学科学与工程学院上海200092

高压实膨润土作为高放废物深地质处置首选缓冲/回填材料,在处置库近场热-水-力-化多场耦合环境中必然会与孔隙溶液发生化学作用,使蒙脱石溶解甚至相变,导致工程屏障缓冲性能衰减失效。在全面阐述孔隙溶液化学作用对高压实膨润土缓冲性... 详细信息

高压实膨润土作为高放废物深地质处置首选缓冲/回填材料,在处置库近场热-水-力-化多场耦合环境中必然会与孔隙溶液发生化学作用,使蒙脱石溶解甚至相变,导致工程屏障缓冲性能衰减失效。在全面阐述孔隙溶液化学作用对高压实膨润土缓冲性能影响规律的基础上,系统总结了高压实膨润土与孔隙溶液化学作用机制的最新研究成果。分析表明,层状蒙脱石溶解相变为架状矿物是导致膨润土比表面积、相对质量密度、持水性能、膨胀性能、防渗性能等发生衰减的关键因素。孔隙溶液对高压实膨润土的化学作用机制包括矿物化学相变和化学胶结作用。其中,矿物化学相变与孔隙溶液化学组成、pH、温度和活性催化离子有关,可分为同晶相变和溶解重结晶两种机制;化学胶结与膨润土干湿循环产生盐渍沉淀填充和硅铝酸盐胶凝物胶结作用密切相关。膨润土中矿物的溶解速率不仅与自身反应表面积、所受应力和溶解平衡有关,还与孔隙溶液的化学组成、pH、温度和活性催化离子等环境因素密切相关。针对膨润土内的反应体系,进一步明确化学反应参数、胶结作用影响和多场耦合反应模型仍是今后膨润土化学演化需要深入研究的重点方向。

关键词：深地质处置库高放射性废物高压实膨润土孔隙溶液化学作用机制进展

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波纹钢衬砌法兰接头受弯破坏模式与破坏机制研究

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现代隧道技术 2025年第1期62卷 242-249,284页

作者：瞿山黄煊博丁文其张清照云南交投集团云岭建设有限公司昆明650041 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

为对比正、负弯矩工况下法兰接头的不同力学性能,开展波纹钢衬砌法兰接头的四点弯曲足尺试验,对比分析两种工况的破坏模式、M-θ曲线以及波纹钢应变,基于试验结果建立三维精细化有限元模型并验证其准确性,并提取螺栓与法兰板的应力曲线... 详细信息

为对比正、负弯矩工况下法兰接头的不同力学性能,开展波纹钢衬砌法兰接头的四点弯曲足尺试验,对比分析两种工况的破坏模式、M-θ曲线以及波纹钢应变,基于试验结果建立三维精细化有限元模型并验证其准确性,并提取螺栓与法兰板的应力曲线,揭示法兰接头的破坏机制。研究结果表明:(1)正、负弯矩工况下法兰接头的破坏模式分别为法兰板屈曲破坏与法兰板、螺栓局部到达应力极限导致的破坏;(2)法兰接头的M-θ曲线均呈三阶段增长趋势,正弯矩工况下的接头刚度、极限弯矩分别为负弯矩工况下的119.9%、124.2%;(3)正弯矩工况下波纹钢、螺栓、法兰板应力均小于负弯矩工况下的,正弯矩工况下波纹钢波谷与波中应变先受拉后受压,而负弯矩工况下波谷与波中持续受拉,正、负弯矩工况下结构在弹性阶段终点时法兰板均达到屈服,而螺栓尚未屈服。

关键词：波纹钢衬砌法兰接头足尺试验破坏机制力学性能

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基于地脉动观测的花岗岩风化壳边坡结构探查与动力响应研究——以浙江丽水某滑坡为例

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中国地质灾害与防治学报 2025年第2期36卷 54-62页

作者：郭桢毛无卫黄雨潘龙牟旭崔寅兵同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

花岗岩风化壳边坡在我国东南地区广泛分布,极易在降雨条件下发生群发性滑坡,因此,花岗岩风化壳边坡结构探查和动力响应研究对此类地质灾害防治具有重要的意义。文章以浙江丽水某降雨诱发的花岗岩风化壳滑坡为例,于2019年7月滑坡发生后... 详细信息

花岗岩风化壳边坡在我国东南地区广泛分布,极易在降雨条件下发生群发性滑坡,因此,花岗岩风化壳边坡结构探查和动力响应研究对此类地质灾害防治具有重要的意义。文章以浙江丽水某降雨诱发的花岗岩风化壳滑坡为例,于2019年7月滑坡发生后开展现场调查,结果表明该边坡由粗粒花岗岩风化层和花岗闪长岩风化层组成;2024年11月开展边坡地脉动监测,基于地脉动HVSR法的分析表明边坡坡顶、坡腰、坡脚的卓越频率不同,基于HVSR法的边坡剪切波速反演结果表明边坡由外向内主要由花岗岩风化残积层、全-强-中风化层组成,存在2~3个可能演化为滑面的地下界面,边坡在坡向方位上具有最显著的放大效应,且随高程的增大,3~22 Hz内竖直向和4~60 Hz水平向放大效应显著增强,各台站间同频率上存在放大同步现象,这不利于动力荷载作用下边坡的稳定,但跨频率间放大不同步,这有利于动力荷载作用下边坡的稳定性。

关键词：花岗岩风化壳降雨型滑坡地脉动 HVSR法卓越频率放大效应

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地铁盾构隧道多灾害场景及结构多灾害响应研究综述

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现代隧道技术 2025年第2期62卷 16-26页

作者：于同生官林星闫治国同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

地铁盾构隧道在全寿命周期内面临复杂的多灾害场景,主要包括结构初始损伤(如材料劣化、裂损)与突发性灾害(如地震、火灾、爆炸)等。文章对多灾害场景作用下隧道结构响应分析过程中多个关键问题的研究现状进行系统性综述,首先,结合文献... 详细信息

地铁盾构隧道在全寿命周期内面临复杂的多灾害场景,主要包括结构初始损伤(如材料劣化、裂损)与突发性灾害(如地震、火灾、爆炸)等。文章对多灾害场景作用下隧道结构响应分析过程中多个关键问题的研究现状进行系统性综述,首先,结合文献调研结果,明确了多灾害场景的定义和分类,区分短期突发性灾害与广义全寿命周期多灾害的内涵。其次,从材料、构件和体系3个层次,详细梳理隧道结构在多灾害场景下的响应特征及研究现状,包括混凝土弹塑性损伤本构模型的开发、管片接头在多灾害荷载作用下的力学性能研究,以及体系尺度的灾害响应分析。最后,基于上述研究成果,提出多灾害场景作用下隧道结构研究建议:(1)针对灾害链荷载特性,进一步开发联合概率模型并确定荷载取值方法;(2)优化多灾害路径下的混凝土弹塑性损伤本构模型;(3)通过缩尺和足尺试验研究接头多灾害响应特性,并结合试验数据优化数值模拟方法;(4)综合材料和构件层面的研究成果,开展体系层面的随机性灾害响应分析,建立隧道结构灾害风险量化评估框架。

关键词：多灾害场景结构响应地铁盾构隧道突发性灾害隧道健康状态

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湖相有机质页岩在不同热成熟条件下的弹性特征演化

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中国科学:地球科学 2025年第3期55卷 803-825页

作者：蔡振家赵峦啸麻纪强张丰收耿建华同济大学海洋地质全国重点实验室上海200092 同济大学海洋与地球科学学院上海200092 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092

关于有机质页岩在不同热演化阶段的弹性响应机理研究,目前大多都是针对北美海相页岩,而针对中国地质条件下湖(陆)相有机质页岩在不同成熟度条件下的岩石物理特征,相关研究还没有系统地展开.因而,刻画湖相有机质页岩在不同热成熟条件下... 详细信息

关于有机质页岩在不同热演化阶段的弹性响应机理研究,目前大多都是针对北美海相页岩,而针对中国地质条件下湖(陆)相有机质页岩在不同成熟度条件下的岩石物理特征,相关研究还没有系统地展开.因而,刻画湖相有机质页岩在不同热成熟条件下的弹性特征演化,对于全面揭示不同成熟度有机质页岩的地震岩石物理响应机理具有重要意义,是利用测井和地震数据进行陆相页岩油气储层甜点识别的物理基础,也对油页岩地下原位转化开采的地球物理监测具有重要启示意义.本文通过对鄂尔多斯盆地延长组低成熟长7段页岩和抚顺盆地未成熟计军屯组页岩进行含水热裂解实验,并对其在不同热裂解成熟度下的纵横波速度与弹性各向异性进行测试,阐明了这两种陆相页岩的弹性波速度与各向异性在不同热成熟阶段的演化规律.长7段页岩(压实型)的纵波速度、垂直于层理横波速度在油生成和气生成阶段随成熟度呈现明显的下降趋势,特别是垂直横波速度下降幅度超过40%,而各向异性则显著增强,这主要与长7段页岩含有较高含量的顺层状有机质在热成熟过程中生成大量排烃缝有关.计军屯组页岩(胶结型)在油生成阶段,其纵横波速度都呈现升高的趋势,这主要是因为在热成熟的初期,胶结成岩作用抑制了微裂隙的大量生成,而有机质弹性模量的增强作用占据了主导;而在气生成阶段,其纵横波速度则呈现下降趋势,各向异性呈现增强趋势,这主要是因为有机质裂解生孔缝对弹性响应的影响超过了无机骨架的影响.实验结果明确了湖(陆)相低成熟度有机质页岩在生烃演化阶段的敏感弹性参数,也为利用地震和测井声波数据监测油页岩原位转化提供了岩石物理基础.

关键词：湖相页岩热裂解弹性波速度各向异性原位转化

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