理论研究

• 酸性矿山废水对钠基膨润土渗透性的影响.pdf

  董浩然;仝杉;刘俊逸;郭小刚;李育超;

  钠基膨润土在环境岩土工程中被广泛应用，是垂直阻隔墙等防渗屏障的主要防渗材料。本文通过沉淀试验、自由膨胀试验和改进滤失试验对比了4种钠基膨润土在酸性矿山废水中的分散性、膨胀性和渗透性的差异。其中，改进滤失试验探究了滤失压力和酸性废水浓度对膨润土渗透系数的影响，钠基膨润土在酸性废水中的渗透系数相比去离子水中提高了2～3个数量级，而在50～150 kPa范围内，渗透系数随滤失压力的提高逐渐降低，但提高滤失压力仍不足以抵消酸性废水的劣化作用。本文通过扫描电镜试验、X射线衍射试验和滤出液化学成分测试探究了酸性废水对钠基膨润土的劣化机理，得到结论：酸性废水对钠基膨润土的劣化作用包括离子交换和矿物溶解。其中，离子交换主要为酸性废水中三价阳离子（Fe~(3+)为主）置换膨润土蒙脱石中一价阳离子（Na~+为主）的过程；矿物溶解主要是酸性废水的强酸性导致蒙脱石中的Na被转化为离子的形式而使蒙脱石结构发生破坏的现象。通过对比4种钠基膨润土的微观试验结果得到了4种钠基膨润土的劣化机理差异，并归纳了影响劣化作用差异的关键因素。

  2024年03期 v.6;No.144 213-222+277页 [查看摘要]

• 降雨条件下层状土坡三维边坡稳定性分析.pdf

  韩同春;吴俊扬;

  降雨是诱发滑坡的重要因素之一，在降雨型滑坡的研究中，关于土壤水分剖面形状动态变化对三维边坡稳定性的影响有待进一步考虑。鉴于此，在前人工作的基础上，本文采用含修正形状系数的形状曲线描述土壤水分剖面的变化，结合非饱和土的水力特性，计算等效渗透系数，推导出改进入渗模型并拓展至双层土体入渗。利用GRASS GIS建立三维边坡模型，选取椭球面作为三维滑动面，通过蒙特卡洛法模拟椭球面参数，确定试算滑动面，采用Hovland三维极限平衡法计算考虑雨水入渗影响的三维边坡安全系数。根据湿润锋面、土层间界面和潜在滑动面三者的相对位置关系，将栅格单元柱分为5种情况考虑。通过算例分析验证所提出的降雨条件下三维边坡稳定性分析方法的可行性，结果表明：蒙特卡洛模拟试算样本数的最佳取值可定为2 500次；最小三维边坡安全系数随着降雨历时的增加而减小，减小幅度为0.055～0.126。

  2024年03期 v.6;No.144 223-234页 [查看摘要]

• 考虑止水帷幕的承压含水层基坑涌水量计算.pdf

  穆亦龙;康林;杨雪菲;唐佳润;陈东霞;

  止水帷幕结合减压降水井的“墙-井”体系是深大基坑常用的降水措施之一，而实际工程中采用“墙-井”体系的基坑涌水量比按照规范公式计算的结果小。为了得到止水帷幕下的承压含水层基坑涌水量计算公式，考虑悬挂式止水帷幕阻断形成的绕流区对基坑地下水水力梯度和渗流断面的影响，本文建立计算分析模型，引入绕流区渗径影响系数，采用数值模拟确定该影响系数，得到基坑涌水量计算公式。结合工程实例验证了公式的准确性，分析了止水帷幕插入深度比和基坑尺寸比对基坑涌水量的影响，得到以下结论：基坑涌水量与止水帷幕插入深度成反比、与基坑面积成正比；当帷幕插入深度比大于0.6或基坑尺寸比小于0.4时，对基坑涌水量和降深影响较大，其他范围内影响幅度逐步减缓。本研究可为类似工程基坑涌水量计算和止水降水设施的布置提供理论依据。

  2024年03期 v.6;No.144 235-241页 [查看摘要]

• 基于深度学习的地震诱发滑坡自动提取研究.pdf

  张明鹏;张帅;吕运鸿;

  地震诱发滑坡的提取是震区工程风险评价的基础，对震区的灾后重建工作具有重要意义。传统的机器学习方法需要复杂的数据预处理及设计特征工程工作，而深度学习方法则可以直接输入图像数据进行端对端学习，从而实现对地震诱发滑坡的自动提取。本文探究了U-Net与LinkNet两种卷积神经网络在地震诱发滑坡自动提取任务中的应用。研究表明U-Net和LinkNet在地震诱发滑坡自动提取应用中具有巨大的潜力，召回系数、F1分数、精确度均达到0.8以上。相较之下，LinkNet网络结构在滑坡的自动提取任务中整体性能优于U-Net，召回系数、F1分数、精确度分别提升2.0%～8.0%、4.0%～8.0%、8.0%～10.0%。U-Net网络结构适用于简单背景图像中大型滑坡的提取，而LinkNet网络结构则更适用于复杂背景图像中的滑坡及简单背景图像中小型滑坡的提取。

  2024年03期 v.6;No.144 242-249页 [查看摘要]

• 土的压缩模量与变形模量的理论关系.pdf

  吴明明;张岗平;徐启良;朱建才;徐日庆;朱黄鼎;

  在实际工程中经常用到土的变形模量，由于测试变形模量需要花费较多的时间和费用，故常常通过压缩模量来估算变形模量，但这种估算有很大争议。本文首先指出长期公认的变形模量与压缩模量间的关系式E_0=βE_s中存在的问题，然后重新推导了它们的关系式E_0=β′E_s，考虑到土的结构性、应力历史条件以及土体扰动，最后建立了一种新的变形模量与压缩模量的关系式E_0=αE_s。

  2024年03期 v.6;No.144 250-255页 [查看摘要]

• 高含水量水泥土工程特性试验研究.pdf

  唐海斌;

  为研究高含水量水泥土工程特性，对不同配比的高含水量水泥土试块进行了无侧限抗压强度试验以及直剪试验。结果表明：可以采用水泥土含水量与水泥掺入量的比值作为评价水泥土性质的参数，且采用幂函数能够较好地表述水泥土强度和含水量与水泥掺入量比值的关系。将龄期为28 d时的水泥土强度作为基准，利用对数函数估算不同龄期下的水泥土强度值。本次试验观测到水泥土的变形模量约为强度的86.5倍。水泥土的内摩擦角随着强度的增加而增大，本次试验中水泥土的无侧限抗压强度从85.4 kPa增加到1 811 kPa时，对应的内摩擦角从30.4°增加到45.0°。水泥土的黏聚力随强度的增加呈线性增大，本次试验中黏聚力约为强度的0.181倍。

  2024年03期 v.6;No.144 256-261页 [查看摘要]

• 海洋层状淤泥静力触探试验综述（英文）.pdf

  Md.Ashikuzzaman;WANG Li-zhong;HONG Yi;

  静力触探试验（CPT）及孔压静力触探试验（CPTU）是场地土层参数测定的重要方法，能够获得连续且可靠的数据。海洋沉积物受不同水流速度和悬浮沉积物的影响，通常形成由粉砂、淤泥或两者混合而成的层状地层。即使是较薄的土层也会显著影响海洋沉积物在荷载作用下的整体渗透性和固结程度。尽管许多学者通过室内试验和数值方法研究了均匀混合粉砂的特性，但对异质混合粉砂的特性了解仍然不足。本文综述了CPT和CPTU的应用研究，指出了目前研究层状海洋土壤存在的问题与挑战。内容包括中层土壤的排水条件、标准化圆锥贯入参数以及土壤层状结构对孔隙压力响应的影响。综述还指出了目前存在的研究空白，例如对薄层土壤中圆锥周围水流机制的理解需进一步加强，以及缺乏分析异质混合海洋粉砂的综合框架。通过完善这些不足，未来的研究可以提高CPT和CPTU在测试复杂海洋土壤沉积物特性时的准确性和可靠性。

  2024年03期 v.6;No.144 262-269页 [查看摘要]

工程应用

• “上硬下软”土层既有建筑基础加固方法.pdf

  杨砚宗;

  广西某工程项目地质条件复杂，土层力学特性变化明显，土层刚度呈现“上硬下软”状态，且分布厚度不一，多栋建筑封顶后出现不均匀沉降，本文旨在确定一种基础加固方案能够较好地解决以上问题。针对土层“上硬下软”的特点，对于沉降较大的区域创新采用“Φ377+Φ127组合钢管桩”进行基础加固，防止沉降继续发展。浅层硬壳层采用Φ377钢管桩提供承载力，深部软土层采用Φ127钢管桩深入原CFG桩下1～2 m，结合注浆工艺，加固松软土体，对原CFG桩桩底进行加固。对于沉降较小的区域创新采用高压注浆深层扰动技术，增加局部沉降。采用动阻力控制作为终桩条件，解决土层起伏剧烈地区桩端持力层无法判断的工程难题。“Φ377+Φ127组合钢管桩”极大地提高了原工程桩承载力，从而解决了坚硬土层难以沉桩、软弱土层承载力不足的工程难题。该基础加固方案成功解决了既有建筑的不均匀沉降工程难题，积累了宝贵的工程经验，为“上硬下软”复杂土层既有建筑基础加固提供了新思路，具有显著的经济效益和社会效益。

  2024年03期 v.6;No.144 270-277页 [查看摘要]

• 不对称深基坑变形性状现场监测分析.pdf

  邵羿凯;王立忠;洪义;李玲玲;

  目前城市地下已预埋大量变形敏感结构，基坑设计准则从稳定控制转为变形控制。基坑的变形性状与其三维构型密切相关，现有研究常假设基坑是对称结构，而实际工程中基坑常因具有附属结构而表现出非对称性。目前仍缺乏关于非对称基坑三维变形性状的深入认识，相关现场数据也少有报道。为研究软土地区两侧支护形式不同的非对称基坑开挖过程中的变形规律，现场实测了绍兴市轨道交通1号线非对称狭长深基坑在开挖过程中的墙体变形和坑外地表沉降。分析发现：（1）基坑附属结构的存在使得围护结构的侧向位移及地表沉降与未加强侧变形差距达20%;(2)基坑墙体测斜、坑外地表沉降沿狭长基坑方向的分布与附属结构关联不大，近似遵循互补误差函数（erfc）;(3)软土地基中设附属结构可以显著控制基坑变形。本项目监测分析可为软土地区不对称深基坑设计与施工提供借鉴。

  2024年03期 v.6;No.144 278-283页 [查看摘要]

• TRD在某垃圾填埋场垂直防渗工程中的应用研究.pdf

  刘晨阳;叶更强;徐晓兵;胡琦;丁继民;薛道寒;

  在垃圾填埋场垂直防渗工程中,渠式切割水泥土连续墙(Trench Cutting Re-Mixing Deep Wall,TRD)作为防渗墙,其设计方法、施工控制要点和实施效果仍缺乏足够的研究。本文依托滨海平原地区某垃圾填埋场封场覆盖及生态修复工程,根据项目工程地质特点,比较不同防渗墙的适用性,设计了TRD联合高压旋喷桩的施工方案,在两幅TRD之间搭接一排高压旋喷桩,搭接宽度为300 mm。通过试成墙试验,确定了TRD的施工参数,并对其成墙质量进行了原位降水头注水试验、钻孔取芯试验、水泥土试块试验。原位降水头注水试验结果表明:防渗墙渗透系数为1.13×10~(-8)～6.67×10~(-7) cm/s;钻孔取芯试验结果表明:钻孔取芯芯样率较高,墙体沿深度均一性较好,芯样无侧限抗压强度为0.77～1.76 MPa,渗透系数为1.61×10~(-8)～9.96×10~(-7) cm/s;水泥土试块试验结果表明:无侧限抗压强度为4.7～23.1 MPa,渗透系数为1.6×10~(-8)～9.0×10~(-8) cm/s。检测结果表明,TRD垂直防渗墙在滨海平原地区垃圾填埋场工程中施工效果较好,满足垃圾填埋场垂直防渗墙的设计要求。

  2024年03期 v.6;No.144 284-295页 [查看摘要]

• 西昌某高灵敏性地层基坑变形分析及加固处理.pdf

  章宁;孟宝华;邓宇;

  本文基于西昌某高灵敏性地层基坑，讨论了基坑变形较大的原因及后续的加固处理方式。该基坑深约12 m，开挖至3 m左右出现严重变形。经对基坑周边环境条件及变形特征分析发现，地质条件差、降雨下渗导致土层饱和度增加、施工扰动及基坑的时空效应是变形的主要诱因。经参数反演，基坑变形后上部受扰动土体抗剪强度参数最大约折减为勘察报告的1/3，通过锚索基本试验，锚固段每米长的轴向抗拔力标准值约为28.27 kN。在此基础上，经过专家论证，采取增加旋喷扩体锚索及角撑等措施，有效地保证了基坑变形收敛及正常运行，确保了工程建设顺利进行。基坑加固处理中，采用施工过程中对土层扰动小的高压旋喷扩体锚索进行处理，拓展了旋喷扩体锚索在西昌地区高灵敏性地层中的应用，对类似项目有一定的参考意义。

  2024年03期 v.6;No.144 296-304页 [查看摘要]

• 软土地区引水沉井沉降预测.pdf

  林小飞;马泉坤;刘越;吴慧明;

  软土地区用于穿管用的沉井回填期间及回填后的沉降直接关系到引水管线安全，但现有计算理论很难对沉井沉降进行可靠预测，尤其是软土地区采取了各种减沉措施的沉井沉降。本文选取宁波软土地区一重大引水工程，对2个采取减沉措施的工作沉井和2个未采取减沉措施的接收沉井进行了沉降变形长期跟踪监测，监测结果表明：该区域沉井下沉性状与沉井参数关系较小；沉井沉降主要发生在沉井回填施工期间，回填完成后10 d内沉降基本稳定；对4个沉井的沉降监测数据进行分析统计，通过多个回归模型对比后发现，双曲线模型预测法具有较好适配性，预测曲线与实测沉降曲线良好吻合，可用作引水全线沉井沉降的预测，为该区域引水管线的安全提供可靠的技术支持。

  2024年03期 v.6;No.144 305-311页 [查看摘要]

新装备新工艺

• 一种旋扩工法扩大头抗浮锚杆新工艺的应用研究.pdf

  曹巍;耿春雷;赵贺鹏;宋超明;张非凡;张立新;

  随着城市地下空间的开发利用,地下结构抗浮问题日益严峻。阻止结构上浮的方法有多种,通过抗浮措施的对比,扩大头抗浮锚杆适用性更好、承载力更高、质量更可靠。本文结合北京某项目工程实例,通过对关键技术的改进和创新应用,研究出了一种旋扩工法扩大头抗浮锚杆新工艺,该工艺综合了机械和压浆扩孔两种方法的优点,适用于从软土到强-中风化岩层的大多数地质条件。和一般扩大头抗浮锚杆施工方法相比,可以提高锚杆成桩质量、大幅提升施工效率、降低造价。同时采用承压型变直径钢筋笼作为永久抗浮构件,使其更具有节能环保、安全耐久、便捷可控等优点。该方法在工程中的成功应用,证明了其具有较强的可行性和实用性,对同类工程施工有参考借鉴意义。

  2024年03期 v.6;No.144 312-318页 [查看摘要]