土力学的现状及其数值分析方法中某些问题的讨论

概括性地论述了土力学目前的状况,指出土力学仍然处于半理论、半经验的发展水平。论述了土力学数值分析方法在工程应用中存在的问题,并对如何正确地使用土力学的数值分析方法和改变土力学数值分析在工程应用中的不利状况进行了讨论。另外,就如何改善这种状况提出了一些措施。从这些讨论可以得到以下结论,土力学还处于发展的初期阶段,随着土力学的理论及其数值分析方法的不断发展,以及其使用经验的不断积累,计算土力学在工程实践中将会得到越来越多的应用,它必将成为岩土工程分析中的有力工具。     

基于MatDEM的砂土侧限压缩试验离散元模拟研究

离散元法基于非连续介质力学理论,尤其适用于砂土等离散介质体的数值模拟研究。利用岩土体离散元模拟软件MatDEM的二次开发功能,研发了砂土侧限压缩试验三维离散元模拟器。对三个不同级配砂土试样进行了侧限压缩试验,并且进行了与之相对应的数值模拟,通过分析对比试验结果与数值模拟结果验证了所开发模拟器的有效性。模拟结果表明:离散元法可以很好地反应砂土压缩过程中的配位数变化;每个模拟样品中,粒径较小的单元受到较大的平均压力,导致平均位移较大;数值计算结果的主要误差是由离散元颗粒自身的泊松比引起的。研究突破了常规土力学研究方法的局限性,为今后岩土工程离散元模拟研究提供了参考。      

离心模型试验技术应用的新进展

介绍离心模型技术发展过程和技术特点，系统地总结和分析了近年来离心模型技术在岩土工程领域，特别是在环境岩土工程、地震工程和模拟动态施工方面最新应用成果。     

离心模型挡土墙试验设备的研制

土压力问题是土力学和岩土工程领域的基本研究课题。土压力离心模型试验是验证土压力计算方法和研究土压力形成物理机制的有力工具。笔者研制开发的土压力离心模型试验设备,可用于刚性挡墙的静止土压力和平动模式下主动侧土压力的研究。该设备采用电机作为驱动系统,使得挡墙能够缓慢均匀地位移;配备有控制挡墙位移的自动控制系统,使得挡墙在离心加速度增大的过程能够保持静止状态。针对填土面水平、墙后填土为砂土的情况进行了离心模型试验,测量了墙背土压力及填土位移场随挡墙位移量的变化。试验结果规律好,验证了设备的有效性。     

新时代岩土力学基本问题探究北大核心CSCD

“一带一路”新时代背景下大规模的工程建设,推动着岩土工程学科的繁荣和蓬勃发展。土动力学、非饱和土与特殊土力学与环境岩土工程是未来土力学的重点研究方向,有必要进行系统梳理分析。本文从土工动力测试技术、动本构关系和土-结构动力相互作用方面对土动力学的主要内容进行了阐释,然后从非饱和土有效应力原理、非饱和土本构模型及黄土力学特性方面对非饱和土与特殊土力学的基本理论进行了分析,最后对垃圾填埋处置和水土污染等环境岩土工程亟待解决的问题进行了探索,并提出了合理的应对措施。土力学学科面临着极大的发展机遇,也面临着严峻的挑战,这一系列核心问题的解决,必将为全面提升岩土工程项目建设的质量和效益作出贡献。     

软土地基上土工结构物的离心模拟试验

由于离心模拟试验所提供的高加速度可以模拟重力加速度,而引起土工结构物的稳定性和地基变形问题,主要原因正是由于地基不能适应上部结构物的自重,因而土工离心试验能最大限度地逼近现场试验,试验结果已为设计工程师所采用。本文主要介绍4个沿海工程如何利用离心模拟试验来检验这些工程的稳定和变形。     

考虑气相硬化的准饱和黏土弹塑性模型

假定准饱和黏土由饱和基质（土骨架和水）和封闭气体组成,采用饱和基质塑性体应变和气体塑性体应变作为硬化参数以反映准饱和黏土的塑性硬化行为,在综合考虑气体溶解系数随温度和水中含盐量变化、预固结应力随封闭气体的变化等关键因素的基础上,基于临界状态土力学理论提出了可以反映封闭气体气压变化对准饱和黏土力学影响的弹塑性本构模型。模型共计10个材料参数,均可通过等向压缩试验和三轴剪切试验获得。通过与已有试验数据对比分析,结果显示本模型可以较好地模拟准饱和黏土在不排水应力路径下的应力-应变关系、孔隙水压力发展以及饱和度的演变规律;所建立模型形式简单,参数易于确定,为准饱和黏土地基中岩土工程问题的设计、计算及灾变控制提供了重要的理论基础。     

中国土木工程学会第十届中国土力学及岩土工程学术会议定于2007年在重庆召开

由中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办，中国人民解放军后勤工程学院承办的中国土木工程学会第十届中国土力学及岩土工程学术会议定于2007年11月1～4日在重庆召开。会议期间将举行中国土木工程学会土力学及岩土工程分会成立50周年庆典等活动。“第三届中日岩土工程学术研讨会”将同时举行。岩土工程界的老前辈和中外著名专家学者将出席会议，这是岩土工程界的又一次学术盛会。     

中日两国岩土(地盘)工程学会签定合作协议

中国土木工程学会土力学及岩土工程分会（CISMGE-CCES）与日本地盘工学会（JGS）于2006年1月5在中国土木工程学会签署中国土木工程学会土力学及岩土工程分会与日本地盘工学会合作协议。中国土木工程学会副理事长袁驷教授、秘书长张雁教授、国际部张俊清部长，中国土木工程学会土力学及岩土工程分会副理事长陈祖煜教授、副理事长兼秘书长张建民教授、副秘书长张建红副教授出席签字仪式。日本地盘工学会副会长浅冈显教授、中井照夫教授、张锋教授和野田利弘副教授代表日本地盘工学会出席签字仪式。张建民教授和浅冈显教授分别在合作协议上签字。中国土木工程学会土力学及岩土工程分会和日本地盘工学会旨在此合作协议的框架下促进和扩大两国在科学、技术和行业之间的交流，从而更好地服务于学会会员、岩土工程工程实践和公共社会福利。     

第二届全国岩土与工程大会在武汉召开

由中国土木工程学会土力学与岩土工程分会、中国地质学会工程地质专业委员会、中国岩石力学与工程学会、中国建筑学会工程勘察分会联合主办的第二届全国岩土与工程大会于2006年10月28日~11月1日在武汉召开。本次会议主题是以科学发展观为指导,研讨岩土工程理论、实践探索、工程     

Development of Soil Mechanics and Present Situation of Centrifugal Modelling Test

This paper firstly describes the development history and the present situation of soil mechanics, them shows features and the complicacy of geotechnical engineering and soil mechanics. All this may lead to the conclusion that the problems concerning soil mechanics and geotechnical engineering cannot be perfectly solved only with the present soil mechanics theory and numerical method. The centrifugal modelling test, owing to its replication property of in-situ stress level of structures, can be used to predict the working condition of geotechnical engineering, or to verify some principles of soil mechanics. For this reason, this testing method is getting popular. However the centrifugal modelling test just play a complementary role rather than a repellent role to the present research methods.     

冻土离心模型试验相似准则分析

在研究土壤冻融问题时,土工离心模型试验在时间效应和应力全等型模拟方面更具优势。然而,目前关于冻土离心模型试验的研究成果较少,其中的相似准则也不够完善。针对这一现状,在充分考虑土体的水-热-力耦合作用过程的基础上,采用Butterfield量纲分析法确定了控制饱和土冻融变形性状的无量纲项,建立了冻土离心模型试验中孔隙压力、热扩散、未冻水迁移、融土固结以及冻融变形的相似准则。分析结果表明,冻土离心模型试验中未冻水迁移、融土固结及热扩散效应的非稳态时间具有统一的比尺,即离心模型是原型的1/N2倍,而未冻水迁移流速的比尺为离心模型是原型的N倍。此外,利用冻土离心模拟装置完成了一则对渠道基土冻融作用的离心模拟。     

2006-2015年“寒区岩土力学与工程”领域国家自然科学基金资助情况统计及发展趋势浅析

随着我国"一带一路"国家新战略提出,"陆上丝绸之路新经济带"建设将面临诸多寒区岩土力学与工程问题,也正成为我国岩土工程领域研究热点.国家自然科学基金作为目前国内自然学科领域最高级别研究支持项目,受到各方广泛关注,所提出的研究课题可谓代表本领域的研究主流与前沿.以"寒区岩土力学与工程"为主题,对本领域近10 a(2006-2015年)获批国家自然科学基金展开资助规模、依托单位及学科门类统计,分析本领域NSFC基金整体发展态势,并对基金研究主题进行分类、整理,对目前本领域发展现状进行了较为系统的分析.基于统计、分析结果,浅析该领域未来应重点关注的研究方向及发展趋势,本综述研究以期为本领域研究人员基金申报及研究主题选择提供参考.     

物理模型试验光纤传感测试方法应用进展

室内模拟试验是岩土力学与工程地质领域科学研究的重要手段之一。光纤传感测试是一种高精度、实时性、分布式和并行式的测试技术,构建物理模型试验光纤传感测试方法,推动了模拟试验技术的进步,为现场工程可以提供更可靠的指导。本文列举了常用模型试验光纤传感测试技术,综述了岩土力学与工程地质在5个方面应用模型试验光纤传感测试的进展,并对光纤传感器的结构形式、温度补偿、传感器标定、布设工艺等应用关键问题进行了总结,探讨了光纤与模型材料变形同步、协调和相容的关系。表明基于光纤传感技术的多尺度、多源信息模型试验研究将成为未来岩土力学与工程室内试验的热点。     

上海市第四系的工程地质研究

通过２０余项工程代表性的钻孔岩芯分析,对比了上海市１２０ｍ以浅晚第四纪各沉积层的成因类型,形成时代,岩性及其物理力学性质,并按地基工程要求。编制了“地基土层次名称表”。表中将沉积层划分为１２个工程地质层及众多亚层。在此基础上,参照已有２０００多项工程勘察资料,编制成多时段１：５万古地理图,从而摸清了本区各土层的空间分布规律及其结构变化特征。根据地层结构差异,编制了 桩基工程地质分区图”,阐述了天然地基和三个不同桩基区岩土工程地质条件及应用中需注意的事项,为上海市工程勘察、设计和麓工提供了可靠的科学依据。     

岩土工程试验研究中的若干新进展

介绍了在非饱和土、数值分析、测试技术和土工合成材料工程应用方面的成就。关于非饱和土方面,指出了加强非饱和土基本试验研究工作的紧迫性;关于数值分析方面,认为流形元法为连续和非连续变形的力学分析提供了一个统一的方法,应加强在岩体力学和土力学中的开发与应用;关于岩土力学的测试技术,需密切注意近年高新技术在岩土领域的引进和推广;对于土工合成材料,应加强机制的研究,注意在应用中掌握有关原理,最后对岩土工程研究中当前存在的问题和今后发展作了简单的评述     

Applications of Particle Swarm Optimization in Geotechnical Engineering: A Comprehensive Review

Particle swarm optimization (PSO) is an evolutionary computation approach to solve nonlinear global optimization problems. The PSO idea was made based on simulation of a simplified social system, the graceful but unpredictable choreography of birds flock. This system is initialized with a population of random solutions that are updated during iterations. Over the last few years, PSO has been extensively applied in various geotechnical engineering aspects such as slope stability analysis, pile and foundation engineering, rock and soil mechanics, and tunneling and underground space design. A review on the literature shows that PSO has utilized more widely in geotechnical engineering compared with other civil engineering disciplines. This is due to comprehensive uncertainty and complexity of problems in geotechnical engineering which can be solved by using the PSO abilities in solving the complex and multi-dimensional problems. This paper provides a comprehensive review on the applicability, advantages and limitation of PSO in different disciplines of geotechnical engineering to provide an insight to an alternative and superior optimization method compared with the conventional optimization techniques for geotechnical engineers.     

深海浅表层沉积物不排水剪切强度的多探头原位测试系统及评价方法研究

海洋工程建设已步入深海,但与之匹配的浅表层沉积物不排水剪切强度原位测试技术尚不成熟。为此,本文开发了可用于评估深海浅表层沉积物土力学性质的多探头原位测试系统,包括锥形触探仪、球形贯入仪和十字板剪切仪,可实现对深海沉积物土力学性质的快速、准确和智能化评价。进一步,通过CEL大变形数值模拟和足尺土工模型试验确定锥形触探仪的锥尖阻力系数,基于离心模型试验给出球形贯入仪的贯入阻力系数,从而完善深海浅表层沉积物不排水剪切强度的评价方法;在此基础上,探讨3种特定仪器各自适合的强度测试区间。结果表明:对于深海浅表层沉积物不排水剪切强度的评估,锥形触探仪和球形贯入仪的阻力系数建议分别取值为9.5和11.1。