粒状碎屑溜砂坡运动方程与砂坡土压力计算（溜砂坡系列研究之三）

在溜砂坡系列研究之二的基础上,对风干砂的运动特征进行了细致观察。将干砂流视为连续介质的流动,对干砂流的运动动力和阻力进行了深入研究,建立了干砂流垂线流速分布方程和干砂流体底面、表面滑动速度方程。结合挡砂工程,将干砂流体视为沿底面（此种砂坡的天然休止角）滑动的三角体,从而导出粒状碎屑溜砂坡水平土压力（或水平推力）计算模型。     

粒状碎屑溜砂坡运动方程与砂坡土压力计算

在溜砂坡系列研究之二的基础上,对风干砂的运动特征进行了细致观察.将干砂流视为连续介质的流动,对干砂流的运动动力和阻力进行了深入研究,建立了干砂流垂线流速分布方程和干砂流体底面、表面滑动速度方程.结合挡砂工程,将干砂流体视为沿底面(此种砂坡的天然休止角)滑动的三角体,从而导出粒状碎屑溜砂坡水平土压力(或水平推力)计算模型.     

粒状碎屑溜砂坡运动特征与动力数值分析 ——溜砂坡系列研究之二

通过现场观察和模型试验，研究了粒状碎屑溜砂坡平面上砂粒具有滑动、滚动和滑动-滚动相互转换的运动方式；砂粒运动具有牵引式和推动式的力学特征。砂粒牵引式运动平面上多为滚动，剖面上具有从上至下、从前至后带动运动的特征；砂粒推动式运动平面上多为滑动，剖面上具有从上到下、从后至前推动滑移的特征。从单个砂粒起动时的受力特征和条件，研究了砂粒滑动、滚动和碰撞的运动参数和动力学模型。     

粒状碎屑溜砂坡的形成和基本特征研究（溜砂坡系列研究之一）

通过现场考察和室内模型试验，研究了粒状碎屑溜砂坡形成的“三大要素”——砂源区、溜动区和形成区、粒状碎屑溜砂坡形成条件和演化规律、研究了粒状碎屑溜砂坡的散体结构特征和天然休止角。通过影响天然休止角的主要因素和显著性分析，研究了天然休止角的线性回归方程以及粒状碎屑溜砂坡的稳定性和判别标志。     

地震荷载作用下土钉支护边坡稳定性拟静力分析

在极限平衡分析框架内,使用滑动面搜索新方法和圆弧滑动面方法对地震作用下的土钉支护边坡进行稳定性分析。考虑地震作用时,采用拟静力分析方法,并根据不同的条分模式,推导出水平地震动态分布系数的计算公式。针对地震效应下圆弧滑动面竖直条分法的不足,采用水平和竖直条分法相结合的改进方式。通过算例对比分析,并研究土钉支护间距与不同地震烈度条件下土钉长度的变化对边坡静力和动力稳定性的影响,结果表明,滑动面搜索新方法计算得的最小安全系数与圆弧滑动面方法的计算结果颇为接近,且比以往研究成果要小,可说明滑动面搜索新方法的可行性;在土钉支护边坡的静力和动力稳定性分析中,滑动面搜索新方法计算得的临界滑动面与临界圆弧滑动面接近,但表现出非圆弧特性;在一定程度上可减小土钉支护间距和增大土钉长度,可有效地改善土钉支护边坡在地震作用下的稳定性。     

蒋家沟砾石土的特性及其对斜坡失稳的意义

云南蒋家沟是世界上著名的由降雨导致泥石流、浅层滑坡频发的沟谷之一。组成蒋家沟斜坡表层的砾石土具有孔隙度高、级配宽、不均匀系数大等特点,级配曲线为上凹型或双峰型,为内在不稳定性土。X射线衍射分析表明,粒径小于1 mm 的细粒部分主要由绿泥石和伊利石等黏土矿物及次生石英组成,黏土矿物会影响砾石土的物理力学性质。在环境电镜扫描中观测了砾石土的微观结构,发现一种特殊的“桥式”胶结结构,并在遇水条件下发生断裂,不仅降低了微弱黏聚力,而且土颗粒容易分离成粒径为数十微米的散微粒。这与砾石土中黏性部分具有高分散性有关。此外这些散微粒在自滤过程中会能发生运移,并在孔喉等处积聚而堵塞孔隙,会降低砾石土的渗透性以及有利于斜坡中暂态上层滞水的积聚。     

黄土高边坡土钉-预加固桩复合支护体系性状分析

土钉-预加固桩复合支护技术已在基坑及边坡工程中取得了大量应用,但在黄土高边坡开挖中的应用相对较少。基于详细的现场监测数据并辅以有限元数值计算,分析了边坡开挖过程中支护体系受力及变形随时间和空间的变化规律。结果表明：预加固桩的水平位移随着时间的推移与开挖深度的增加呈增大趋势,并最终趋于稳定,同时,桩身剪力及弯矩亦随开挖的进行而不断增大;剪力最大值的位置不断下移,说明边坡的潜在滑动面有不断向下扩展的趋势。与深基坑支护桩的土压力分布相比,土钉-预加固桩复合支护体系中桩后土压力随开挖呈不断减小的趋势,但桩前土压力随着开挖深度的增加,有增有减。随着施工开挖深度的增加,土钉所测得的应力有着明显的增大,说明土钉对抑制坡体变形起到了一定作用。在预加固桩的影响下,桩上方坡体的最危险破裂面为圆弧状,其剪出口位于预加固桩桩顶处。开挖深度较浅时,土钉对整体稳定性的贡献较大,而随着开挖深度的变大,预加固桩的加固效果开始占主导地位。     

基于衬砌长期渗漏水影响的隧道施工扰动诱发超孔隙水压消散及地层固结沉降解

基于Terzaghi-Rendulic固结理论,采用保角映射和分离变量法,计算得到隧道衬砌半渗透漏水边界条件下,盾构施工扰动引起的隧道周围土体超孔隙水压力消散解和地表土体固结沉降,通过工程实例进行验证,发现理论方法与实测数据趋势一致;此外,利用参数分析获得了土体固结沉降和超孔隙水压力的分布影响规律。结果表明:衬砌与土体的相对渗透比越大,固结沉降的初始速率越大,但不影响最终收敛值;土体弹性模量越小,最终固结沉降量越大;土体中超孔隙水压力随着时间增加,在隧道开挖后较短时间里以较大幅度逐渐消散,消散到约为初始值的1/10时减幅放缓;距离衬砌外壁越远,土体初始超孔隙水压力越小,其消散速度也越慢。     

Evaluation of factor of safety for vegetated and barren soil slopes with limit equilibrium computations

Limit equilibrium method (LEM) is the most conventional and popular technique in slope stability analysis. Location of the unique failure surface and the determination of corresponding critical factor of safety (critical-FOS) of the soil slope requires a lot of trial and research. With this amount of trial and research results, we evaluate the field of factor of safety (FOS-field), which represents the critical-FOS at a point within the domain of all possible failure surfaces. Such a field can be very important for the precise judgment of the most critical-FOS of the slope and its perturbation. This paper also presents the evaluation of the FOS-field of vegetated slopes, thus providing an analytical way to examine the effect of vegetation on the soil slope stability. We evaluated the stability of vegetated and barren soil slopes under dry and fully saturated conditions. With dry and fully saturated conditions, the behaviour of slopes in most favourable and worst conditions can be simulated. Evaluation of FOS-field for various slope geometries and conditions show that the more unstable the slope becomes, the more difficult it will be to pinpoint the location of the critical failure surface with the unique least FOS. We verified the LEM codes with finite element method (FEM) and spectral element method (SEM) codes considering a sample problem from Smith and Griffiths’ book (Smith and Griffiths 2003).