- 邓祥辉;贾泽旭;张巍;王睿;史峻昕;任亚军;
考虑到软弱岩层的复杂性和多样性，现有的本构模型难以准确地描述其蠕变模型的加速蠕变阶段。为了更加准确地描述炭质千枚岩蠕变模型的蠕变过程，首先对炭质千枚岩三轴分级蠕变试验体现的流变特性进行归纳总结，并在传统Nishihara模型基础上引入裂隙塑性元件与非线性损伤塑性体，建立了能够描述炭质千枚岩蠕变全过程的非线性蠕变模型—Snishihara模型。基于上述理论模型，推导适用于FLAC3D数值求解的三维有限差分格式，并修正了Snishihara黏弹性本构模型的屈服函数、势函数及三维应力状态。最后，通过Visual studio2015软件给予的二次开发环境，在FLAC3D中完成自定义本构模型的开发，并对Snishihara模型的非加速蠕变阶段、加速蠕变阶段进行分析，验证了本构模型的精确性和可靠性。结果表明，数值模拟与室内蠕变试验在应变增量、蠕变曲线上的结果吻合较好，证实了提出的Snishihara蠕变本构模型及其二次开发应用的有效性和适用性。
2026年03期 v.47;No.392 743-754页 [查看摘要][在线阅读][下载 954K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 姜景山;左永振;程展林;潘家军;黄鑫;占飞杰;
粗粒料的力学特性表现出显著的应力路径依赖性，然而，目前开展复杂三维应力路径的大型真三轴试验研究还相对较少。为研究应力路径对粗粒料变形和强度特性的影响，开展了等小主应力σ_3、等中主应力系数b（等σ_3等b）与等平均正应力p、等中主应力系数b（等p等b）两种应力路径的大型真三轴各向等压固结排水剪切试验。结果表明，应力路径对粗粒料的应力-应变关系产生显著影响，随着中主应力系数b的增大，等σ_3等b应力路径下应力-应变曲线逐渐升高变陡，体缩变形逐渐增大，而在等p等b应力路径下应力-应变曲线逐渐降低变缓，体应变先压缩后膨胀，且体应变速率和体胀变形均逐渐增大。中主应力系数b从0增大至0.25时，中主应变由膨胀变形逐渐转变为压缩变形；当中主应力系数b从0.25增大到1.00时，中主应变均为压缩且压缩变形逐渐增大。应力路径对粗粒料的强度也有明显影响，随着中主应力系数b的增大，等σ_3等b应力路径下强度逐渐增大，而等p等b应力路径下强度则逐渐减小。破坏内摩擦角随中主应力系数b的增大而增大，且等p等b应力路径的破坏内摩擦角高于等σ_3等b应力路径的破坏内摩擦角，固结应力较低时破坏内摩擦角更大。中主应力系数从0增大到0.75时，破坏应力比逐渐减小且减幅递减，固结应力较低时破坏应力比更高。当中主应力系数在0.75～1.00之间变化时，破坏应力比基本保持恒定。应力路径对粗粒料三维应力状态下的变形和强度特性均有重要影响，正确认识应力路径对粗粒料力学特性的影响对于科学实施土石坝工程具有重要意义。
2026年03期 v.47;No.392 755-766+815页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 田威;贾祎恒;云伟;余宸;程续;
3D打印技术在岩石室内试验中以其快速成型、复杂结构复现等优势展现出广阔应用前景，但打印试样的力学性能较差，制约了其工程实际应用。为有效提高3D打印类砂岩试样力学性能，选用GS19型砂与呋喃树脂为基材制备的类砂岩试样为对象，采用不同次数脲酶诱导碳酸钙沉积（enzyme-induced calcium carbonate precipitation，简称EICP）溶液渗透处理，通过单轴压缩试验定量分析其力学性能演化规律，并采用扫描电镜结合能谱与傅里叶变换红外光谱分析从微观尺度揭示脲酶诱导碳酸钙沉积技术的力学增强机制。结果表明：试样抗压强度与弹性模量随渗透次数递增呈现增强特性，经过4次脲酶诱导碳酸钙沉积溶液渗透处理后，试样强度较对照组提升51.92%，弹性模量提升35.57%，同时其破坏模式及裂纹扩展特征与天然弱胶结砂岩相似；从微观结构研究发现，脲酶诱导碳酸钙沉积技术促使试样内部形成“树脂-碳酸钙”复合胶结相，通过增强砂粒间胶结强度，填充孔隙降低结构缺陷的双重作用机制，试样力学性能得到显著提升。研究结果拓展了3D打印技术在岩石试验领域的应用潜力。
2026年03期 v.47;No.392 767-779页 [查看摘要][在线阅读][下载 1761K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘家顺;周妮;左建平;郑智勇;金佳旭;
富碱性水环境将降低围岩承载力，诱发巷道不均匀变形和塌方冒顶，威胁巷道施工安全。以富碱性水环境浸泡砂质泥岩为研究对象，利用单轴压缩试验（uniaxial compression，简称UC）和核磁共振测试技术（nuclear magnetic resonance，简称NMR）研究了不同pH溶液浸泡后砂质泥岩强度劣化和孔隙结构演化特征，构建了孔隙分形维数D与单轴抗压强度R_c之间的关联函数，揭示了碱性水环境下砂质泥岩细观结构演化特性和宏观强度劣化机制。结果表明：（1）随着p H值的增大，砂质泥岩中微孔（孔径r_1≤0.01μm）和中孔（孔径0.01μm<r_2≤1.00μm）不断扩展且逐渐发育为大孔（孔径r_3>1.00μm），导致砂质泥岩单轴抗压强度的降低；（2）富碱性水环境下砂质泥岩孔隙结构呈多重分形结构，砂质泥岩的力学强度与其内部孔隙结构与分布形态密切相关。（3）随着p H值的增大，岩样沿轴向的破裂面逐渐增多，主破裂面附近出现了大量的次生裂纹，且有明显的剥落现象；（4）碱性水的溶蚀作用和砂质泥岩吸水膨胀效应是导致砂质泥岩细观孔隙结构演化和宏观强度劣化的根本原因。研究成果有助于提高富碱性水环境下软岩巷道围岩变形控制和工程灾害防治能力。
2026年03期 v.47;No.392 780-792页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 孙银磊;廖磊;邹西;周艳华;程芸;郭云豪;王志良;张先伟;
泥炭质土作为一类特殊软土，其物理力学性质受微观结构的影响，其高有机质、高含水率、重度低、承载力不定的特性极易导致各类工程问题。如何提高泥炭质土力学强度已成为工程实践中的热点问题。采用炉渣基地质聚合物协同水泥固化，通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验研究改良前后泥炭质土的力学特性，结合扫描电子显微镜（scanning electron microscope，简称SEM）、X射线衍射（X-ray diffraction，简称XRD）、压汞法（mercury intrusion porosimetry，简称MIP）、傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，简称FTIR）等微观手段对改良机制进行分析。结果表明，3种碱活化剂作用下，Na OH的活化效果最好。水泥改良泥炭质土通过离子交换、水化产物结晶及CaCO_3和水化硅酸钙（C-S-H）的形成，减少颗粒孔隙并增强结合力，从而提高土体抗剪强度。活化炉渣改良泥炭质土的反应过程可分为4个阶段：溶解活化、离子交换、凝胶生成、结构重塑。碱活化剂促进炉渣玻璃质相溶解与离子缩聚形成水化硅铝酸钙（C-A-S-H）凝胶，同时泥炭质土中有机官能团通过离子交换形成CaSiO_3沉淀及钙桥结构，最终形成致密复合结构提升土体抗压强度。灰色关联法分析显示：抗压强度与孔隙面积关联最紧密，抗剪强度则与形状因子关联最密切。对改良土样进行5次干湿循环试验，强度损失率最低为27%。研究成果可为碱活化炉渣替代部分水泥用于泥炭质土固化领域提供理论依据，实现软土加固和工业废物利用二者共同资源化，也为云南泥炭质土地区的施工建设提供参考借鉴。
2026年03期 v.47;No.392 793-815页 [查看摘要][在线阅读][下载 3184K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王俊;胡亚波;宁建国;党延龙;张朝辉;
深部煤岩体蠕变特征明显，在中等冲击动载（冲击能量等级介于10~3～10~4 J）作用下，蠕变煤岩体会发生时滞型失稳破坏，这给工程灾害的评估与预警带来了一定的困难。针对这一问题，利用自行研制的蠕变-冲击试验系统，开展了中等冲击动载下蠕变煤体力学响应特征研究，分析了中等冲击动载对煤体蠕变破坏的影响，讨论了中等冲击动载加速蠕变煤体破坏的机制。试验结果表明：（1）提高中等冲击动载强度与次数，可促使煤体由等速蠕变变形提前进入加速蠕变变形阶段，同时降低煤体进入加速蠕变阶段的时间与应力阈值；（2）在低应力水平下蠕变煤体仅具有硬化效应，但中等冲击动载下煤体呈现出硬化-损伤效应，最终诱发煤体产生以张拉破裂为主导的宏观破坏模式；（3）提出了蠕变煤体“冲击损伤应力”概念，即当应力水平最低为0.4σ_c时中等冲击动载加速蠕变煤体损伤破坏，此应力状态可认为是蠕变煤体的“抗冲击损伤强度”。研究结果可为深部矿井冲击地压灾害预警与防控提供一定的理论支撑。
2026年03期 v.47;No.392 816-827+838页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王恒;林修洪;肖贵津;陈军浩;王刚;宋苗苗;
每年我国水力疏浚将产生大量高含水率泥浆，采用堆场处置通常需要数年时间才能达到自重沉降稳定。探究泥浆泥面自重沉降速率演化与初始含水率w_0、液限w_L和泥面初始高度H_0的内在联系，是准确计算泥浆自重沉降的关键难题。通过建立室内量筒试验的泥浆泥面高度时程曲线数据库，提出泥面高度-时间的数学表达式，研究泥面沉降与沉降速率内在联系随泥浆初始状态和H_0的演化规律。研究表明：泥面沉降速率整体呈先增大后减小的变化趋势。泥浆w_0/w_L越大，在阻碍沉降阶段的沉降速率越大，但在自重固结阶段的沉降速率反而减小，完成90%至95%泥面沉降所需要时间最多不超过最终时间的50%。同时，引入沉降完成度概念，建立不同沉降完成度下泥浆初始状态与沉降速率经验关系，提出泥面自重沉降计算方法，计算得到的泥面沉降预测值约为实测值的1.0～1.1倍。该方法能够在仅测定泥浆w_0和w_L的情况下，结合实时泥面沉降-时间曲线计算得到达到不同沉降完成度时对应的沉降速率，快速准确估算自重沉积稳定时泥面沉降量，为疏浚泥堆场优化设计提供定量化分析方法。
2026年03期 v.47;No.392 828-838页 [查看摘要][在线阅读][下载 1224K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 万朔;马强;周凤玺;张添渊;
基于非饱和多孔热弹性介质的波动理论，考虑了土骨架的黏性和热效应的影响，利用Kelvin-Voigt黏弹性模型、多孔黏弹性介质的运动方程以及广义热弹性理论，建立非饱和热黏弹性介质的波动方程。通过引入各相介质的位移势函数，推导得到了非饱和多孔热黏弹性介质中体波的弥散特征方程。采用数值计算分析了松弛时间、热传导系数、介质温度、固相比热和饱和度等热物性参数对热弹性波的波速和衰减系数的影响规律。研究结果表明：松弛时间每增加0.5×10~(-3) s,P_1波的波速和衰减系数最大增加了2.93%和44.51%,S波的波速和衰减系数最大增加了17.49%和51.32%，而T波的波速和衰减系数最大减小了25.4%和20.3%。热传导系数仅对T波的波速和衰减系数产生影响，热传导系数每增大1 J/(m·s·K),T波的波速增大了21.62%，衰减系数减小了6.83%；介质温度每增加20 K,P_1波的波速增大了0.3%，衰减系数减小了0.2%；固相比热的增大将引起P_1波和T波波速的逐渐增大。饱和度对P_1波、P_3波和S波的波速影响显著，随饱和度从0.99降低至0.40,P_1波波速最大提高15.6%、P_3波波速最大提高4.4倍，S波波速最大提高6.5%。
2026年03期 v.47;No.392 839-855页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蒋亚龙;周亚风;徐彭楚璇;张旗;邱思宝;
在地下工程领域，研究全断面掘进机（tunnel boring machine，简称TBM）热损伤破岩技术时，传统的等温循环方案存在高能耗问题，极大地制约了其经济性及未来应用推广。为了应对这一难题，探索变温-水冷循环这一新型热加载方式对岩石的劣化效应，对于推动该技术的节能降耗与工程应用具有重要价值。通过开展单轴压缩、巴西劈裂及贯入试验，系统研究了极硬花岗岩经历3次不同高温（T_1、T_2、T_3）水冷循环后的可掘性变化，分析了岩石破裂模式、形态、抗压强度、抗拉强度及贯入速率的演化规律。研究结果表明：随着初始温度T_1的升高，岩石热致微裂纹由稀疏分布逐渐发展为网状分布，并由仅晶间裂纹扩展形成损伤破坏，破裂模式由劈裂拉伸转变为斜面剪切，破坏形态呈现脆性向延性过渡的特征，其中500℃为关键转折点；岩石强度的下降速率及贯入速率的提升率在T_1处于500～600℃范围内达到最大，之后逐渐减缓并趋于稳定；当T_1> 600℃后，贯入速率的提升幅度较600℃时有所减缓，但其绝对贯入性仍高于常温对照组；第2次高温T_2(200～600℃)虽能进一步降低岩石强度、增大热致微裂纹密度和破碎区体积，但其对破裂模式与形态的影响弱于T_1；贯入速率在T_2为200℃时出现显著提升。因此，在极硬岩层TBM掘进中采用变温-水冷辅助破岩时，推荐采用初始高温600℃、后续200℃的循环方案。
2026年03期 v.47;No.392 856-868页 [查看摘要][在线阅读][下载 5248K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张彬;邵帅;邵生俊;齐磊;王泽驰;赵梓君;
为研究不同应力路径下黄土的变形特性，采用双向三轴仪进行等q(q为偏应力)压缩试验、等p(p为球应力)剪切试验和等应力比试验，系统分析了球应力和偏应力对体应变和剪应变的交叉影响机制。试验结果表明，球应力不仅产生体应变，也因各向异性导致径向应变大于轴向应变（约5.79倍），产生负的剪应变；偏应力产生剪应变的同时也会伴随约1%～3%的剪缩体变。这表明黄土的变形受球应力和偏应力共同支配，形成p-ε_(vp)、q-ε_(vq)、p-ε_(sp)、q-ε_(sq)(ε_(vp)、ε_(vq)和ε_(sp)、ε_(sq)分别为球应力、偏应力引起的体应变和剪应变)4类交叉应力-应变关系。鉴于传统模型难以描述此类交叉关系，在K-G模型（K为体积模量，G为剪切模量）框架基础上拓展，在原有体积模量K_t和剪切模量G_t的基础上增加了交叉模量J_1和J_2，分别量化偏应力引起的体应变和球应力引起的剪应变，并引入应力比硬化系数，构建了能够反映黄土各向异性和剪缩特性的四模量增量非线性本构模型。通过求解模型参数并与试验数据进行对比，验证了该模型在不同加载路径下预测黄土力学响应的准确性。研究成果为深入理解黄土的力学行为及其工程应用提供了新的方法和理论依据。
2026年03期 v.47;No.392 869-881页 [查看摘要][在线阅读][下载 1060K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨俊鹏;段晓沛;张倩;李博文;汪益敏;
为探究潮湿多雨气候条件下软岩残积土作为土工格栅加筋路堤填料的适用性，研究不同降雨条件下土工格栅加筋改良软岩残积土结构的排水性能，设计了一种大尺寸降雨入渗室内模型试验装置。试验研究了短时强降雨、短时极端降雨及长降雨历时条件下加筋改良软岩残积土结构的降雨入渗规律、渗透速度及不同排水设计方案的排水效率。结果表明：（1）不同降雨条件下加筋土结构降雨入渗均经历无压入渗、有压入渗和饱和入渗3个阶段，土工格栅加筋改良软岩残积土结构的降雨入渗能力较低，排水性能较差，饱和导水率约为0.28 mm/min。（2）内部设置级配碎石排水层明显改善加筋软岩残积土结构排水性能，其中，中砾碎石排水层排水效果最佳，细砾排水层次之，粗砾排水层相对较差，碎石排水层级配与填土粒度成分有较密切的相关性。（3）降雨强度分别为20、30、40 mm/h时，设置级配碎石排水层，结构底部排水量分别增大了21.7%、36.7%、34.6%；使用复合型排水土工格栅替代单向土工格栅时，结构底部排水量分别提升了7.40%、10.10%和4.89%，底部排水持续时间分别延长了1.5、2.5、4.5 h，级配碎石排水层与复合型排水土工格栅可有效改善改良软岩残积土加筋结构的排水性能。
2026年03期 v.47;No.392 882-892页 [查看摘要][在线阅读][下载 2013K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郑福;姜谙男;张浩扬;
为了揭示高温环境注浆结构面力学性能劣化机制，通过对不同水灰比注浆的黄砂岩结构面试样进行高温处理，并开展直接剪切试验，分析高温对注浆结构面剪切性能的影响规律。发现注浆强度增高使峰值剪切应力增大、位移减小，但高温处理导致峰后软化不明显、断裂延迟，塑性变形增大。注浆强度和粗糙度增加有助于提高剪切强度，但随着温度升高，岩-浆界面的黏聚力和岩壁抗压强度呈非线性下降，表明注浆加固效果随温度升高逐渐减弱。高温引起的岩-浆界面脱离效应和软化效应是剪切强度弱化的两个主要机制。基于Grasselli三维形貌参数，提出了一种考虑高温影响的注浆结构面抗剪强度准则。通过与试验数据及文献对比验证，结果表明该准则能准确预测高温后注浆结构面峰值剪切强度，为高温环境或火灾后岩体稳定性评估提供理论依据。
2026年03期 v.47;No.392 893-911页 [查看摘要][在线阅读][下载 2051K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 舒晓云;田洪铭;朱珍德;许建述;邱鑫;王庆勇;徐智超;李运发;
红层软岩隧道经常会发生锚固失效的问题，提高红层软岩浆-岩界面的力学性能对保证锚固支护的稳定性意义重大。通过室内直剪试验，研究了3种典型红层软岩（红砂岩、泥岩、青砂岩）与普通硅酸盐水泥（ordinary Portland cement，简称OPC）和早高强水泥（early high-strength cement，简称EHC）在不同养护龄期（6 h、1 d、2 d、7 d）下的浆-岩界面力学性能（峰值抗剪强度τ_p、残余抗剪强度τ_r和剪切刚度k_s），并采用数字图像处理技术（digital image correlation，简称DIC）分析了不同条件下浆-岩界面的破坏特征。结果表明：（1）相同浆液类型和龄期下，浆-岩界面τ_p和τ_r满足：红砂岩>泥岩>青砂岩。随着法向应力的增加，界面τ_p和k_s均逐渐增加，其中红砂岩对法向应力最敏感，泥岩次之，青砂岩最弱。红砂岩、泥岩和青砂岩与EHC的浆-岩界面在2 d时的黏聚力分别为2.4、0.9、1.2 MPa，内摩擦角分别为57.6°，38.0°和27.0°。（2）相同岩石条件下，浆-岩界面τ_p和k_s随着龄期的增加呈非线性增加。相比于OPC,EHC与红砂岩的黏结效果更好，在6 h时的τ_p便可达7.9 MPa,2 d时的τ_p即可达到7 d的90%以上。（3）不同岩石和浆液性质条件下的浆-岩界面破坏特征差异明显，OPC黏结的浆-岩界面主要发生浆液层的剪切破坏，EHC与红砂岩和泥岩黏结时主要发生岩石层的剪切破坏，与青砂岩黏结时主要发生界面的脱黏破坏。（4）提出了一种红层软岩浆-岩界面抗剪强度经验模型，并确定了红砂岩、泥岩、青砂岩的模型参数，为快速合理的评估红层软岩隧道锚固力提供了支持。
2026年03期 v.47;No.392 912-928页 [查看摘要][在线阅读][下载 1725K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 乔雅晴;时振昊;黄茂松;张中杰;王浩然;
软黏土在非常小应变下具有高初始刚度，其刚度随应变增加非线性衰减，且衰减关系依赖于前期应力历史。上述黏土小应变刚度特性对地下开挖施工诱发环境变形具有重要影响。结合颗粒间应变（intergranular-strain，简称IGS）弹性模型和临界状态各向异性边界面模型，建立了考虑黏土小应变刚度特性的有效应力弹塑性本构模型。该模型通过IGS记忆土体变形历史，利用IGS与应变增量转角表征应力方向改变，并结合路径相关的刚度演化方程，实现了应力路径相关的小应变刚度演化模拟。研究进一步给出了IGS模型和Overlay模型（即广泛使用的HS-Small模型中小应变模型）的参数换算关系，开展了IGS与Overlay模型的对比分析。通过基坑开挖环境变形案例，开展了IGS模型针对边值问题的应用及验证。结果表明：（1）IGS模型可以合理反映前期应力历史对黏土小应变刚度的影响及开挖导致的地层变形；（2）当前期应力历史幅值较小时，IGS和Overlay模型均能较好地反映前期历史对小应变刚度衰减关系的影响；（3）随着前期应力历史幅值增大，Overlay模型可以低估与前期历史之间转角较小的应力路径下小应变刚度。
2026年03期 v.47;No.392 929-938页 [查看摘要][在线阅读][下载 979K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马渊博;董旭光;胡倩倩;黄德昭;
黄土高原地区水土流失严重、抗侵蚀能力弱等问题，主要在于黄土强度低、水稳定性差。大豆脲酶诱导碳酸钙沉积是一种绿色、低碳的生物固土技术，钙源是影响大豆脲酶固化土力学和水力特性的重要因素。选用氯化钙、醋酸钙和硝酸钙3种钙源制备胶结液处理黄土，并设置对照组以对比分析其固化效果。开展不同钙源固化黄土的系列宏微观试验，厘清不同胶结液浓度和养护周期固化黄土的强度和破坏特征、崩解演化过程、碳酸钙含量、矿物组分和微观形态等宏微观指标的发展规律及其联系。结果表明：硝酸钙固化土无侧限抗压强度最高可达1 857.24 kPa，较对照组提高约1.91倍；氯化钙固化土抗崩解性最佳，崩解时间最多可延长近3.52倍。固化土抗压强度和崩解时间与碳酸钙含量分别呈线性和指数关系。大豆脲酶诱导生成的方解石晶体通过胶结、填充和包裹等方式重塑了黄土微观结构，提高了颗粒密实度与整体性，从而显著提升了黄土强度和水稳定性。研究可为大豆脲酶固化黄土优选合适钙源提供有力支持。
2026年03期 v.47;No.392 939-950页 [查看摘要][在线阅读][下载 3159K] [下载次数：497 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 何俊斌;豆红强;王浩;简文彬;郭朝旭;
当前有关植物根系固土力学特性的研究多局限于独立根群或根系局部样本。为探究根-土相互作用中根系整体的力学机制，基于对毛竹根系整体建模得到的毛竹全根系三维重建模型，以具备根系力学特性的类ABS光敏树脂为材料，借助3D打印技术制备毛竹全根系模型，藉此开展大型直剪试验以分析根-土复合体的力学特性。结果表明：根系形态结构对根-土复合体力学特性存在突出影响；在具备一定根系密度的截面，剪切荷载能够被整个根系共同承担；粗大的根系结构有助于动员整个根系共同抵抗剪切荷载；根系对土体黏聚力与内摩擦角都具有增强作用；在花岗岩残积土中，较高的垂向应力有助于根-土紧密接触，抗剪强度呈加速式增长。基于试验结果，提出一种全根系的根-土复合体抗剪强度计算经验公式。研究成果可为进一步揭示根-土力学作用机制提供科学依据，为根系固土试验研究提供新型可控可重复试验方法。
2026年03期 v.47;No.392 951-966页 [查看摘要][在线阅读][下载 1654K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘国冲;田浩;樊恒辉;孙增春;孟敏强;任冠洲;
在能源地下结构、核废料处置储存、垃圾废料填埋等岩土工程建设过程中，土体与结构物间的热交换会导致土体的体积变形和剪切特性发生显著变化，建立合理的本构模型反映土体的热-力耦合特性具有重要意义。首先，基于热力学原理，引入一种新的耗散函数和自由能函数，推导出含有3个形状参数的屈服面方程；进一步考虑饱和黏土的热弹性应变、先期固结压力以及临界状态的热依赖行为，采用非相关联流动法则建立了饱和黏土的热-力耦合边界面本构模型；最后，通过等向升温-降温试验、温控三轴排水/不排水剪切试验对模型的预测能力进行了验证分析。结果表明：在0～95℃温度范围内，超固结比不大于12时，模型能够合理地反映饱和黏土的热-力耦合效应，温度影响下正常固结土的应变硬化和体积收缩以及超固结土的应变软化和剪胀等特性均得到了合理地描述。
2026年03期 v.47;No.392 967-979页 [查看摘要][在线阅读][下载 749K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 崔雯雯;董晓强;尹顺德;贺高乐;赵睿阳;
全球水泥行业贡献约8%的二氧化碳排放，利用赤泥、钢渣、粉煤灰等低碳废弃物替代水泥对碳中和具有重要意义。针对其低反应性限制岩土工程应用的问题，提出碱性-硫酸盐协同激发方法，通过背散射电子能谱、X射线衍射等技术揭示微观结构与反应动力学规律。试验表明，碱性溶液浓度、温度、溶出时间、固液比和硫酸盐浓度显著影响废弃物中Si、Al、Ca的溶出过程。动力学分析证实溶出过程符合收缩核模型的内扩散机制，其中Si在碱性条件下活化能较低，溶解活性较高；而Ca的活化能较高，溶出速率对温度更敏感。分子动力学模拟结果显示，在NaOH-Na_2SO_4体系中，Si和Al分别以SiO_3~(2-)和Al(OH)_(4~-)形式存在。研究为低碳岩土材料的开发提供了理论依据，并助力建筑业低碳转型。
2026年03期 v.47;No.392 980-992页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李凯;胡冉;张亚楠;杨志兵;陈益峰;
岩体裂隙中反应性流体渗流诱发的溶蚀过程对岩土工程安全具有重要影响，而由溶液密度差异所诱发的重力效应下，倾斜裂隙介质的溶蚀机制尚不明确。通过孔隙尺度数值模拟与可视化试验相结合的方法，系统探究了不同倾角裂隙溶蚀模式及渗透率演化规律。结果表明：倾斜裂隙溶蚀过程中，溶液密度差异诱发的浮力对流会形成“漩涡”流动结构，其中沿裂隙长度方向的浮力对流主导溶蚀通道发育，而垂直方向影响可忽略。通过引入理查森数建立了溶蚀模式判据：当理查森数Ri_Ⅱ>10时属浮力对流主导模式，倾角增大促进虫洞发育并降低突破注液量；当理查森数Ri_Ⅱ≤10时属强制对流主导模式，其溶蚀形态由注入流速控制，呈现紧凑溶蚀、虫洞溶蚀和均匀溶蚀3种模式。在此基础上，建立了考虑重力效应的最佳注入流速的理论模型，实现不同倾角下裂隙介质最佳注入流速的准确预测。研究成果为可溶岩区地下工程渗流控制提供了理论依据，对CO_2地质封存、地浸采矿等工程的安全评估具有重要指导意义。
2026年03期 v.47;No.392 993-1006页 [查看摘要][在线阅读][下载 1885K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]