下穿隧道对邻近桩基承载力与沉降的影响

总结了下穿隧道开挖对邻近桩基产生的影响和小孔扩张-收缩理论的相关研究,分析了两阶段分析法、整体分析法和室内模型试验3种常见研究隧道-桩基相互作用方法的优缺点,同时在总结岩土介质小孔扩张-收缩理论研究及其在桩基工程和隧道工程中应用的基础上,指出了现有小孔扩张-收缩理论在研究浅埋隧道开挖中的不足。提出一种关于浅埋隧道-桩基相互作用的求解思路,即考虑地表效应的影响,采用有限介质小孔扩张-收缩理论进行求解。给出了该方法的初始计算模型和计算流程图,并将理论计算所得各阶段土体的位移场与离心模型试验结果进行对比,验证了方法的可行性,最后基于此计算模型给出了各阶段土体的应力场及变化量。结果表明:小孔扩张-收缩理论可以考虑三维隧道开挖对邻近桩基的影响,为解决隧道-桩基相互作用提供了新的解决思路。     

关于土力学与基础工程全英文课程建设的探讨

在"一带一路"战略的推进下,中国高等教育国际化发展需求促进了全英文授课的专业课程建设,同时也给土木工程专业带来了为国内外重大工程项目建设作贡献的机遇和挑战。文章针对土力学与基础工程课程特点,探讨了课程的现状与存在的问题,指出全英文课程建设的必要性,并从课程内容、教学课件、教学方式、考核模式等方面提出了关于课程建设的措施,强调课程应着重于讲解土力学基本原理及相关章节的知识串联,制作自学式课件,建议采取分级教学的方式、循理而析的教学方法及"柔性"与"刚性"并举的考核模式。     

月球采矿中月壤/岩力学问题的理论与试验方法

月球上蕴含丰富的钛、钍、铀、氦等矿产资源以及三斜铁辉石、锆石等地球上未发现的新矿物,月球矿产资源开发利用可有效解决地球资源枯竭及环境破坏等全球性问题,已成为新一轮全球范围太空开发竞争的焦点。然而,月球表面独特的重力、真空及温度等环境和月球地质体特殊的组分、结构及几何特征造就了月壤/月岩特殊的力学特性和工程行为,给未来月球采矿和月球基地建设带来了前所未有的巨大挑战。空间环境方面,月球重力场仅为地球的1/6,月面真空度高达133×10-12 Pa,温度最高130 ℃、最低-183 ℃,温差高达313 ℃。月球地质体几何特征方面,月壤颗粒呈现出多孔、多勾角的异型结构;结构特征方面,月壤呈现出粒径跨度大且夹杂月岩大颗粒的典型壤/岩混合体特征;组分方面,月壤及月岩富钛、富铁特征十分典型。因此,获得月球低重力引起的低应力水平和低应力梯度条件、月表超高真空和极端温度等特殊环境条件下月壤/月岩的力学行为,以及异形月壤颗粒形状引起的力学响应、月岩特殊组分及组构相关的力学特征等基础力学问题的系统研究成果,是实现月球矿产资源安全、高效开发的前提和基础。为此,需要对理论及试验研究方法进行创新,弥补现有研究方法和手段无法满足该领域研究需求的短板。理论手段方面,应该建立考虑应力梯度的月球地质体高阶力学方法,实现月壤/岩力学行为对低应力梯度响应的表征;实现月壤特殊颗粒形状的数学表征及数值重构,为揭示月壤复杂颗粒形状特征及其对力学特性的影响奠定基础;构建考虑复杂颗粒形状的月壤多尺度力学方法,实现月壤“细观颗粒形状-宏观力学行为”的跨尺度关联。试验手段方面,需要在地面构造与月面相似的空间环境并研制与月壤/月岩相似的试验材料,为在地球环境研究月球采矿基础力学问题构建试验平台。     

灌注桩桩—土界面粗糙度及强度理论研究

文章开发了可模拟实际灌注桩成型过程的混凝土浆液-土固化成型装置，开展不同灌注桩深度处混凝土浆液-土固化成型试验，探究浆液自重应力对灌注桩表面粗糙度的影响规律，进而提出考虑粗糙度特征的桩—土界面强度理论。结果表明：随着混凝土浆液自重应力增加，混凝土浆液对桩周土体的挤压、劈裂作用更为显著，使得桩—土界面粗糙度随深度增加而近似线性增长的规律；而后引入界面剪切系数i来表征桩—土界面粗糙度对界面间发生桩—土相对滑移破坏或土自身剪切破坏的影响，与已有试验结果对比表明，考虑粗糙度的强度理论可以较好地预测不同粗糙度下桩—土界面极限强度；最后探讨了理想粗糙面情况下界面剪切系数i与剖面长度比、凹槽形状的数学关系。     

小重力环境下静力触探模型试验研究

月球基地建设与矿产资源开发的基础与关键是充分掌握月壤的力学与工程特性。目前由于缺少对小重力环境的真实模拟而难以系统、准确地揭示土的力学、工程等特性与重力场间的耦合环境效应。通过利用磁拟小重力模型试验系统开展了一系列小重力环境(1/6g、1/3g、2/3g、1g)下磁敏性无黏性土静力触探模型试验。试验结果表明:模型探头在贯入过程中锥尖阻力随深度的增加表现出明显的3个应力增长阶段,在同一贯入深度处,锥尖阻力随重力场的增大而增大;归一化锥尖阻力随深度的增加先增大后减小并最终趋于稳定,而随重力场的增大却逐渐减小;同时,归一化锥尖阻力的最大值和最终稳定值与重力场相似常数的倒数间存在较好的线性关系。     

“一带一路”背景下土力学全英文课程建设与实践

一带一路建设背景下国家亟需培养土木工程专业的国际化人才，土力学全英文课程建设可以提高学生的英语交流水平，增强学生对国际前沿动态的掌握能力。基于中国矿业大学土力学全英文课程建设与实践，探讨了课程特点。针对现有培养方案、教学资源及考核模式，通过问卷调查、出勤情况、"雨课堂"随堂测试、课程成绩等综合评价教学效果，分析课程目标达成度。教学团队基于评价结果和学生反馈意见总结存在的问题，在完善培养方案与考评制度，探索线上-线下混合教学，推进专业课程思政建设等方面提出相应的改进建议，提高教育教学质量，培养适应国家战略需求的创新型专业人才。