机械连接预应力实心方桩承台节点抗震性能试验研究

预应力管桩在高烈度抗震设防地区已禁用，而普通钢筋混凝土方桩成本较高。首先针对卡扣式机械连接预应力混凝土实心方桩、PHC管桩和普通钢筋混凝土方桩与承台处的节点进行拟静力试验，并利用试验数据针对Park-Ang损伤模型进行了修正，进行了损伤指数分析。研究结果表明:预应力方桩比普通钢筋混凝土方桩的抗裂性能明显好，而预应力混凝土实心方桩承台节点耗能能力和延性低于预应力管桩和普通钢筋混凝土方桩；截桩施工导致桩端部损失部分预应力，相比较未截桩试件屈服荷载和极限荷载均减小，节点裂缝开展较早，损伤较未截桩试件严重；增配普通钢筋试件的滞回曲线比较饱满，水平承载能力和位移延性得到提升，节点抗震性能得到提升与改善；预应力混凝土实心方桩损伤前期较小，而一旦发生损伤后，损伤指数发展较快。     

钢筋-沥青隔震层非线性震动特性研究

为了研究钢筋-沥青隔震层的材料与几何非线性震动特性，对钢筋-沥青隔震结构进行了振动台试验，分析了结构在不同加速度幅值输入时的隔震性能。同时，在钢材的应力-应变关系基础上，考虑构件竖向力的二次矩效应，提出了钢筋-沥青隔震层骨架曲线的计算方法，并结合双线型恢复力模型的滞回规则，建立了相应的恢复力模型。利用建立的恢复力模型，编制程序进行了弹塑性时程分析，并与试验结果作对比。结果表明:当钢筋-沥青隔震层的受力钢筋进入弹塑性阶段时，隔震层能够吸收大部分地震能量，显著降低上部结构的地震反应；弹塑性时程分析结果与试验结果吻合较好，由此建立的恢复力模型准确并且适用，可为钢筋-沥青隔震层的工程设计与非线性地震反应分析提供参考。     

施肥对新垦绿洲风沙土肥力及碳积累的影响

利用2005年安排在临泽边缘绿洲沙地农田的长期施肥定位试验，研究不同用量有机肥、化肥、有机肥和化肥配施对绿洲沙地土壤肥力及有机碳积累的影响。试验包括高量有机肥单施（M3），氮磷化肥单施（NP3），低、中、高量氮磷钾化肥单施（NPK1，NPK2，NPK3），及低、中、高量氮磷钾化肥配施高、中、低量有机肥9个处理（NPK1M3，NPK2M2，NPK3M1），测定分析10年后不同施肥处理耕层（0~20 cm）土壤物理化学性状特征及有机碳动态。结果表明：施有机肥及有机无机配施处理较单施化肥处理容重下降0.13 g·cm^-3，田间持水量提高6.7%，单施有机肥、有机无机配施较单施化肥，土壤有机碳（SOC）和全氮含量分别提高64.8%、36.3%和64.9%、49.5%。高量施用氮磷化肥和氮磷钾化肥处理全磷含量最高，有机肥及有机无机配施较单施化肥有效氮含量显著增加，有机无机配施及高量施用磷肥土壤有效磷积累明显，高量施用有机肥能显著提升有效钾含量。连续施肥处理10年后，SOC含量提高了1.68~2.84倍，土壤全氮、全磷、碱解氮及有效磷均有一定程度的提高，但单施化肥及有机肥与氮磷化肥配施有效钾含量下降。SOC的积累速率单施化肥、有机无机配施，单施有机肥处理分别为0.27、0.59，0.87 g·kg^-1·a^-1。增施有机肥、适量减少化肥投入、氮磷钾化肥的平衡施用是绿洲沙地农田土壤肥力持续提升的施肥管理对策。     

北部湾地区海砂填料的动力特性分析

为研究北部湾地区海砂填料的动力特性，采用高级动态三轴测试系统开展循环荷载下的动三轴试验，研究不同围压及不同动应力幅值对海砂动力特性的影响规律。试验结果表明：轴向累计应变随围压增加而减小，围压150 kPa时振次10 000后应变仅为3%；随着动应力幅值的增大轴向累积应变随之增大，且达到破坏标准的时间越短。动弹性模量随着动应力幅值和围压的增加而增大，不同围压下动弹性模量随动应变的增加出现先骤减再略减后稳定的发展趋势，ε_d>0.3%后开始趋于稳定；不同动应力幅值下动弹性模量出现先增后减直至稳定的趋势，其中动应力幅值对动弹性模量有明显的影响，围压影响相对较小。孔压比随动应力幅值增加而减小，随围压增加而增加。     

KK型管节点应力集中系数几何敏感性分析

KK型管节点是自升式平台桁架式桩腿中的一种管节点，其应力集中系数是影响桩腿疲劳寿命的重要参数。应力集中系数与管节点的几何形式密切相关，为分析KK型管节点应力集中系数对几何参数的敏感性，利用ANSYS软件对某KK型管节点进行几何参数化建模，利用有限元数值模拟方法对各工况下的热点应力进行分析，并分别计算各相应工况下的名义应力，然后将热点应力与名义应力相比得到不同几何参数下的热点应力集中系数。对计算结果进行整理分析，得到了KK型管节点应力集中系数对无量纲几何参数的敏感性规律。结果表明，应力集中系数与撑杆受力状态、管节点结构形式有关，在满足结构布置、建造工艺和其他安全性指标的前提下，分析结果能够为KK型管节点的结构设计和疲劳分析提供技术支撑。     

空间链接器式多维通用饱和-非饱和流模型研究

多维饱和-非饱和流方程离散后生成的系数矩阵中常存在零系数，这将影响求解过程中的存储空间和计算效率。合理的系数矩阵优化方法既能保证模拟精度，又能提高模型在大规模网格单元中的计算效率及通用性。文章在多维饱和-非饱和流有限差分法基础上，预先记录不同方向上有效单元间的连接关系，避免了零系数的计算和存储，并结合矩阵标识法建立了空间链接器式多维通用饱和-非饱和流模型。通过模拟地下水位起涨、渗流面排水等四个经典案例及田间三场长历时小雨入渗过程，验证了该模型的模拟精度及计算效率。对比结果表明:该模型在多维度、不同边界条件（包括天然降雨、渗流面等）下的模拟精度与Hydrus、VSF等成熟软件相当，计算效率略低于Hydrus软件。田间模拟结果表明:VG模型中的参数n敏感性最强，需优先率定；因模型中尚未考虑大孔隙流影响，各层土壤水分响应时间滞后于实测过程；三场降雨计算时段末期，超过80%的入渗水量仍滞蓄在表层40 cm的土壤中，仅有约4%~12%的水量已转化为潜水。本文模型有望成为传统多维饱和-非饱和流模型的重要补充。     

灌注桩后注浆技术应用研究及承载力影响分析

对后注浆技术未能大幅提高灌注桩单桩承载力的工程个案展开分析研判，得出注浆过程控制不力是导致单桩承载力不足的主要原因。严格注浆管、射浆管、逆止阀制作质量管控与安装及注浆过程控制是能否成功注浆进而提高承载力的关键因素。工程案例中对承载力欠缺的区域进行了补桩处理，补桩时规范注浆装置制作、加强注浆过程管控，在补桩达到龄期后进行了静载试验，结果表明其单桩竖向极限承载力满足设计要求。     

高位落石作用下不同缓冲层与钢筋混凝土板组合结构动力响应

2008年“5.12”汶川特大地震诱发了大量的震裂山体危岩崩塌灾害。这类危岩发育位置高、冲击能量大，存在主动加固措施难以实施且被动防护网防护能级不足的问题，为此在汶川、芦山、九寨沟地震灾区逐渐广泛使用桩板拦石墙结构用于防治高位崩塌落石，取得了非常好的效果，但同时也存在部分桩板拦石墙墙后因未设缓冲层或挂废旧轮胎而被落石直接撞击并损毁的现象。为避免落石直接与此类钢筋混凝土（RC）板碰撞造成刚性破坏，工程上常采用就地开挖的碎石土、砂土作为缓冲层以减缓落石冲击力，为研究冲击作用下不同类型缓冲层消能效果及RC板的动力响应特征，基于室外搭建的落石冲击试验平台，开展了不同缓冲层及其相互组合的系列落石冲击试验。结果表明，总厚度相同前提下，EPS泡沫-砂土组合缓冲层的消能效果最优，其次为碎石土，砂最差。与其他两种缓冲层消能方式相比，落石锤与组合缓冲层碰撞过程中发生多次反弹且接触时长远大于其他两种；相同的冲击工况下，EPS中心位置压溃并下陷，且产生大量辐射状宽大裂缝；组合缓冲层能够有效减小RC板的跨中位移，在3，5，7 m冲击高度下，比砂作为缓冲层时跨中位移减小了37%~46%。在R4落石锤冲击下，RC板跨中位移显著增加且产生明显塑性位移，随冲击能量增大跨中裂缝自下而上延伸，RC板最终破坏时表现为典型的弯曲破坏特征。     

冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究

为探讨冻融对寒区工程岩石剪切蠕变特性的影响，以吉林省辉白隧道花岗岩为研究对象，对经历不同冻融循环次数的试样开展细观特征分析和剪切蠕变试验。试验结果表明：（1）随着冻融次数的增加，试样裂隙、孔隙不断扩展，岩石表面损伤现象愈发明显；（2）试样主要以中小孔隙为主，孔隙度随着冻融次数的增加呈非线性增长趋势；（3）随着冻融循环次数增加，蠕变变形量和蠕变速率逐渐增大，而蠕变时长、破坏应力和长期强度均呈现明显降低趋势。根据试验结果，进行冻融岩石非定常蠕变参数的表达，提出了冻融岩石损伤黏性元件，构建了花岗岩冻融剪切蠕变本构模型。将蠕变试验曲线和理论模型拟合曲线进行对比，验证了模型的正确性和适用性。通过对蠕变参数进行敏感性分析，研究了其对花岗岩蠕变变形的影响，并给出了蠕变参数随冻融循环次数的变化规律。该研究结果对于寒区岩体工程长期稳定性评价具有指导意义。     

泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究

由于海水中富集大量可溶性盐类及各种金属离子成分，利用海水配置的海水泥浆具有相对密度大、胶体率低、稳定性差、失水量高等特点，不能满足泥水平衡盾构施工要求。为实现对海水泥浆改性以达到利用海水泥浆维持开挖面稳定，降低穿江越海盾构施工成本，选用CMC（羧甲基纤维素钠）、纤维素PAC（聚阴离子纤维素）、聚丙烯酸铵等8种添加剂进行海水泥浆性质变化试验，优选出对海水泥浆改性明显的添加剂，并分析优选添加剂掺入量和时间对海水泥浆性质的影响规律。同时，基于优选的添加剂CMC，利用泥膜形成试验平台进行改性海水泥浆地层渗透试验。研究表明：不同添加剂对海水泥浆性质变化差异较大，增黏剂PAC、CMC对海水泥浆的改性效果稍好，24 h离析出现浑浊层、混合层、絮凝沉淀层。海水泥浆对地层渗透的滤水量大于改性海水泥浆，泥皮也稍厚，但呈稀疏状态。可以推测，添加剂中和部分海水成分，呈絮凝沉淀，多余添加剂表现出对淡水泥浆的增稠作用。