同济大学在土动力学研究和应用方面的进展

内容。
， 周健教授课题组近年在土动力 学方面研究进展［２ ［ ｝８ １１ － ［
近年来， 周健教授课题组关于 土动力学的研究成果 主要分为 三个方面： 土工建筑物 抗震分 析、 细 观土 动力学试验和数值模拟、土动 力学在地基处理中的 应用。 ，， 土工建筑物抗震分析 ． 对 Ａ ＳＳ 进行了 ＮＹ 二次开发，改 进了 动力人工边界条 件，引 入了 交叉计算法，改进了 计算 模型， 提出了 一种藕合场分隔迭代算法， 修正了 分隔预测算法无 法消除累 计误差的 弊病，编制了 有效 应力动 力分 析模块。
基残余变形的影 响。
２３ 高 能级强夯的研 究 ． 该课题组近年 来对高能级强夯的加固机理和 设计准则进行了 深入研究。 提出了考虑夯锤与 土体相 互作用的非完全弹 性碰撞半空问 强夯模型，推导了 强夯夯锤加速 度和锤底冲击应力时程关系等 一系列 解析式。得到不同 能级强夯作用下的峰值冲 击应 力与任意深度处 动附 加应力的 简化计算式。从 工程实 用角度澄清了有效 加固 深度、加固深度和影响深 度的学术概念， 建议规范明 确界定有效加固深 度的深 刻内 涵和量化指标， 提出 并推荐了对不同土 类和 加固目 的综合确定 有效加固 深度的原则、方法 和判定
杨林德教授课题组对铁路隧道提速列车振动进行 了测试与荷载模拟 ，对 高速铁路路基动土压力测
试 信号的 小坡进行了分 析。
５ 唐 群教 课 组 在 力 方面 ［－ 益 授 题 近年 土动 学 研究７［ ７２ １１ ８
近年来，唐益群教 授课 题组对上海软土场地的 地震反应特征、地 铁行车 荷载下土体动强度和动应 力 应变关系、 一 地铁振动 荷载 作用下饱和软粘土微观性 状和地铁列车荷载作 用下隧道 周围 土体的 临界动 应力比 和动应变等问题 进行了 研究分析，并 对桩 土体 系的有效应力地 震反应计 算方法进行了 研究。提 出了 基于Ｍｏｔ ａｏ 砂土地震液化危害概率 ｎ Ｃｒ 的 ｅ ｌ 分析方法。
切波速等主要土层参数对振动的传播及衰减的影响规律 。对秦沈快速客运 专线 以及上海磁悬浮线路列 车运行时产生的地面振动进行 了测试。
２． 交 ．２ 通荷载下软土路基的变 ２ 形研究 建立了连续半 正弦波加载和一定时间间隔半 正弦波加载的路基附 加动应力模式。建立了能 考虑等 向 固结和非等向固 结饱和软粘土在循环荷载作 用下残余孔隙水压力的 计算模型。建立了 循环荷 载作用 下正常固结饱和粘 土不排水强度和循环荷载作 用后排水再固结强 度的 计算方法。建立了循环荷 载作用 下考虑部分排 水的 饱和粘土的一维固结方程。 利用所建立的多面弹 塑性本构模型、孔压模型和固 结方 程对交通荷载作用 下软土路基的残余变形进行 （ 同时分析了 预钡， 路基的排水性能对交通荷载作 用下路
为 统的 。 颗 流ＰＣＤ ）序， 用固 祸 的 元 型Ｆｅ Ｃ ｒ－ｉＦ ｉ 系 研究 基于 粒 （ ２ ３ 程 应 液 合 离散 模 （ｘ ｏｓＧｄ ｄ Ｆ ． １ ｉｄ ｅ ｒ ｌ ａ ｕ
Ｍ ｄｌ ｏｅ ， ） 对爆炸荷载作用下引起 饱和 砂土体液化、 密实过程进行模拟， 从细观角度模拟 和验证爆炸法 密实 饱和砂的 机理， 研究了饱和砂土 体在爆炸荷载作 用下的 细观力学性状。 宏、 通过现场和模型试验， 对爆 炸荷载作用下的孔隙水压力的增 长与 消散规律进行系统的 研究。 并探讨了 基于能量 分布的 爆炸法
析。对 软土地下结构 的地震土压力进 行了分析研究
１ 细观土动力学试验 和数值模拟 ． ２ 利用 ＰＣ Ｄ进行了各 Ｆ２ 种条件下松砂和密砂的 循环应力和循环应变数 值试 初步探讨了饱 验， 和砂土
液化、 状态转换面 的产生 、 循环活动性等 的细观机理。 初步 了建立饱和砂土固液祸合 的细观力学模型，
Hale Waihona Puke 初步 模拟了 砂沸现象和地震荷载作用下 饱和 砂土的液化过程。采 用数字 摄像技 术和开发的有关图 像处 理技术，通 过砂土液化的模型试验， 初步 探讨了 饱和砂土液化前 后的 细观组构变化规律。 采用现场试验、 试验 模型 及颗粒流（ Ｃ数 Ｐ ） 值模拟相结合的方法， Ｆ 对爆炸法密实砂土 地基进行了 较
标准。
在广东惠州一 沿海碎石 土回 填地基上 成功实施了国内 首次 １ ｏｋ ． 高能级强夯系 ０ｏ ｍ ０ Ｎ 列试 验，为 １０ｏＮ ０ｏｋ ． ｍ的地基 处理、施工组织设计与检 测提供了 参数依据。 在珠海某具有软弱下卧层的碎 石回填 地基上成功 进行了１００Ｎ ００ｋ ． ｍ的高能级强夯 工程实践， 为地基处 理规范中 强夯部分的修订 和发 展提供
第７ 届全国 土动力学学术会议论文 集
北京
２０－１ － ０６１－ ６ ３
通过 现场试验，提出了降水 联合强夯地基处理方法， 把该 方法成功应用到上海外高桥 港区 四期、 五期和罗径 港区 二期工程、 浦东 铁路中 心堆场和上海临港新城 道路地基处理工程，为国家 节约了 数亿
资金。
２ 高广 运教授课题组近年在土动力学 方面研究进展［－］ ２］ ７５ ］５
对土 与结构相互作用下 的地下建筑物动力可靠性分析问题进行 了研究 ，对结构部分采用 首次 穿越 破坏机理标准标准，对软土地层采用 累积损伤破坏机理标准 。 对软 土地层地下建筑物地震风险管理与保 险问题进行了研究，建立 了软土地层地下建筑 物地震 灾
害风险管理的 系统理论框架， 地震 并对 保险问 题进行了 探讨。 对双圆 盾构法隧道、磁悬浮基 础，云龙 水库心墙堆石坝和武 汉长 江隧 道等进行了 抗震稳定 计算分
６ 周 教 课 组 在 力 方 研究８［ 顺华 授 题 近年 土动 学 面 〔－ ３５ １１ ８
近年来，周顺华教 授课题组对地铁隧道 地基 土孔隙水压力变化 及液化性进行了 研究。 对高速铁路 桥 桩在轴向 循环荷载长 期作用下的承载和变形特性 进行了 试验研究。 对地铁运行荷载引起的隧道地基 土动 力响应进行了分析 研究。
系 进行了 数值模拟， 得出了 水平、摇摆祸合激振条 件下， 三维波阻板 主动隔 振体系的设计准则。
２２ 交通 ． 荷载引 起的地面振动与变形
２２， 交通引起的地面振动传播 与衰减 ．．
对铁路交通引起的地面振动的传播与衰减进行了 研究， 结合运行列车一 一 轨道 地基振动模型， 对饱 和分层地基上列车 运行引 起的 地面振动进行分析， 详细讨论了 渗透系 数、 孔隙 率、 流体粘滞系 数、 剪
第７ 届全国土 学学术会议论文集 动力
北京
２０－１ － ０ ６１－ ６ ３
９ 李杰教授课题组近年在土动力学方面研究１］ １ ［０１１ ０［ － ０
近年 来， 李杰教授课 题组对地下管 线进行了 有效应力地震反应分 析和考虑土体固 液二相性质的地
下管线地震反应研究 。
１ 结束语 ０
由于时间 仓促， 收集资料不全，有 不妥之处， 敬请谅 解。加强 合作，把已 有的做 大做深， 发掘新
实用参数。
周健，等＿同济大学在上动力学研究和应用方面 的进 展
３ 黄 松教 课 组 在 力 方 研究５［ 茂 授 题 近年 土动 学 面 ［－１ ８３ １ ６
近年来， 黄茂松教 授课题组关于土动力学的 研究 成果主要分为二个方面： 饱和多 孔介质土动力学 理论与数值解法、桩 基振动和土工动力 测试 技术的 研究。 ３， 饱和多孔介质土动力学理论 与数值解法 ． 针对饱和土动力学ｕ 形式存在数值求解一定困 － ｐ 难问 题， 提出 种基于对 一 孔隙 水流动守恒方程直 接进行修正的直接ａ 法， 方 通过算例计算证明了 所提出 方法的有效性。
８ 楼 麟教 课 组 在 力 方 研究９［ 梦 授 题 近年 土动 学 面 【－１ ３９ １ ９
近年来， 楼梦麟教 授课题组对 深覆盖 土层地震反应分析中的 若干问 题进行了 探讨， 进行了一 致输
入作用下土层的地震反应分析。在地震反应分析 中，分别考虑了侧 向人工边界的影响、基岩弹性刚度 对土层地震反应的影响及上海软土动 力参数变异性对土层地震反应 的影响。
近年来， 运教 高广 授课 题组关于土动力学的研究成果 主要分为三个方面： 屏障隔 振的 研究、交 通
荷载 引起 的振动及变形、高能级强夯的研究。
２ 屏障隔 ． ， 振的 研究
近年来，该课 题组 从瑞利波散射理论的 原理出发，首 次对连续屏障 和非连 续屏障 远场被动隔 振效 果进行了 三维分析， 对屏障 近场主动隔振和远场被 动隔 振的 不同机理 进行了深 入探讨， 为分析屏障 远 场被动隔振效果奠定了 坚实的 理论基础。提出了非 连续屏障和连续屏障 等价的 方法， 为非连续屏 障隔
３ 桩基振动和土工动力 ． ２ 测试技术的 研究
４ 杨 德教 课 近 在土 力 方面 究６［ 林 授 题组 年 动 学 研 【－］ ４６ １ ７
近年来，杨林德教 授课题组对地铁车站结构 振动台 试验中模型箱 设计 对进行了 研究， 并进行了地 铁车 站振动台试验。对 软土地铁车站地震响应数值计 算方法进行了 研究， 提出了简 化计算方法。 对上 海地 铁车站区间 隧道和车站抗震设计方法 进行了 研究， 制定了 《 上海市地铁抗 震设计指南》 。对重力式 防 汛墙抗震稳定性进行了 研究，对软土地 基中 堤防 工程抗震稳定性进 行了 计算分析
的亮点，可 能是今后 的努力方 向。
参 考 文 献
１鳌鹏， ． 周健‘ 软土地下 建筑物的 地展响应及动力可命 析． 性分 防灾减灾工程 学报，０ ２（． ２０， ） ３ １ ２ ．周健， 燕， 苏 童鹅． 软土地层地铁及地下构筑物抗震 分析研究现状． 动力 地下空间 ２０， 份：７－８ ，０３２ ）１ １ ． ３ ３７ ３ ．曹宇氛 周健． 粉土层液 化可能 性判断的地震反应分 法． 析方 水利学报， ０，（：９ ３ ２ ３３ ６７． ０ ３ － ） ４ 鹏． ．爹 周健． 土与结构相 互作用 地下建筑物动力 下的 可靠性分析． 建筑结构学报 ２０， ）１ －９ ，０４２（： １ ５ ２ ２ ２ ４ ５ 健， ．周 ｓｏ． 软土地下结构的地展土压力分 等， 析研究． 岩土力学 ２０，５ ５４５． ，０４２（： ５９ ４ ５－ ） ６ 何开明 周健， ． ， 王兰民 弦夯黄土地荃抗液化性 试验研究． 空间 ２０ ３２（： ０ ． 状的 地下 ，０４ ， １ ２３ ， ） ７ ４ － ７ ．贾故衣 周健， 李杰三． 地基处理施工振动及其对 Ａ的 环Ｊ 影响评述 地下空间２０ １， ）５００． ，０４ ２２（： ５５ ， ４ ０ ４ ． Ｓ ．吴晓峰 周健， ， 董鹏． 软土地层中 双圆盾构法隧道的 抗展分析． 抗展，０４８２－１ 工程 ２０，：７ ． ３ ９ ．苏燕 周健． ， 隧道抗震 评估初探， 风险 福州大学学 自 报（ 然科学版， ，， １６６ ） ０４２３（： ８ ２０ ． ２ ５ ） １ 屈俊 周俄 李 ０ 童， 进军． 爆炸密实饱和粉细 砂地墓中 孔隙水压力的增长与消 工程爆破， ０，０ ２－． 散 ２ ４１（）２ ６ ０ ３ ２ ： Ｉ １ ．周健， 江建洪， 贾敏才． 磁悬浮基础地展反 三维有限元分析 工程抗展与加固改造卜０ ， ）－ 应的 ２０ ２（： ５ ７ ８２ ２ １ １． ２ 屈俊童 周键， ， 李进军＿ 爆炸法加固 饱和粉 细砂地栽的试验 ． 研究 地下空间，０５１３ ３ －６ ２０，（：９ ３ ） ０９ １． ， ３ 周胜 屈俊童， 忆闻． 李 爆炸法密实饱和砂的模型 试验研究． 石力学与 岩 工程学报 ２０，４ｓ Ｐ） ４３４８ ０５２（Ｐ２５４－ ４． ． ： ５ １ ４ ．周健， 孔戈， 张刚． 基于藕合场分割算法的Ａ ＳＳ Ｎ Ｙ ＝次开发及其 应用 地展工程与工程振动 ２０， （： ９ ，０６４２ ２ ７－ ． ， ） ３ ６ ７ 巧 ．周他 孔戈． ｔＮＹ 在云龙水库心墙堆 苏燕Ａ ＳＳ 石坝三维地震反应分 析中的 应用 岩土力学， ０年己 ２ ５ 录用。 ０ 拟于２０．２ ０６１发表． １ ６ ．孔戈 周低 徐建 盾构隧道横向地展响应规 。 平． 律研究． 岩石力 学与工程学报，０６７１己为 录用， ２０，，９ 增刊 待发表． １ ７ ．周健 胡寅， ， 林晓斌 粉细砂的室内 ． 无填料振冲 试验研究． 力学， ０，０２（：９７４ 岩士 ２ ３１ ４５７０ ９ ０ ， ） ． Ｉ ＮＯ 乔斯萨 Ｓ ｄｏｄｎｆａｏｏｍ ｎ －ｈｓｅ ． 工程学 ２０， （： ４９ ８ ． ， ｔｙ ｅｉｃｉ ｆ ｏ ｃ ｅｖｓ ｓ岩土 ｕ ｎ ｓ ｔｎ ｅ ｏ ｉ ｏ ｉ ｎ ｌ ｉ 报，０３７２ ４４６ ９． ， ） ９－ ５ １ ９ ．周健 贾敏才． ， 无填料振冲法加固粉细砂地墓试验 及应用． 石力学与 研究 岩 工程学报，０３８ ２８ １５－５． ２０，， （） ３ １ ５ ２ ： ０３ ２．周健 曹宇春， ０ ， 贾敏才 强夯・水联合 饱和软猫士 降 加固 地基试验研究． 岩土力学 ２０， （： ３０ ，０３ ， ）３ － ． ６２ ３ ７ ８ ４ ６ ２，王孝存． １ 周姐． 强夯法和振冲法处理松细纱地基的 应用比 建 较 筑科学，０４１：７ １ ２０，２４－． ５ ２．周健 张健， ２ ， 姚浩． 真空降水联合强夯法在软弱路 基处理中的应用 研究． 岩土力学，０５， 蹭 刊） ９２０ ２０，２ ５６ ： ８０． １－ ２．周低 苏燕， ３ 贾敏才 刘洋． ｔｔｔ ａｕ ｄｎｍｃ ｏｄｉ ｔｉｐｖａ ｒｌ ６ｇｏ ｄ真 ， Ｉｓｕ ｏｖｃ ｍ ａｉｃｎ ｌａｏ ｏ ｒ ｅ ｄｕｃ ｒｎ 空动力固结加固大面积吹 ｎｉ ｅ ｎ ｕ ｙ － ｓ ｏ ｉ ｔｎ ｍ ｏ ｈ ａｉ １ ｕ ｓ ｙ １ 块土路 基试 验研究）岩土 工程学报，０５９２（： －９． ２０， ９ １ １０６ ， ） ０ １ ７ ９ ２．周健， ４ 章丹峰， 贾敏才 振冲法加固饱和 疏松粉 细砂试验研究． 勘察科学技术．０５２１ （：－ ２０， ３ ３ ． ， １ ５ ３ ） ２． ５ ）俊童． ｉ 砂土地基的 爆炸法密 实试验研究及细观数值 模拟 上海： 同济大 ， ，． ＃ ０６ ＇ ２Ｄ ３