土工格栅因其优良的力学性能而常被用作软土地基上路堤的加筋材料，以提高路堤的稳定性和整体性。现有的分析方法不考虑筋材应力分布和地基变形对稳定性的影响，难以充分评估筋材对路堤稳定性的提高作用，也无法对加筋破坏机理做深入分析。因受制于量测手段，研究成果多限于宏观规律总结和影响因素分析。本课题拟采用基于透明土技术的拉拔摩擦试验和模型试验，利用激光散斑技术和粒子图像测速技术对土体内部变形、格栅拉力进行全局、连续、精细化测量，利用数码可视化追踪技术测量滑动带土颗粒运动规律，并结合离散-连续耦合数值模拟，研究软土地基上格栅加筋路堤滑移面的宏细观演化规律及其破坏机理。在此基础上，考虑地基变形与筋材应力分布，建立基于细观力学的稳定性计算方法。研究成果对软土地基上格栅加筋路堤的设计和施工具有重要的基础理论意义和显著的社会经济效益，并有助于推动透明土试验技术在工程中的应用和发展。

土工格栅因其优良的力学性能而常被用作路堤的加筋材料，以提高路堤的稳定性和整体性。现有的分析方法不考虑筋材应力分布和地基变形对稳定性的影响，难以充分评估筋材对路堤稳定性的提高作用，也无法对加筋破坏机理做深入分析。因受制于量测手段，研究成果多限于宏观规律总结和影响因素分析。本课题采用基于透明土技术的拉拔摩擦试验和模型试验，利用激光散斑技术和粒子图像测速技术对土体内部变形、格栅应变进行全局、连续、精细化测量，并结合数值模拟和理论分析，研究格栅加筋路堤破坏机理。归纳起来的主要研究内容和成果如下：基于透光率提出了透明土透明度定量评估方法，并系统研究了透光率与厚度、温度、粒径和压力的定量关系；自主研发了一套“基于透明土技术的立体可视化拉拔摩擦试验机”，实现了加筋土的精细化、全过程、立体量测；通过大型可视化土工格栅拉拔试验，揭示了加筋土剪切带的细观演化规律和筋土荷载传递机制；通过加筋地基模型试验，揭示了条形基础荷载下加筋地基内部位移场演化规律和筋材作用机理，并推导了加筋地基承载力公式；提出了考虑地基变形与筋材应力分布的稳定性计算方法。研究成果有助于透明土技术的应用推广，对加筋土工程的设计和施工具有重要的基础理论意义和显著的社会经济效益。

建于软土地基上的路堤在施工阶段的稳定性和工后沉降问题是工程关注的重点。目前对软土地基上加筋路堤破坏机理的研究还不够深入，其稳定性分析方法还不尽完善，计算的结果明显比实际加筋效果偏低很多；对低频循环车辆动荷载作用下加筋路堤的工后沉降还未开展系统地研究。本项目针对软土地基路堤工程较普遍采用塑料排水板、土工格栅材料和灰土情况，以设置塑料排水板软土地基上土工格栅加筋灰土路堤为研究对象，采用离心模型试验和流

黄土地区地质灾害频发，降雨、灌溉、生活污水和地下水变化严重恶化了黄土地质环境，孕育和诱发了大量的地质灾害。因此系统检测和查明不同地质环境中黄土的含水状况，从宏细观深入探讨含水状态诱发地质灾害的内在关系具有重要的科学意义和研究价值。本项目基于大量的现场和室内试验研究，运用工程地质、岩土力学与电子信息技术、电磁场理论等交叉学科的手段和方法，深入进行了基于探地雷达的土含水状态宏细观模型的理论与应用研究。针对黄土典型的地质灾害，应用快速无损的探地雷达技术检测含水率，从试验研究、理论分析及数值模拟等方面，研究了多因素影响的黄土介电常数与含水量宏观模型。考虑黄土的水敏感性，基于有效分子电场理论和介质极化理论，建立了黏性土的混合介电常数模型，分析了界限体积含水率、孔隙率、饱和度对黏性土混合介电常数的影响规律，从细观上深入研究黄土含水状态对工程特性的影响。建立了土体的宏细观含水状态与介电常数模型，验证了模型的适用性。建立了宏细观含水状态与结合水膜厚度的关系，确定了介电常数与黄土工程状态划分体系和评价指标。采用时域有限差分法和人工智能技术，建立了复杂含水状态非均质黄土地电模型，进行了典型地质灾害正演模拟和试验验证，分析了铁路路基病害、铁路隧道病害、高铁无碴轨道病害等不同地质灾害检测的探地雷达图像特征；研究了含水率的雷达信号特征提取，揭示了雷达图像和黄土含水状态间关系，提高了图像解释精度，完善了地质灾害图像数据库；针对探地雷达测定黄土洞穴时出现的绕射干扰现象，对正演模拟数据格式文件进行了二次开发，结果表明提高了圆形洞穴和矩形洞穴的图像解释精度。进行了层位自动追踪算法及其在铁路隧道探地雷达检测中的应用研究，并结合实际隧道工程，对自动追踪算法在隧道衬砌病害中的应用进行验证，并得到了很好的效果。研究成果具有创新性和应用前景，可为西部地质灾害区划和防治提供重要依据。 2100433B