土-結構介面剪切特性機理分析

土-結構介面的相互作用存在於多種工程環境中，包括基坑開挖支護、土工合成材料加固邊坡、隧道錨索/杆支護以及地下管道等。它在工程系統穩定性和安全性方面發揮著重要作用，為工程的安全、品質控制和工程設計提供了可靠的依據。該項研究包括一系列岩土力學試驗、多尺度微觀測試、三維離散元法模擬等方法，研究了多種影響因素（粗糙度、密實度、顆粒形狀、骨架微結構及初始組構等）對土-結構介面剪切特性微觀影響機制，揭示了剪切過程中剪切帶的演變，提出了介面剪切厚度量化指標以及討論了配位數、組構各向異性與宏觀特性的相關性。相關研究成果發表於ACTA GEOTECH 2018, INT J NUMER ANAL METHODS GEOMECH 2018, INT J GEOMECH. 2019.

新型納米材料修復污染海洋軟土的工程特性

在世界經濟一體化與粵港澳大灣區建設的背景下，澳門海洋經濟快速發展，海洋資源開發也得到了重視。與此同時，海洋環境問題日益突出，海洋污染源種類繁多，而且與陸源污染息息相關，眾多污染物聚集在近岸海洋沉積物中，這些都將導致海洋污染持續擴散，海洋自我淨化能力降低。納米零價鐵（nZVI）作為環境處理領域一種高效的納米材料，近十幾年越來越多地被用於地下水處理、污染土壤治理、重度污染情況下的聯合固定化穩定化，這引起了工程師們對處理後土壤工程性質的關注。該項研究從岩土工程學科與材料科學結合，對納米零價鐵處理重金屬污染海洋軟土的修復效果進行深入的研究。發現，納米零價鐵應用於污染海相軟土治理中不僅有著優異的污染物穩定效能，而且能夠大幅增強土壤的力學性能，證明納米材料在複雜污染條件下的軟土修復技術具有良好的工程應用前景。相關研究成果發表於ENG GEOL 2019, CAN GEOTECH J 2019, SCI TOTAL ENVIRON 2019.

海洋軟土蠕變模型選擇方法

由於軟土的蠕變特性導致的地面沉降持續發展，會導致城市防汛和抗洪能力下降，基礎設施與建構築物的破壞，嚴重的沉降會引起地下管線破裂、道路塌陷、建築物垮塌等。由於複雜的物理，化學和生物作用的過程，隨著時間的推移，不同類型的土壤在荷載作用時的變形特徵通常表現出較大差異性。對於工程師或研究人員來說，在分析特定類型土壤的蠕變行為時，選擇合適的模型是一個困難的決定。該項研究提出了一個識別不同類型軟土最合理模型及其相關參數的客觀有效方法，並基於給定資料提供模型預測的不確定性評估。解決了岩土工程複雜模型及參數的選取問題，方法應用於香港地區海洋淤泥的長期變形預測以及深海樁基工程中。相關研究成果發表於COMPUT GEOTECH 2018, INT J NUMER ANAL METHODS GEOMECH 2018, OCEAN ENG 2018.

實驗室配備一系列先進的試驗設備，能夠對不同類型的土壤進行全面的工程特性的測試。設備包括有：高性能伺服器，多類型現場環境監測傳感器（Decagon），光纖光柵傳感系統（Micron Optics），全自動固結儀（VJ tech），自主設計土-結構介面剪切試驗儀（VJ tech），應力路徑-滲透全自動三軸儀（Geocomp），動三軸儀（CKC），雙室非飽和土三軸儀（VJ tech- DCTS）等。

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  1. Chen, Y. Z., Zhou, W. H., Liu, F. M., & Yi, S. (2018). Exploring the Effects of Nanoscale Zero-valent Iron (nZVI) on the Mechanical Properties of Lead-contaminated Clay. Canadian Geotechnical Journal (IF=2.437), 56(10), 1395-1405.
  2. Chen, Y. Z., Zhou, W. H., Liu, F., Yi, S., & Geng, X. (2019). Microstructure and morphological characterization of lead-contaminated clay with nanoscale zero-valent iron (nZVI) treatment. Engineering Geology (IF=3.909), 256, 84-92.
  3. Jing, X.Y., Zhou, W. H., Zhu, H. X., Yin, Z. Y., & Li, Y. (2018). Analysis of soil‐structural interface behavior using three‐dimensional DEM simulations. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics (IF=2.481), 42(2), 339-357.
  4. Tan, F., Zhou, W.H., & Yuen, K.V. (2018). Effect of loading duration on uncertainty in creep analysis of clay. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics (IF=2.481), 42(11), 1235-1254.
  5. Zhou, W. H., Tan, F., & Yuen, K. V. (2018). Model updating and uncertainty analysis for creep behavior of soft soil. Computers and Geotechnics (IF=3.345), 100, 135-143.
  6. Zhou, W. H., Liu, F., Yi, S., Chen, Y. Z., Geng, X., & Zheng, C. (2019). Simultaneous stabilization of Pb and improvement of soil strength using nZVI. Science of The Total Environment (IF=5.589), 651, 877-884.
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