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海上风机大直径嵌岩单桩非线性动力特性
1
作者 贺瑞 金煜 +1 位作者 吉吉 国振 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期121-130,共10页
以海上风机大直径嵌岩单桩为研究对象,在有限元数值模拟中引入土体非线性黏弹性本构模型与岩体损伤模型分析桩周土体、岩体刚度随应变衰减的特性。结果表明:考虑上部动荷载作用下的桩-土-岩非线性动力相互作用时,桩底嵌岩能有效提高单... 以海上风机大直径嵌岩单桩为研究对象,在有限元数值模拟中引入土体非线性黏弹性本构模型与岩体损伤模型分析桩周土体、岩体刚度随应变衰减的特性。结果表明:考虑上部动荷载作用下的桩-土-岩非线性动力相互作用时,桩底嵌岩能有效提高单桩抵抗变形能力,桩周土体变形量随岩体风化程度增加而增大、随嵌岩深度增加而减小;动荷载相对幅值(动荷载幅值和静力承载力的比值)对单桩动刚度的影响最大,岩体风化程度、单桩嵌岩深度的影响次之;岩体最大损伤常出现在土岩交界面附近,岩体强风化情况下桩底也可能出现轻微损伤;同静载情况相比,动荷载惯性效应会放大岩体损伤量。 展开更多
关键词 大直径嵌岩单桩 黏弹性本构模型 岩体损伤模型 桩土动力相互作用 海上风机
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地铁盾构区间机械法联络通道施工全过程正线隧道力学响应分析
2
作者 杜明芳 赵洁 +4 位作者 易领兵 张鹏 王宗勇 任方毅 朱行通 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第3期6-13,共8页
[目的]机械法联络通道施工对地铁正线隧道管片结构内力的影响较大,需要探明正线隧道结构在施工过程中的受力变化规律、受力薄弱点等情况,以保证正线隧道结构安全。[方法]以郑州某地铁盾构区间联络通道机械法顶管施工工程为背景,采用ABA... [目的]机械法联络通道施工对地铁正线隧道管片结构内力的影响较大,需要探明正线隧道结构在施工过程中的受力变化规律、受力薄弱点等情况,以保证正线隧道结构安全。[方法]以郑州某地铁盾构区间联络通道机械法顶管施工工程为背景,采用ABAQUS有限元软件建立了数值计算模型,对联络通道顶管施工全过程进行了仿真分析,研究施工过程中正线隧道结构变形及内力变化规律。通过比较仿真值与实测值的变化趋势及发生位置,验证了该数值模型的可靠性。[结果及结论]实测值与仿真值的变化趋势、发生位置基本一致,有限元模型具有准确性。施工过程中,切削环最大变形值呈逐渐增大趋势,始发端切削环弯矩最大值呈先增加后减小趋势,接收端切削环弯矩最大值呈先缓慢减小后增加趋势,切削环轴力最大值呈缓慢增加趋势。施工完成时的最大变形值和内力值均在设计允许范围内。 展开更多
关键词 地铁 盾构区间 机械法联络通道施工 力学响应
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MICP固化花岗岩残积土的崩解特性
3
作者 陈欣 安然 +2 位作者 张先伟 陈昶 袁童 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第2期138-144,171,共8页
花岗岩残积土具有强吸水性、遇水易崩解特性,为工程建设带来潜在的安全隐患。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术作为一种新型加固方法可显著改良土体崩解性能。为了探究MICP固化花岗岩残积土的崩解特性,对素土样和不同胶结液浓度的MICP固... 花岗岩残积土具有强吸水性、遇水易崩解特性,为工程建设带来潜在的安全隐患。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术作为一种新型加固方法可显著改良土体崩解性能。为了探究MICP固化花岗岩残积土的崩解特性,对素土样和不同胶结液浓度的MICP固化土样进行崩解试验,并基于X射线衍射图谱和扫描电镜图像分析MICP固化机理。研究表明:素土样崩解过程分为表面吸水剥落、土体软化、完全解体3个阶段,固化土样可分为强行水侵、裂隙发育、剧烈侵蚀和崩解稳定4个阶段;在MICP作用下,残积土崩解曲线由完全崩解特征转变为不完全崩解;随着碳酸钙含量增加,土体抗崩解能力得到明显增强;碳酸钙晶体主要分布在土颗粒表面、孔隙以及接触点上,在土体内分别发挥着包裹、填充和胶结作用,是改良残积土崩解特性的重要原因。研究成果可为土体崩解性能的改良研究提供参考。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 MICP 崩解性能 矿物分析 微观结构
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冻融循环条件下铅离子在非饱和黄土中的迁移规律
4
作者 罗玚 周凤玺 马强 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第3期110-119,138,共11页
为探究冻融循环条件下非饱和黄土中铅离子的迁移规律,开展了吸附试验及冻融循环条件下铅离子迁移土柱试验,并基于热-质守恒原理建立了非饱和土中污染物迁移的耦合数学模型,同时利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对模型进行数值求... 为探究冻融循环条件下非饱和黄土中铅离子的迁移规律,开展了吸附试验及冻融循环条件下铅离子迁移土柱试验,并基于热-质守恒原理建立了非饱和土中污染物迁移的耦合数学模型,同时利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对模型进行数值求解,结合土柱试验评估了耦合模型的可靠性,探讨了各物理量的变化规律。结果表明:冻融循环条件下,土柱温度变化滞后于循环温度的变化,虽然冻融循环使土体渗透性明显减弱,液态水通量急剧下降,但液态水通量减小并未完全阻碍污染物向冻结区迁移,离子扩散作用还会导致土体冻结区出现污染物,进而引起冻结区土体污染物吸附浓度增长,96 h时土柱顶端污染物质量浓度达0.204 g/L,污染物吸附浓度达3.62×10^(-7) kg/kg;冻融循环条件下污染物结晶出现在土柱下部,结晶体积分数最大值维持在4%左右,同时污染物结晶产生的膨胀量约占土体总位移的9%左右,远小于冰晶体膨胀位移量;负温梯度减小,污染物溶解度增大,析出的污染物晶体部分重新溶解,部分冰晶体也重新融化,两者叠加使土柱顶点位移呈波浪式缓慢增长。 展开更多
关键词 冻融循环 非饱和黄土 铅离子 迁移
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孔隙水压力作用下二级土坡稳定性图表分析
5
作者 侯福昌 贾尚达 +2 位作者 李结全 曾祥兴 张璐 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第1期162-168,176,共8页
针对评估二级边坡稳定性问题,相较于迭代求解法,边坡稳定性图表提供了一个快速且便捷的方式。基于极限分析上限定理,构建二级边坡整体和局部破坏机构,引入孔隙水压力系数r_(u),推导了破坏机构内外功率表达式,求解出二级边坡处于极限平... 针对评估二级边坡稳定性问题,相较于迭代求解法,边坡稳定性图表提供了一个快速且便捷的方式。基于极限分析上限定理,构建二级边坡整体和局部破坏机构,引入孔隙水压力系数r_(u),推导了破坏机构内外功率表达式,求解出二级边坡处于极限平衡状态下c/(γH)和tanφ关系曲线,即极限状态曲线(g-line)。根据g-line图表法,绘制出一系列二级边坡稳定性图表。通过对比验证了稳定性图表的有效性,探讨了边坡孔隙水压力、边坡几何形状及内摩擦角对边坡稳定性及其破坏模式的影响规律。结果表明:孔隙水压力会导致极限状态曲线向外移动,降低边坡稳定性;边坡破坏模式受边坡几何形状影响,凸形边坡及凹形边坡易发生局部破坏,孔隙水压力作用下局部破坏范围扩大;随着土体内摩擦角增大,临界滑动面向坡面移动,整体破坏逐渐转变为局部破坏。利用所建立的边坡稳定性图表可以简单快速得到边坡稳定安全系数及相应的破坏模式,为类似边坡工程稳定性的评估提供一定的参考。 展开更多
关键词 边坡稳定性 安全系数 孔隙水压力 稳定性图表 极限分析
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散粒体三维加卸载过程中的颗粒形状效应
6
作者 程鑫远 陈超 +3 位作者 陈斌 陈万里 杨骐杭 刘嘉英 《科技通报》 2025年第1期36-42,共7页
散粒体材料在岩土工程中有着广泛的应用,其颗粒形状与土体的力学性质紧密相关。不同于常规加载路径,散粒体材料在加卸载过程会出现不可逆的力学行为,颗粒形状可能会对滞回特征有所影响。本文采用离散单元法,对不同颗粒形状的试样进行三... 散粒体材料在岩土工程中有着广泛的应用,其颗粒形状与土体的力学性质紧密相关。不同于常规加载路径,散粒体材料在加卸载过程会出现不可逆的力学行为,颗粒形状可能会对滞回特征有所影响。本文采用离散单元法,对不同颗粒形状的试样进行三轴加卸载试验,并分析其宏观应力应变及平均配位数、平均聚类系数等细观参数的演化规律。研究表明:试样的各向异性程度越大,其峰值偏应力越大且剪胀特性越明显,并且平均配位数、平均聚类系数等越大;平均配位数、平均聚类系数以及平均接触力等细观参数均出现不可逆行为;颗粒之间的平均接触力很大程度上会影响结构的整体强度,平均接触力越大的试样其偏应力也越大,但平均接触力到达峰值时的轴向应变要迟于偏应力峰值,具有一定的“滞后性”。 展开更多
关键词 颗粒形状 散粒体 离散元 加卸载路径 宏细观
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断层破碎带黏性夹泥岩体与基岩接触界面大型直剪试验研究
7
作者 邹弈 朱碧堂 +1 位作者 吴颖彪 周宇航 《华东交通大学学报》 2025年第1期45-51,共7页
为了理解穿越断层带隧道的稳定和变形机理,并为穿越断层破碎带隧道开挖的科学分析提供理论依据。通过室内大型直剪试验,自制人工断层泥配制的黏性夹泥岩体与基岩接触界面,研究法向应力、含石量、石块倾角对黏性夹泥岩体-基岩界面力学特... 为了理解穿越断层带隧道的稳定和变形机理,并为穿越断层破碎带隧道开挖的科学分析提供理论依据。通过室内大型直剪试验,自制人工断层泥配制的黏性夹泥岩体与基岩接触界面,研究法向应力、含石量、石块倾角对黏性夹泥岩体-基岩界面力学特性的影响。试验结果表明:界面剪应力-应变关系在低法向应力下表现为软化特征,随着法向应力增高,由弱软化逐渐过渡到弱硬化,法向应力与界面初始割线模量呈正相关;随着含石量增大,界面的抗剪强度、界面刚度都随之增大;相比于石块倾角为0°,石块倾角为90°所对应的界面强度更高;界面内摩擦角与含石量保持线性正相关,黏聚力呈负相关。在分析穿越断层带隧道的稳定和变形机理时,需要充分考虑界面法向应力、含石量和石块倾角对界面强度的影响。 展开更多
关键词 断层泥 破碎带 土石混合体 直剪试验 基岩界面
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考虑循环荷载下颗粒破碎的宕渣路基渗透系数预测 被引量：1
8
作者 张玲 陈昀灏 +1 位作者 徐林荣 彭文哲 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2969-2979,共11页
本文旨在揭示循环荷载作用下中-强风化泥岩宕渣破碎行为与渗透特性的内在机理。利用PFC 6.03D进行循环三轴数值模拟,借助内置Fish语言监测不同循环加载次数下宕渣试样级配、破碎率、孔隙率的动态演化规律。通过对不同加载次数下的土体... 本文旨在揭示循环荷载作用下中-强风化泥岩宕渣破碎行为与渗透特性的内在机理。利用PFC 6.03D进行循环三轴数值模拟,借助内置Fish语言监测不同循环加载次数下宕渣试样级配、破碎率、孔隙率的动态演化规律。通过对不同加载次数下的土体级配曲线形态的分析,给出一种能描述土类多种连续级配形态的负指数型级配表达式,并讨论了其普适性。以级配方程为枢纽,构建了综合考虑颗粒组构、孔隙特征影响的渗流路径的迂曲度模型。同时,以迂曲度为修正系数,对斯托克斯孔隙流渗透系数公式进行修正。由此实现了考虑循环荷载作用下颗粒破碎的中-强风化泥岩宕渣路基渗透系数预测。研究结果表明:位点深度加深,修正潜在破碎势Bp*明显降低,而修正相对破碎势Br*与位点深度并无明显关联,Br*变化趋势可分为迅速增长、缓慢增长、收敛3个阶段;孔隙率变化呈现类似规律。所提出的负指数级配方程对4种典型级配(凹形、S形、类直线形、凸形)均具有良好适用性。修正迂曲度略大于仅考虑单一颗粒形态的迂曲度,复杂的颗粒形态使得流域内流线更加曲折,引起整体迂曲度增大。渗透系数k敛随Br*增长呈抛物线状衰减,且位点越浅,k衰减愈明显;存在临界加载振次使各位点k值收敛。本研究可为中-强风化泥岩宕渣路基服役状态评估提供新思路。 展开更多
关键词 循环荷载 宕渣路基 颗粒破碎 迂曲度 渗透系数
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支盘桩加固既有填砂路基深层软土的模型试验研究 被引量：2
9
作者 李国维 赵星宇 +3 位作者 张黎明 周洋 熊力 赫新荣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1768-1775,共8页
高速公路改扩建中既有填砂路基深层软土加固时存在路面结构层和施工场地空间限制的问题。首先,提出使用单盘挤扩支盘桩方案进行地基处理,通过挤扩法成盘于桩顶,以期实现不破除路面结构层的情况下达到设置桩顶承台或托板的效果。其次,利... 高速公路改扩建中既有填砂路基深层软土加固时存在路面结构层和施工场地空间限制的问题。首先,提出使用单盘挤扩支盘桩方案进行地基处理,通过挤扩法成盘于桩顶,以期实现不破除路面结构层的情况下达到设置桩顶承台或托板的效果。其次,利用群桩地基物理模型试验模拟一个桩土单元体研究加固方案的承载过程,通过分析桩体、盘体和土体的力学及变形指标研究支盘桩加固既有填砂路堤的承载表现和土体变形特征,最后,考虑土体参数和桩体尺寸推导了既有填砂路基深层软土支盘桩加固方法的二维简化模型。研究结果表明,软土在恒载下桩体轴力和土压力随时间变化调整,原因在于软土的压缩性和砂土的散粒体属性;桩顶轴力总和与恒载大小近似线性正相关,同时支盘直径越大桩顶轴力总和越大、桩承荷载占比越高,试验发现支盘桩加固法的桩承荷载占比约70%。另外,利用所建二维简化模型进行参数分析发现填砂路基中的最小盘间净距与上覆荷载、填砂内摩擦角、深层软土强度指标和支盘桩几何参数相关。 展开更多
关键词 高速公路 改扩建 既有填砂路基 支盘桩 模型试验
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列车荷载作用下饱和路基翻浆冒泥特性研究
10
作者 张家生 贾羽 +3 位作者 丁瑜 王晅 闫宏业 陈晓斌 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期11-17,33,共8页
研究目的:重载列车轴重的提高增大了路基不同深度处的动应力,由此引发的翻浆冒泥等病害日益严重。本文开展精细化模型试验,针对重载列车荷载作用下饱和粉质黏土路基的翻浆冒泥特性进行研究,分析循环荷载幅值及加载频率对试样轴向应变、... 研究目的:重载列车轴重的提高增大了路基不同深度处的动应力,由此引发的翻浆冒泥等病害日益严重。本文开展精细化模型试验,针对重载列车荷载作用下饱和粉质黏土路基的翻浆冒泥特性进行研究,分析循环荷载幅值及加载频率对试样轴向应变、超孔隙水压力及细颗粒迁移特性等性质的影响。研究结论:(1)循环荷载幅值对粉质黏土路基翻浆冒泥特性具有显著的影响,随着循环荷载幅值的增加,试样产生的轴向应变及超孔隙水压力增大,路基翻浆冒泥程度也不断增加;(2)加载频率对路基翻浆冒泥特性有一定影响,随着加载频率的增加,试样的最终轴向应变及超孔隙水压力均有所减小,试验结束后翻冒的泥浆质量减少;结合试验现象来看,加载频率的增加并不能加剧翻浆冒泥的程度,但能显著缩短翻浆冒泥发生的时间;(3)循环荷载作用下路基内部的超孔隙水压力梯度驱动路基土体细颗粒迁移,从而产生翻浆冒泥病害;(4)本研究成果可为重载铁路路基翻浆冒泥病害的整治提供参考。 展开更多
关键词 重载铁路 翻浆冒泥 轴向应变 超孔隙水压力 细颗粒迁移 超孔隙水压力梯度
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富水砂层地铁盾构区间机械法联络通道施工影响
11
作者 杜明芳 张鹏 +5 位作者 易领兵 任方毅 邵奇 肖中圣 朱行通 李俊昊 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第7期88-92,共5页
[目的]目前,富水砂层地铁盾构区间机械法联络通道施工对正线隧道及周围土体影响的研究较少,因此有必要对类似工程进行分析。[方法]以某富水砂层地铁盾构区间机械法联络通道施工项目为例,采用ABAQUS有限元软件建立数值模型,对富水砂层中... [目的]目前,富水砂层地铁盾构区间机械法联络通道施工对正线隧道及周围土体影响的研究较少,因此有必要对类似工程进行分析。[方法]以某富水砂层地铁盾构区间机械法联络通道施工项目为例,采用ABAQUS有限元软件建立数值模型,对富水砂层中机械法联络通道施工的全过程进行模拟分析,研究机械法联络通道施工对正线隧道及周围土体的影响;将数值计算结果与实际工程监测数据进行对比,验证所提数值模型的可靠性。[结果及结论]由机械法联络通道施工引起的沿正线隧道纵向和联络通道纵向的地面沉降曲线均呈U形,地面最大沉降值为4.60 mm;机械法联络通道施工对正线隧道的变形影响,以竖向变形和沿正线隧道横向的水平变形为主,正线隧道竖向变形最大值为1.08 mm,水平变形最大值为1.28 mm;施工过程中,正线隧道的最大应力会随着联络通道洞门的破除而突然增大,施工完成时,正线隧道的最大应力值为52.54 MPa。实际监测数据表明,拟合后的地面沉降监测数据与数值计算结果的变化趋势一致,验证了数值计算的可靠性。 展开更多
关键词 地铁 联络通道 富水砂层 机械法施工
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多元荷载作用下软基深水高桩码头结构承载特性研究
12
作者 贺林林 谢院仕 +1 位作者 杜亦忠 刘洋 《水运工程》 2024年第6期32-40,共9页
软基深水高桩码头结构受到恶劣外海环境荷载及复杂工作荷载等多元荷载的共同作用。研究表明,船舶撞击荷载是该结构水平向控制荷载,但波浪长期循环荷载作用会引起桩周土体软化,进而导致码头结构在其它荷载作用下承载特性的劣化。鉴于此,... 软基深水高桩码头结构受到恶劣外海环境荷载及复杂工作荷载等多元荷载的共同作用。研究表明,船舶撞击荷载是该结构水平向控制荷载,但波浪长期循环荷载作用会引起桩周土体软化,进而导致码头结构在其它荷载作用下承载特性的劣化。鉴于此,首先基于ABAQUS有限元软件建立了深水高桩码头结构-地基土体相互作用的三维弹塑性有限元模型;然后,借助USDFLD子程序实现了同时考虑土体强度弱化和刚度衰减的模拟,进而开展了未考虑土体软化、仅考虑土体强度弱化、仅考虑土体刚度衰减以及同时考虑土体强度弱化和刚度衰减对码头结构承载特性影响的对比分析。研究结果表明,与未考虑土体软化时撞击荷载作用下码头结构安全系数相比,仅考虑土体强度弱化时其值降低14.72%,仅考虑土体刚度衰减时其值降低15.28%,同时考虑土体强度弱化和刚度衰减时其值降低19.44%,且考虑土体软化后桩周土体的塑性应变范围明显增大,极限状态时桩身应力值减小,结构稳定性显著降低。 展开更多
关键词 软基深水高桩码头 多元荷载 承载特性 强度弱化 刚度衰减
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垃圾渗滤液侵入黄土的冻结温度演变特征试验研究
13
作者 刘华 张雨轩 +1 位作者 王松鹤 王洋 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第2期192-200,237,共10页
土体的冻结温度是土壤冻结过程和结果分析中的关键物理指标之一,对冻结缘的形成和冻结深度的判定影响意义重大.通过室内试验研究了不同含水率、垃圾渗滤液浓度、冻融循环次数下的黄土试样冻结温度的变化特征,探讨了垃圾渗滤液污染黄土... 土体的冻结温度是土壤冻结过程和结果分析中的关键物理指标之一,对冻结缘的形成和冻结深度的判定影响意义重大.通过室内试验研究了不同含水率、垃圾渗滤液浓度、冻融循环次数下的黄土试样冻结温度的变化特征,探讨了垃圾渗滤液污染黄土在不同条件下冻结温度的演变机制.试验结果表明:垃圾渗滤液污染黄土冻结温度低于0℃,冻结温度随含水率的增加而升高并逐渐趋近于0℃,降温平台持续时长随含水率的增加而增加.随着垃圾渗滤液浓度的增大,土体冻结温度与降温平台持续时长呈现出下降趋势.随着冻融循环次数的增加,土体冻结温度与降温平台持续时长出现下降并在循环次数为10次时基本达到稳定状态.基于上述试验结果,拟合了考虑含水率、垃圾渗滤液浓度、冻融循环次数的土体冻结温度变化经验公式;进一步通过数值模拟方法讨论了冻深的变化规律. 展开更多
关键词 垃圾渗滤液 冻结温度 含水率 冻融循环 降温平台时长
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黄土地基不均匀沉降对现浇管廊影响的试验研究
14
作者 邓博团 申超凡 +1 位作者 郑谢缙 付一帆 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第2期212-219,共8页
湿陷性黄土地基浸水后的不均匀沉降会使现浇管廊结构产生附加内力,造成管廊结构开裂甚至破坏,严重威胁其运营安全.为深入研究黄土地层湿陷变形对现浇管廊的影响,开展了黄土地层局部浸水湿陷的模型试验.在试验中,设定局部浸水范围,以地... 湿陷性黄土地基浸水后的不均匀沉降会使现浇管廊结构产生附加内力,造成管廊结构开裂甚至破坏,严重威胁其运营安全.为深入研究黄土地层湿陷变形对现浇管廊的影响,开展了黄土地层局部浸水湿陷的模型试验.在试验中,设定局部浸水范围,以地基浸水深度为变量,对管廊结构底部位移、土体接触压力、表面应变和地表沉降进行了监测,并分析了其发展趋势.试验结果表明:当局部基底浸水深度达到20 cm,管廊结构在浸水区出现明显的弯曲变形,结构在湿陷区内的最大下沉达到0.57 mm;结构与土体接触压力变化较大区域为湿陷区边缘的管廊底板处;在管廊底部局部浸水发生不均匀沉降时,结构受力形式表现为底板受拉,顶板受压,且越远离管廊中部,所产生的应变越小,拉压应变在湿陷区边缘发生转变;地表也会发生沉降现象,最大沉降值为2.24 mm.试验结果可为湿陷黄土地区现浇管廊的设计和相关病害的防治提供参考. 展开更多
关键词 现浇管廊 湿陷性黄土 浸水湿陷 地基沉降 变形规律
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考虑间断级配影响的土石混合体水力侵蚀分异机理 被引量：1
15
作者 李诗琪 杨忠平 +2 位作者 刘浩宇 高宇豪 刘新荣 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期125-134,共10页
近年来,堆积体滑坡频发,已成为西南地区最典型的滑坡类型。研究表明,超过50%的库区堆积体滑坡诱因为水力侵蚀,因此降雨、岸坡侵蚀、波浪掏蚀成为库区滑坡灾害防治重点关注的问题。同时,土石混合体自身的间断级配会对其水力特性造成明显... 近年来,堆积体滑坡频发,已成为西南地区最典型的滑坡类型。研究表明,超过50%的库区堆积体滑坡诱因为水力侵蚀,因此降雨、岸坡侵蚀、波浪掏蚀成为库区滑坡灾害防治重点关注的问题。同时,土石混合体自身的间断级配会对其水力特性造成明显影响,进而导致水力侵蚀作用下堆积体内部的颗粒运移规律具有独特性。采用自主研发的土石混合体渗透侵蚀试验装置,模拟土石混合体内部细观侵蚀过程,阐明其侵蚀分异机理,揭示间断级配的影响。结果表明:土石混合体侵蚀过程主要分为快速侵蚀、侵蚀减缓、稳定渗流3个阶段,超过60%的侵蚀在快速侵蚀阶段完成;与良好级配试样相比,间断级配试样的侵蚀量更大,初始侵蚀更剧烈,快速侵蚀阶段更短暂;间断级配对土石混合体水力侵蚀分异的影响同样明显,细颗粒缺失结构的细颗粒尺寸单一,不易堵塞渗流通道,渗透系数高于良好级配试样,且最大渗透系数与最终渗透系数差异较小;中颗粒缺失结构因大量细颗粒下沉堵塞渗流通道导致渗透系数明显低于良好级配试样;粗颗粒缺失结构内部块石承载骨架结构差,孔隙大,易引发大块石局部破坏,渗透系数高于良好级配试样。 展开更多
关键词 土石混合体 渗透侵蚀 结构分异 颗粒运移 间断级配
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基于极限状态的隧道围岩稳定性分析原理与方法 被引量：1
16
作者 刘阳阳 苏永华 +2 位作者 罗彪 杨忠武 陈斌 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4175-4186,共12页
为实现地下工程支护体系的定量化分析与设计,以典型的均匀应力条件下深部圆形隧道为依托,将围岩视为地下支护体系中的独立承载构件,采用稳定系数作为定量表征围岩构件稳定程度的量化指标,提出基于围岩稳定系数的隧道稳定性量化分析方法... 为实现地下工程支护体系的定量化分析与设计,以典型的均匀应力条件下深部圆形隧道为依托,将围岩视为地下支护体系中的独立承载构件,采用稳定系数作为定量表征围岩构件稳定程度的量化指标,提出基于围岩稳定系数的隧道稳定性量化分析方法。首先,结合统一强度理论和RABCEWICZ提出的围岩剪切滑移模型,同时考虑中间主应力效应、脆性软化及剪胀特性的影响,推导围岩极限径向收敛和稳定隧道所需的最小虚拟支护压力的解答。在此基础上,基于收敛约束原理(Convergence-confinement method,CCM),求解被视为独立承载构件的围岩的极限承载能力,推导表征围岩稳定程度的稳定系数指标。通过解析解和室内物理模型试验验证了该方法的有效性。此外,探讨了围岩力学参数和应力条件等因素对围岩稳定极限状态的影响特性。最后,通过工程实例分析,开展基于围岩稳定系数的隧道稳定性评估,阐明了该方法的实用性。研究结果表明:围岩最小支护压力和极限径向应变均与中间主应力系数呈非线性负相关,忽略中间主应力效应会低估围岩力学潜能;极限径向应变随剪胀参数β的增大呈线性增大;最小支护压力和极限径向应变均随初始地应力的增大而增大;围岩抗剪强度参数显著影响围岩稳定极限状态,应考虑其变异性。本研究可为地下支护体系的定量化分析及设计提供新思路。 展开更多
关键词 定量分析 收敛约束 剪切滑移模型 中间主应力 脆性软化 剪胀特性
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考虑毛细与吸附作用的黏土干缩开裂过程离散元模拟 被引量：1
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作者 邓云鹏 彭镝 +2 位作者 董梅 徐日庆 傅榆涵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1703-1711,共9页
黏土干缩开裂过程中土颗粒间的作用非常复杂,导致难以从颗粒层面对干缩裂缝的形成机理开展定量研究。基于非饱和土中的吸应力曲线,明确区分黏土中的毛细与吸附作用,在此基础上建立考虑黏土颗粒间吸引力随含水率变化的离散元接触模型,开... 黏土干缩开裂过程中土颗粒间的作用非常复杂,导致难以从颗粒层面对干缩裂缝的形成机理开展定量研究。基于非饱和土中的吸应力曲线,明确区分黏土中的毛细与吸附作用,在此基础上建立考虑黏土颗粒间吸引力随含水率变化的离散元接触模型,开展黏土干缩开裂的数值模拟,并与室内试验结果进行对比。结果表明,数值模拟得到的裂缝形态、裂缝发育历程、土样应变均与室内试验较为吻合,验证了离散元接触模型的可靠性。对模拟结果的进一步分析发现:①在黏土干缩开裂过程中,毛细与吸附作用共同发挥效果。随着含水率的降低,吸附作用的影响逐渐超过毛细作用。在吸附作用占优阶段,模拟土样的土颗粒沿裂缝分布方向的平均位移为最终位移值的73%。②土颗粒间总接触数量随含水率的降低先减少后增加。③在毛细/吸附作用占优阶段,土颗粒间的物理接触力会迅速增加并引起应力集中,土颗粒间接触因此集中断开进而形成裂缝。 展开更多
关键词 黏土 非饱和土 干缩开裂 离散单元法 毛细作用 吸附作用
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砂-粉混合料的分数阶塑性本构模型 被引量：1
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作者 孙增春 刘汉龙 肖杨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1596-1604,共9页
砂-粉混合料是自然界和岩土工程中常见的非均质土,密实程度、应力水平和细粒含量等因素对其颗粒接触状态和力学性能具有显著影响。为了能够较为全面地描述砂-粉混合料在细粒含量阈值内的复杂力学特性(FC<FCthre),基于分数阶微积分理... 砂-粉混合料是自然界和岩土工程中常见的非均质土,密实程度、应力水平和细粒含量等因素对其颗粒接触状态和力学性能具有显著影响。为了能够较为全面地描述砂-粉混合料在细粒含量阈值内的复杂力学特性(FC<FCthre),基于分数阶微积分理论确定了能够统一描述相关联和非相关联的塑性流动法则,并采用等效骨架孔隙比的概念,将等效骨架状态参数嵌入剪胀方程和塑性模量中,进而建立了考虑细粒含量和状态相关的分数阶塑性本构模型。模型预测结果与试验数据对比分析表明,所建立的分数阶塑性模型能够有效反映砂-粉混合料在排水剪切条件下的应变软化(应变硬化)和剪胀(剪缩)等特性。同时,不排水条件下的关键特征,如流动和非流动行为也可以得到合理地描述。 展开更多
关键词 砂-粉混合料 细粒含量 状态相关 分数阶 本构模型
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冲击荷载作用下非饱和场地的三维应力响应
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作者 李顺群 蔡田明 +4 位作者 张勋程 张丙坤 杨长松 周光毅 周燕 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期477-484,共8页
由于具有明显的瞬时性和突变性,冲击荷载作用下非饱和土的应力变化特征与静力荷载和常规动力荷载显著不同。为研究冲击荷载作用下的空间应力状态,采用三维应力测试技术对某非饱和土路基进行了原位测试。三维土压力盒分别设置在地面以下0... 由于具有明显的瞬时性和突变性,冲击荷载作用下非饱和土的应力变化特征与静力荷载和常规动力荷载显著不同。为研究冲击荷载作用下的空间应力状态,采用三维应力测试技术对某非饱和土路基进行了原位测试。三维土压力盒分别设置在地面以下0.3 m和0.6 m处,在埋点地面投影处施加连续竖向冲击荷载,实时采集应力测试数据,并利用应力变换方法得到了相应的三维应力、主应力和主方向演变过程。在此基础上,与现有一维应力测试方法和成果进行比较,进一步阐述了三维应力测试的合理性和科学性。测试数据表明,在冲击荷载作用下冲击方向(即z轴方向)上的应力分量瞬时增长明显且其增量为正值,而y方向上的正应力增量为负值。主应力方向角α、β和γ在冲击过程中发生明显偏转,α变化范围在90。以内,而β和γ由初始值快速减小至其补角,且3个方向角在一次冲击持续时间内发生多次往复变化。该研究成果对深入认识冲击荷载作用下非饱和土的应力反应和演变过程具有理论意义,可为地震或其他冲击荷载作用下的本构模型、工程设计与施工研究提供参考。 展开更多
关键词 原位测试 冲击荷载 三维应力测试 主应力 主方向
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基于旁压试验确定原位土体变形模量方法适宜性探讨
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作者 贾圣奥 陈盼 +1 位作者 颜荣涛 王吉利 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期432-438,共7页
现行《铁路工程地质原位测试规程》《工程地质手册》中均建议了利用原位旁压试验曲线计算地基土变形模量的方法,不同确定方法针对不同场地不同类型地基土的适宜性值得进一步探究。基于地应力平衡,利用ABAQUS软件建立了能够计算原位地层... 现行《铁路工程地质原位测试规程》《工程地质手册》中均建议了利用原位旁压试验曲线计算地基土变形模量的方法,不同确定方法针对不同场地不同类型地基土的适宜性值得进一步探究。基于地应力平衡,利用ABAQUS软件建立了能够计算原位地层变形模量的有限元数值分析模型:首先对旁压试验数值分析模型的重要影响参数(模型尺寸、侧压力系数和水平径向应力的敏感性)进行详尽的分析,基于参数敏感性分析的结果进一步优化了数值模型;再利用实测旁压曲线采用数值参数反演的方法获得地基土的变形模量,同时与现行规范及手册建议的计算方法进行对比分析,探讨了不同方法获得结果的差异;最后给出了利用旁压试验获取原位土体变形模量的建议。 展开更多
关键词 变形模量 有限元 旁压试验 参数敏感性 原位测试
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