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基于上浮力正态分布的盾构管片上浮变形半解析方法研究
1
作者 刘维正 师嘉文 +2 位作者 谭际鸣 董军 豆小天 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1039-1052,共14页
针对盾构管片上浮计算中上浮力变化的假设形式与实际存在差异,导致上浮量计算不准确,从而引发管片错台、渗水等工程问题,建立三维管片上浮数值模型,基于数值模拟结果与已有试验结果,提出一种符合实际的上浮力正态分布函数,并将上浮力作... 针对盾构管片上浮计算中上浮力变化的假设形式与实际存在差异,导致上浮量计算不准确,从而引发管片错台、渗水等工程问题,建立三维管片上浮数值模型,基于数值模拟结果与已有试验结果,提出一种符合实际的上浮力正态分布函数,并将上浮力作用范围视为置信水平为99.7%的置信区间。假设盾构隧道为置于Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁,考虑土体剪切变形,建立基于上浮力正态分布的管片上浮变形半解析方法,将解析结果与实测结果及已有方法计算结果进行对比,验证本文方法的适用性,并采用该方法分析地层参数、浆液参数对管片上浮及内力的影响。研究结果表明:在单次注浆作用下,瞬时上浮量先增大后减小,最大值出现在距盾尾21m处,弯矩最大值出现在盾尾处;剪力先增大后减小,在距盾尾9m处达到最大;在持续注浆作用下,累计上浮量、弯矩及剪力不断增大,距盾尾54m处上浮量达到最大值并趋于稳定,弯矩与剪力分别在距盾尾36m、54m处达到最大值;管片上浮量随埋深h、地层等效弹性模量Es增大而减小,随浆液初凝时间t延长呈非线性增大,随注浆压力P的变化呈线性变化;增大h与Es、减小P与t能有效减小管片上浮量、上浮范围及内力;距离盾尾36m至54m为管片最易发生错台区域,Es、t增大会使错台区域首端更接近盾尾。研究成果可为盾构隧道施工参数选取及管片上浮预测与控制提供理论依据。 展开更多
关键词 正态分布 上浮力 盾构隧道 管片上浮 半解析解
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砂砾地层小净距多孔顶管先后顶进叠加扰动效应分析
2
作者 刘维正 张思宇 +1 位作者 陈旺 彭焱锋 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期138-155,共18页
为研究小净距多孔顶管施工叠加扰动效应,依托南昌市丹霞路综合管廊工程,建立三孔顶管的三维数值模型,探究左→右→中、右→左→中、中→左→右、中→右→左、左→中→右、右→中→左这6种不同施工顺序对土体与管片受力变形的影响规律。... 为研究小净距多孔顶管施工叠加扰动效应,依托南昌市丹霞路综合管廊工程,建立三孔顶管的三维数值模型,探究左→右→中、右→左→中、中→左→右、中→右→左、左→中→右、右→中→左这6种不同施工顺序对土体与管片受力变形的影响规律。综合考虑地表沉降、土体水平位移、管片受力变形,比选出最优施工顺序,并基于此顺序分析三孔顶管引起的土拱效应,以地表沉降与管片变形为判别依据对扰动影响进行分区,同时结合现场监测数据验证模拟结果的准确性,揭示砂砾地层顶管施工时地层受力变形规律。建立地表沉降、管片变形分别与管径、管净距、埋深的经验关系,给出砂砾地层多孔顶管施工的强、中、弱影响分区界限。研究结果表明:间隔式施工比相邻顶管连续施工造成的叠加扰动小,最优顺序为依次施工外侧大直径顶管、小直径顶管及中间顶管,其地表沉降、土体水平位移、管片受力和变形较最不利值分别减少12.2%、24.4%、12%和13.6%;在顶进过程中,地表最大沉降发生在顶管轴线上方并不断叠加变大,第1孔顶管引起的地表最大沉降占最终沉降峰值的50%~70%,沉降槽宽度逐渐增大至单孔时的1.75倍;三孔顶管两侧土体水平位移不断叠加变大,两顶管中间土体水平位移较小且受施工顺序影响较大;后行管顶进会使先行管上方的土拱继续发展,中间顶管上方的土拱效应程度最强;土压力的最大增幅与降幅分别为69.5%和40.9%,顶管上方4.5 m以上土体几乎不受应力释放与土拱效应的影响。 展开更多
关键词 多孔顶管 施工顺序 叠加扰动 数值模拟 影响分区 现场监测
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动力湿化作用下压实红黏土累积变形规律与控制研究
3
作者 刘维正 黄轩嘉 +2 位作者 徐阳 李慧丽 万家乐 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期535-547,共13页
针对南方多雨地区在役红黏土路基易发生湿化,并在交通荷载联合作用下产生过大附加变形问题,开展了不同含水率的静三轴试验以及不同湿化次数、幅度和动应力的动三轴试验,分析含水率变化对黏聚力和内摩擦角的影响,探究动应力幅值、湿化次... 针对南方多雨地区在役红黏土路基易发生湿化,并在交通荷载联合作用下产生过大附加变形问题,开展了不同含水率的静三轴试验以及不同湿化次数、幅度和动应力的动三轴试验,分析含水率变化对黏聚力和内摩擦角的影响,探究动应力幅值、湿化次数和幅度对累积变形以及动回弹模量的影响规律,并建立了考虑动应力幅值、湿化次数和幅度、黏聚力和内摩擦角的累积变形预测模型;基于谱元法建立了移动荷载下红黏土路基横观各向同性动力响应计算模型,通过与现场行车试验结果对比验证了解析模型的有效性,并分析了湿化与动荷载作用下路基顶面竖向压应变规律。结果表明:累积塑性应变随动应力幅值、湿化次数和幅度的增加呈非线性增大;动回弹模量随初始含水率和湿化次数的增加而减小;湿化3次后的路基顶面竖向压应变增长约一倍。进而建立了路基顶面竖向压应变与累积应变的经验关系,结合现有规范给出了红黏土路基累积应变控制值,提出了红黏土路基变形控制方法,并在某高速公路试验段通过水泥改良强化路床和动回弹模量试验验证了所提方法的可行性。研究结果可为红黏土地区耐久性路基的设计和服役性能评价提供参考。 展开更多
关键词 红黏土 动力湿化 抗剪强度 累积变形 动回弹模量 预测模型 变形控制
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超深素填土圆砾层地铁竖井顺逆结合施工技术研究
4
作者 卢世德 刘维正 +1 位作者 肖洪波 刘冯光 《现代交通技术》 2025年第1期71-78,共8页
基于湖南省长株潭城际轨道交通西环线一期超深竖井工程,采用MIDAS建立竖井施工三维数值模型,模拟顺逆结合法施工与逆作法施工的全过程,分析了竖井支护结构与地层的变形特征。比较不同工法的变形控制效果、经济性(工期)、施工条件等,提... 基于湖南省长株潭城际轨道交通西环线一期超深竖井工程,采用MIDAS建立竖井施工三维数值模型,模拟顺逆结合法施工与逆作法施工的全过程,分析了竖井支护结构与地层的变形特征。比较不同工法的变形控制效果、经济性(工期)、施工条件等,提出了适用于超深素填土圆砾层地铁竖井的顺逆结合施工技术,并对该竖井地下连续墙的水平和竖向位移、地表沉降、深层水平位移、支撑轴力进行了监测。结果表明:采用顺逆结合法施工对地层变形的控制效果更好,地表沉降量、基坑长边和短边深层水平位移最大值相对逆作法施工分别减小约10%、18.8%和60%;测得地下连续墙顶水平、竖向位移最大值分别为1 mm、1.3 mm,墙后地表沉降量小于3 mm,深层水平位移最大值为11.6 mm,均在相应的控制值范围内;环框梁支撑的轴力均明显小于控制值,符合设计要求。采用顺逆结合施工方法,可降低成本、节省工期、缩短基坑暴露时长,研究结果可为类似竖井设计与施工提供参考。 展开更多
关键词 超深竖井 圆砾层 顺逆结合 数值模拟 变形监测
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砂砾地层多孔平行顶管顶推力计算方法
5
作者 彭焱锋 刘维正 谭际鸣 《路基工程》 2025年第2期50-56,共7页
为研究砂砾地层多孔平行顶管施工所需顶推力值,综合考虑管土接触、管周泥浆减阻、土拱效应,提出一种考虑管间相互扰动的顶推力计算方法。依托南昌市丹霞路综合管廊工程,将工程实测值、现有文献数据与理论计算结果进行对比,分析土体参数... 为研究砂砾地层多孔平行顶管施工所需顶推力值,综合考虑管土接触、管周泥浆减阻、土拱效应,提出一种考虑管间相互扰动的顶推力计算方法。依托南昌市丹霞路综合管廊工程,将工程实测值、现有文献数据与理论计算结果进行对比,分析土体参数变化对顶推力的影响。结果表明:顶推力随土体内摩擦角φ的增大而减小;依托工程中的三孔管道计算得到的顶推力值与实测值分别相差24.67%、7.16%、0.48%,相较于现有其他理论计算方法误差最小,表明在砂砾地层中该多孔平行顶管顶推力计算公式更具适用性。 展开更多
关键词 顶管工程 顶推力计算 砂砾地层 多孔顶管 土拱效应
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水位变化下浅埋盾构隧道开挖面渗透力与稳定性研究
6
作者 刘维正 师嘉文 +2 位作者 谭际鸣 董军 豆小天 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3833-3848,共16页
为分析临江地区透水地层浅埋盾构开挖面渗流作用下的稳定性,结合安庆市沿江东路管廊盾构段典型断面,建立浅埋盾构三维流固耦合数值模型,分析水位变化、土体力学性质对开挖面稳定性影响以及渗透力的变化规律,明确浅埋盾构渗透作用下开挖... 为分析临江地区透水地层浅埋盾构开挖面渗流作用下的稳定性,结合安庆市沿江东路管廊盾构段典型断面,建立浅埋盾构三维流固耦合数值模型,分析水位变化、土体力学性质对开挖面稳定性影响以及渗透力的变化规律,明确浅埋盾构渗透作用下开挖面的失稳形式,建立区别于传统破坏模型的圆台-弧转体数学模型,提出一种基于极限分析上限法且考虑渗透力作用的极限支护压力的计算方法,并与已有研究结果相对比,验证该方法的可行性;根据该方法分析水位、土体力学参数、盾构掘进参数对极限支护压力的影响。研究结果表明:黏聚力及内摩擦角增加会导致破坏区高度显著减小,而水位增加会导致破坏区高度及长度显著增加;开挖面上渗透力随开挖面与拱顶的距离增大而增大,渗透力随水位变化呈线性变化,平均渗透力随水位变化率为2.75 kN·m^(-3);极限支护压力随黏聚力、水位呈线性变化,随摩擦角呈非线性变化;结合开挖面前方土层土体力学性质,极限支护压力随水位变化率为5.11~5.75 kPa,与实测土仓压力变化率6.38 kPa较吻合,控制土仓压力在80 kPa以上时能有效保证开挖面稳定。 展开更多
关键词 盾构开挖面 水位变化 渗透力 极限分析法 极限支护压力
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高海拔铁路隧道斜井机械化配套与快速施工 被引量：2
7
作者 李志军 于京波 +3 位作者 王金刚 刘维正 陈桥 李增 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期576-585,共10页
为解决高海拔高寒地区斜井施工存在气压低、含氧量低、温差大、严寒干燥等问题,以某高海拔铁路隧道斜井工程为背景,结合围岩等级、断面大小、海拔高度,根据斜井施工机械化配套原则,提出高海拔陡坡长斜井机械化安全快速进洞施工工法,并... 为解决高海拔高寒地区斜井施工存在气压低、含氧量低、温差大、严寒干燥等问题,以某高海拔铁路隧道斜井工程为背景,结合围岩等级、断面大小、海拔高度,根据斜井施工机械化配套原则,提出高海拔陡坡长斜井机械化安全快速进洞施工工法,并选配超前支护、钻爆、装运、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的成套设备。基于高度机械化的设备配套,提出“快挖、快运、快支”的高效施工技术以及各工序快速衔接工艺。以控制围岩变形为核心,构建一套积极干预加固围岩、注重早期支护并快速闭合的主动支护体系。结果表明:与普通钻爆法施工相比,采用三臂凿岩台车高度机械化配套施工效率高,月最快进尺为180 m,较人工钻爆法施工月进尺为130 m相比提高了近30%,施工质量稳定,作业人员投入少,且拱顶沉降和周边收敛均小于规范要求值,衬砌强度可靠,可实现高海拔小断面隧道“快挖、快支、主动支、快封闭”。 展开更多
关键词 高海拔铁路隧道 陡坡斜井 钻爆法 机械化施工 设备配套
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芯桩承载扩体预制桩的荷载传递计算分析
8
作者 张浩 赵宇 +1 位作者 王中 刘维正 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2503-2512,共10页
扩体预制桩由内芯预制桩和外围扩体材料固结体组成,竖向承载时涉及到芯桩、外围扩体和周围土三者的相互作用,荷载传递机制十分复杂。针对芯桩承载全长扩体预制桩的荷载传递特点,采用弹性-破坏模型模拟芯桩-扩体界面相互作用,理想弹塑性... 扩体预制桩由内芯预制桩和外围扩体材料固结体组成,竖向承载时涉及到芯桩、外围扩体和周围土三者的相互作用,荷载传递机制十分复杂。针对芯桩承载全长扩体预制桩的荷载传递特点,采用弹性-破坏模型模拟芯桩-扩体界面相互作用,理想弹塑性模型模拟扩体-土界面非线性相互作用,并综合考虑内、外两界面剪切特性发挥及其耦合作用,构建了芯桩承载扩体预制桩荷载传递计算分析模型,给出了简化计算方法。与工程实例的对比,验证了方法的可靠性,并对芯桩承载扩体预制桩荷载传递规律进行分析。结果表明:外围扩体可有效地将芯桩荷载传递至周围土,扩体厚度和刚度的增加可提升整体承载性能,但较厚的扩体会制约芯桩承载能力的发挥,扩体刚度的提高有利于芯桩与扩体的共同作用。工程设计与实践中,可通过调整扩体厚度和性能来调配芯桩、扩体和周围土的相互作用。 展开更多
关键词 扩体预制桩 荷载传递 承载性能 计算模型 植入桩
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铁路隧道洞口高陡危岩稳定性分析及加固防护技术 被引量：1
9
作者 陈浩 刘维正 《路基工程》 2024年第6期226-232,共7页
针对浩吉铁路高家山隧道洞口段高陡危岩存在落石发育,严重影响线路施工与运营安全的问题,通过三维激光扫描技术得到点云数据,建立危岩体与隧道洞口数值模型,分析危岩落石运动轨迹和边坡的稳定性,并提出针对性防治技术。结果表明:隧道洞... 针对浩吉铁路高家山隧道洞口段高陡危岩存在落石发育,严重影响线路施工与运营安全的问题,通过三维激光扫描技术得到点云数据,建立危岩体与隧道洞口数值模型,分析危岩落石运动轨迹和边坡的稳定性,并提出针对性防治技术。结果表明:隧道洞口高陡危岩体的发育类型主要为坠落式和倾倒式,最大位移量达到24 mm;危岩失稳后大部分落石会与高家山隧道出口、白水川大桥和薛寿路发生碰撞;采用主动防护网和垫墩式压力注浆锚杆结合技术加固危岩体,采用钢筋混凝土挡墙和被动防护网建立消能降速平台。 展开更多
关键词 高陡危岩 数值模拟 运动轨迹 围岩加固 综合防治 稳定性
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同一始发井内顶管双向顶进后背体系设计与施工技术
10
作者 张兆军 彭焱锋 +3 位作者 刘维正 鲜斌琪 谭际鸣 张毅 《施工技术（中英文）》 CAS 2024年第19期86-92,共7页
针对地下管廊工程中进行两段及以上顶管作业的情况,基于南昌市丹霞路道路及综合管廊工程EPC项目顶管工程实例,对在同一始发井内同时进行双向顶管作业技术进行分析研究。建立数值计算模型,对相关结构体系受力进行分析,并结合有限元数值... 针对地下管廊工程中进行两段及以上顶管作业的情况,基于南昌市丹霞路道路及综合管廊工程EPC项目顶管工程实例,对在同一始发井内同时进行双向顶管作业技术进行分析研究。建立数值计算模型,对相关结构体系受力进行分析,并结合有限元数值模拟的方法,对不同施工顺序下的受力特性进行对比。结果表明:在相同荷载下,顶推一侧两舱时后背墙受到的最大弯矩较对称顶进时大,后背体系结构在各工序下均满足受力与稳定性要求。揭示了在较大顶管始发井内采用肋板式后背墙作为背部支撑、通过钢套箱后靠背分配主顶油缸反力、同时设置双排双向后背体系方式的可行性。进一步提出后背墙结构的施工与拆除技术,并通过实际工程中后背墙变形监测验证了实施效果。 展开更多
关键词 综合管廊 顶管 双向顶进 后背体系 数值模拟 监测
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含水率变化下压实路基土动态回弹模量试验研究与预估模型 被引量：38
11
作者 刘维正 曾奕珺 +1 位作者 姚永胜 张军辉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期175-183,共9页
路基土动态回弹模量MR是路面设计和使用性能评价采用的关键参数,运营期间受含水率变化影响显著。以压实红黏土为研究对象,制备了6个不同含水率和3种不同压实度的试样,采用滤纸法测试了不同状态下的基质吸力,并通过动三轴试验研究了含水... 路基土动态回弹模量MR是路面设计和使用性能评价采用的关键参数,运营期间受含水率变化影响显著。以压实红黏土为研究对象,制备了6个不同含水率和3种不同压实度的试样,采用滤纸法测试了不同状态下的基质吸力,并通过动三轴试验研究了含水率、压实度、动偏应力和围压对动态回弹模量的影响。试验结果表明:MR随压实度、围压的增大而增大,随动偏应力增大呈非线性减小;MR随含水率增大急剧降低,从最佳含水率增加4.5%时,不同压实度下MR均降低约50%,动偏应力和压实度对MR的影响随含水率增大逐渐减弱;MR随含水率和饱和度的变化规律与土性显著相关,而不同土样的MR随基质吸力变化趋势基本一致。进而引入基质吸力,建立了综合考虑含水率和应力水平影响的压实路基土MR预估模型,通过本文和文献试验数据证实了该模型的适用性,并基于13种土样的试验结果建立了模型参数与物性指标之间的经验关系。 展开更多
关键词 动态回弹模量 路基土 基质吸力 预估模型 回归分析
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天然沉积饱和黏土渗透系数试验研究与预测模型 被引量：20
12
作者 刘维正 石名磊 缪林昌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2501-2507,2514,共8页
为研究天然沉积土的物理特性、结构状态与应力水平对其渗透特性的影响,采用固结渗透联合试验,对太湖湖沼相粉质黏土原状样与具有不同前期固结压力的重塑样的渗透系数变化规律进行了测定。原状样和重塑样的渗透系数均随固结压力的增大呈... 为研究天然沉积土的物理特性、结构状态与应力水平对其渗透特性的影响,采用固结渗透联合试验,对太湖湖沼相粉质黏土原状样与具有不同前期固结压力的重塑样的渗透系数变化规律进行了测定。原状样和重塑样的渗透系数均随固结压力的增大呈非线性减小,且两者的孔隙比与渗透系数的变化模式相一致;而前期固结压力仅影响渗透系数大小。试验结果表明:土体渗透系数随孔隙比的变化规律不受土结构性(颗粒间胶结作用)和应力历史的影响;对于同一土体,渗透系数大小主要由孔隙比决定,进而对试验和相关文献中不同土体渗透系数在压缩过程中变化规律进行了分析,建立了线性的lg(1+e)-lgkv渗透模型,并考虑了液限的影响,对渗透指数k C的经验关系进行了修正,修正后的k C计算结果更接近于实测值。研究结果对准确分析原位地基实际受荷过程中非线性固结性状具有重要意义。 展开更多
关键词 饱和黏土 渗透系数 土结构性 应力历史 渗透指数 液限
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基于扰动状态概念的结构性土压缩特性分析 被引量：18
13
作者 刘维正 石名磊 缪林昌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期3475-3480,共6页
由于土结构性的影响天然沉积土的结构是亚稳定的,屈服后的压缩变形阶段必然伴随着结构的破损。将附加孔隙比Δe作为表征原状土的一个结构状态参数,基于扰动状态概念,引入定量分析附加孔隙比Δe随固结压力变化关系的方法,得到一维扰动状... 由于土结构性的影响天然沉积土的结构是亚稳定的,屈服后的压缩变形阶段必然伴随着结构的破损。将附加孔隙比Δe作为表征原状土的一个结构状态参数,基于扰动状态概念,引入定量分析附加孔隙比Δe随固结压力变化关系的方法,得到一维扰动状态概念(DSC)压缩模型,以描述结构性土压缩损伤现象,并通过结构破损指数b来刻画压缩过程中的结构破损速率。根据该模型,对太湖湖沼相典型的天然沉积软黏土、粉质黏土和硬黏土不扰动试样的一维压缩试验结果进行模拟和分析,并结合试验数据提出了模型参数的测定方法。分析结果验证了该模型能够描述具有不同结构形式土样的压缩特性及其实际变形过程中表现出的非线性,这给结构性土非线性固结与沉降计算提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 土结构性 压缩特性 附加孔隙比 扰动状态概念 结构破损指数
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考虑软黏土结构性损伤的圆柱孔扩张弹塑性分析 被引量：17
14
作者 刘维正 石名磊 徐林荣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期487-494,共8页
针对天然沉积软黏土中施工扰动导致原位土结构性损伤和强度降低的特征,根据圆孔扩张过程中产生的塑性剪切应变以及实测的渗透系数与不排水强度随径向距离的变化规律,提出对数式的原位扰动度函数以描述塑性损伤区的屈服强度变化;基于结... 针对天然沉积软黏土中施工扰动导致原位土结构性损伤和强度降低的特征,根据圆孔扩张过程中产生的塑性剪切应变以及实测的渗透系数与不排水强度随径向距离的变化规律,提出对数式的原位扰动度函数以描述塑性损伤区的屈服强度变化;基于结构性剑桥模型屈服准则,采用屈服应力比和灵敏度分别表征初始结构稳定性和结构强度可变性大小,并与扰动函数相结合,推导了考虑土结构性损伤的软黏土柱孔扩张弹塑性解,表达式中灵敏度值为1时退化为不考虑结构损伤的传统解。进而通过竖井和沉桩施工引起的超静孔隙水实测结果与理论计算值的对比,验证了本文理论解的有效性;并分析了土结构及其损伤对柱孔扩张效应的影响,结果表明:屈服应力比越大,塑性区半径越小,径向应力越大,超静孔压随径向距离先增大后减小;灵敏度越大,径向应力越小,超静孔压越大。分析推导结果对准确预测挤土效应与合理揭示孔压静力触探等原位试验测试机理具有实用价值。 展开更多
关键词 土结构性损伤 柱孔扩张 结构性剑桥模型 灵敏度 超静孔隙水压力
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循环荷载下人工结构性土变形与强度特性试验研究 被引量：16
15
作者 刘维正 瞿帅 +1 位作者 章定文 徐林荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1691-1697,1706,共8页
针对长期动载作用下天然沉积结构性黏土地基强度和刚度循环软化问题,分别以水泥和食糖为模拟粒间胶结和大孔隙的材料,制备了不同胶结强度和初始孔隙比的人工结构性土,开展了人工结构性土与相应重塑土的动三轴试验,分析了土体胶结强度、... 针对长期动载作用下天然沉积结构性黏土地基强度和刚度循环软化问题,分别以水泥和食糖为模拟粒间胶结和大孔隙的材料,制备了不同胶结强度和初始孔隙比的人工结构性土,开展了人工结构性土与相应重塑土的动三轴试验,分析了土体胶结强度、初始孔隙比、围压和动应力幅值对累积变形和动强度的影响规律。试验结果表明:累积应变-振动次数曲线以临界循环应力为界分为:塑性安定型、临界型和破坏型;临界循环应力随胶结强度增大、初始孔隙比减小而增大;土体胶结强度越高,脆性破坏越明显,累积应变曲线转折点对应的应变越小。动强度的应变破坏标准采用转折点应变值更符合土性变化规律;动强度随胶结强度增大、初始孔隙比减小而增大;动黏聚力cd随破坏振次增大而降低,而动内摩擦角φd基本不变。试验结果可为软弱土地基动力灾变控制提供有益参考。 展开更多
关键词 人工结构性土 粒间胶结 初始孔隙比 累积变形 动强度
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海相淤泥水泥土强度与变形特性试验及相互关系研究
16
作者 邓武 刘维正 +1 位作者 陈铁 葛孟源 《中外公路》 2024年第2期91-102,共12页
为研究海相淤泥水泥土抗压抗折抗剪强度与变形特性,通过开展水泥土系列室内配合比试验,测试不同固化剂掺量、龄期和水灰比下水泥土无侧限抗压强度fcu、抗折强度f_(f)、归一化抗剪强度τ_(qg)、归一化主应力差(σ_(1)-σ_(3))/σ_(3)及... 为研究海相淤泥水泥土抗压抗折抗剪强度与变形特性,通过开展水泥土系列室内配合比试验,测试不同固化剂掺量、龄期和水灰比下水泥土无侧限抗压强度fcu、抗折强度f_(f)、归一化抗剪强度τ_(qg)、归一化主应力差(σ_(1)-σ_(3))/σ_(3)及压缩模量Es等参数的变化规律,并对不同参数之间的相互关系进行了研究。结果表明:相同掺量下,水泥与石灰组合改良试样的性能比单掺水泥高2%~17%;水泥土强度与固化剂掺量和龄期成正比,与水灰比成反比,强度主要形成于成型早期阶段,且水灰比越小,早期的强度增长越快,大部分参数14 d龄期的结果已超过90 d的50%,28 d的强度则已达到70%;水灰比为0.5时,各项指标最优;此外,不同参数之间存在明显的线性关系,其中f_(f)、τ_(qg)、(σ_(1)-σ_(3))/σ_(3)、E_(s)分别为f_(cu)的0.33~0.35、0.35~0.37、9.58~10.31、17.27~17.66倍。 展开更多
关键词 道路工程 水泥土 抗压强度 抗剪强度 抗折强度 压缩模量 相关性
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交通荷载作用下结构性软土地基长期沉降计算 被引量：28
17
作者 刘维正 石志国 +1 位作者 章定文 瞿帅 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期726-735,共10页
为了合理预测结构性软土路基长期运营沉降,基于力学-经验法开展了交通移动荷载下软土地基动力附加沉降的计算分析.首先,通过对天然软土循环三轴试验结果的模拟与分析,验证了根据人工结构性土建立的稳定型和破坏型累积应变预测模型的有效... 为了合理预测结构性软土路基长期运营沉降,基于力学-经验法开展了交通移动荷载下软土地基动力附加沉降的计算分析.首先,通过对天然软土循环三轴试验结果的模拟与分析,验证了根据人工结构性土建立的稳定型和破坏型累积应变预测模型的有效性,建立了临界动应力比与应力灵敏度的定量关系,提出了适用于结构性土累积应变的预测模型.然后,采用数值方法确定了考虑荷载速率效应的动应力空间分布,结合累积应变经验模型与分层总和法,提出了交通荷载下结构性软土地基长期沉降的实用计算方法,并通过典型低路堤断面运营沉降的模拟计算,验证了所提方法的合理性与有效性.最后,开展了长期沉降的参数敏感性分析,结果表明:行车速度大于80 km/h和路堤高度小于2 m时,地基动应力显著增大,土结构性易受到损伤破坏;土体灵敏度越低,变形状态越易从稳定型转变为破坏型,地基浅层塑性变形显著增大. 展开更多
关键词 交通荷载 土结构性 长期沉降 计算方法 软土路基
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太湖湖沼相天然沉积土结构性评价 被引量：9
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作者 刘维正 石名磊 缪林昌 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1616-1620,共5页
天然沉积土由于结构性的影响,通常具有与相应重塑样截然不同的力学性质。利用重塑土的固有特性作为评价参考基准,通过对太湖湖沼相典型沉积土的原状样和重塑样的固结压缩试验,从压缩特性方面探讨了如何评价土结构性对天然沉积土力学性... 天然沉积土由于结构性的影响,通常具有与相应重塑样截然不同的力学性质。利用重塑土的固有特性作为评价参考基准,通过对太湖湖沼相典型沉积土的原状样和重塑样的固结压缩试验,从压缩特性方面探讨了如何评价土结构性对天然沉积土力学性状的影响。试验结果表明:土体结构性使天然土体具有的结构屈服应力对其变形性状起控制作用,屈服应力比YSR可判断土结构性的强弱;并与度量原位状态土体结构性抗力的应力灵敏度Sσ、衡量土的结构性对变形影响的稳定指数SI结合起来,作为定量分析和评价土结构性影响的指标;评价指标揭示出太湖湖沼相天然沉积土在沉积过程以及沉积后受到土结构性的影响,具有高位结构性。同时试验结果验证了该评价方法能够适合具有不同结构形式的天然状态土体。 展开更多
关键词 土结构性 结构屈服应力 应力灵敏度 稳定指数
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长江漫滩相软土结构性特征及其工程效应分析 被引量：17
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作者 刘维正 石名磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期427-432,共6页
采用自由活塞薄壁取土器从地表至深度30m取得不扰动原状土样,通过室内的固结压缩试验,并结合现场CPTU原位测试,利用重塑土的压缩与强度特性作为描述天然沉积土相应特性的基准框架,探讨了长江漫滩相天然沉积软土的物理力学性质。结果表明... 采用自由活塞薄壁取土器从地表至深度30m取得不扰动原状土样,通过室内的固结压缩试验,并结合现场CPTU原位测试,利用重塑土的压缩与强度特性作为描述天然沉积土相应特性的基准框架,探讨了长江漫滩相天然沉积软土的物理力学性质。结果表明,长江漫滩相天然沉积软土具有高位结构性,固结系数Cv在土体屈服后急剧降低,屈服前后有明显的分段特征。同时指出,在静荷载水平相对较低的低路堤结构下,软弱土层沉积过程中形成的固结屈服压力和结构强度对其工程特性的影响相对更加显著。减小对天然沉积土的施工扰动作用、充分利用土结构力学效应、尽可能使地基工作于力学性质良好的屈服前阶段,在实际工程应用中具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 结构性 长江漫滩相软土 低路堤 工程效应
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地铁桩基钢套管施工对邻近铁路框架桥纵向变形影响分析
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作者 尹超 刘维正 +3 位作者 盛越 黎欢 王锋 廖军 《现代城市轨道交通》 2024年第8期84-93,共10页
地铁桩基钢套管近距离施工会引起既有运营铁路框架桥的附加应力和变形,文章依托长沙地铁1号线北延线高架桥桩基近接既有铁路框架桥工程,基于Mindlin应力解和Pasternak地基梁,建立钢套管施工引起框架桥纵向变形的计算方法。结合实测数据... 地铁桩基钢套管近距离施工会引起既有运营铁路框架桥的附加应力和变形,文章依托长沙地铁1号线北延线高架桥桩基近接既有铁路框架桥工程,基于Mindlin应力解和Pasternak地基梁,建立钢套管施工引起框架桥纵向变形的计算方法。结合实测数据对该方法的准确性进行验证,并分析桩径、地层弹性模量、相对净距及施工附加力对框架桥纵向变形的影响规律。结果表明:钢套管施工过程对周围土体的附加力主要包括土塞压力、套管侧径向压力和套管侧摩擦力,施工扰动主要源于钢套管的旋进过程;框架桥随钢套管施工深度的增加先隆起再逐渐沉降;套管侧摩擦力是框架桥变形的主要因素,径向压力对变形影响最小;纵向差异沉降与桩径成正比,与弹性模量和相对净距成反比;相对净距为框架桥变形的主要控制因素,在4倍桩径范围外时变形逐渐趋于零。工程中可从增大弹性模量和相对净距,减小土塞压力、套管摩阻力和桩径的角度控制框架桥变形,研究结果可为类似工程的设计施工提供依据。 展开更多
关键词 地铁 桩基 钢套管 近接施工 纵向变形 计算方法
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