寒区码头沉箱盖板裂缝成因分析与数模计算验证

1

作者 朱鹏瑞 李越松 +3 位作者 尹纪龙 孙熙平 王亚民 薛润泽 《水道港口》 2024年第1期100-106,共7页

对营口港仙人岛港区30万t级原油码头检测时发现沉箱上方的空心盖板上普遍出现竖向裂缝,根据检测结果、施工记录、施工期温度、开裂时间、裂缝特点、开裂结构特点、工程区域海冰状况调查结果等进行综合分析,推断空心盖板、现浇上部结构... 对营口港仙人岛港区30万t级原油码头检测时发现沉箱上方的空心盖板上普遍出现竖向裂缝,根据检测结果、施工记录、施工期温度、开裂时间、裂缝特点、开裂结构特点、工程区域海冰状况调查结果等进行综合分析,推断空心盖板、现浇上部结构、沉箱顶部开裂是由于空心盖板内结冰膨胀所致。利用有限元仿真模型对开裂原因进行验证,模拟了系缆力、整体温度变化以及海冰引起的体积膨胀4种工况对结构产生的应力应变影响,结果表明很小的冰体积膨胀便使盖板侧壁产生很大的拉应力,并导致结构的开裂,高应力区域与实际发生裂缝的区域基本一致。由此分析得知海冰的膨胀是造成空心盖板侧面裂缝出现的主要原因。 展开更多

关键词 沉箱盖板 竖向裂缝 海冰膨胀 冻胀力

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高桩码头基桩竖向承载力原型试验研究 被引量：15

2

作者 孙熙平 张勇 +1 位作者 郑锋勇 齐广政 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2609-2615,共7页

单桩承载力的检测已有较多成熟的方法。高桩码头的基桩作为整个高桩码头体系的一部分,上部存在复杂的结构,对于此类结构型式,现阶段尚没有有效的方法检测其承载力。结合实际工程,提出区域堆载法检测高桩码头现役基桩承载力的技术,该方... 单桩承载力的检测已有较多成熟的方法。高桩码头的基桩作为整个高桩码头体系的一部分,上部存在复杂的结构,对于此类结构型式,现阶段尚没有有效的方法检测其承载力。结合实际工程,提出区域堆载法检测高桩码头现役基桩承载力的技术,该方法不破坏码头现有的结构。现场进行高桩码头基桩承载力原型试验,在分级荷载作用下测试码头整体变形变位、基桩沉降、结构构件应变等。同时建立数值模型,对高桩码头基桩承载力进行计算分析,利用试验结果对数值模型进行修正,用修正后的数学模型对原型试验的全过程进行数值模拟,对比分析数值计算与试验结果表明,两者吻合较好。经综合分析,最终确定高桩码头基桩的竖向承载力可以达到1 400kN,码头结构处于安全状态,其结果为码头改造的方案设计提供了试验依据。 展开更多

关键词 高桩码头基桩 承载力检测 原型试验 数值分析 应变测试 沉降测试

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重力式码头基床遭水流冲刷后的稳定性分析 被引量：7

3

作者 孙熙平 张宝华 +1 位作者 张强 王笑难 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期3184-3190,共7页

在对北方港口进行检测评估时,发现了多起因拖轮起动产生大水流冲刷破坏抛石基床而危及码头使用安全的案例,这种破坏形式在以往设计规范中并未涉及,规范中也未规定相应的防范措施。针对某实际工程,利用规范法和有限元法分别对抛石基床遭... 在对北方港口进行检测评估时,发现了多起因拖轮起动产生大水流冲刷破坏抛石基床而危及码头使用安全的案例,这种破坏形式在以往设计规范中并未涉及,规范中也未规定相应的防范措施。针对某实际工程,利用规范法和有限元法分别对抛石基床遭水流冲刷破损后码头的稳定性进行了分析,并进一步计算了基床冲刷进深的极限值。计算结果表明,规范法和有限元法计算的结果吻合较好。同时,对于这种新发现的码头破坏形式,应引起设计单位和码头使用单位足够的重视。 展开更多

关键词 抛石基床 大流速水流 规范法 有限元法 码头稳定性 冲刷进深极限值

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有限元法在重力式码头安全性评估中的应用研究 被引量：6

4

作者 孙熙平 吉训明 张桂平 《水道港口》 2012年第1期66-71,共6页

在对重力式码头进行检测评估时,需要对码头的安全性进行验算分析。文章结合某实际工程,通过建立有限元模型,结合规范中的相关公式,计算分析了码头整体的抗滑稳定性、抗倾稳定性及基床应力。研究表明,有限元法与传统规范计算方法相比,计... 在对重力式码头进行检测评估时,需要对码头的安全性进行验算分析。文章结合某实际工程,通过建立有限元模型,结合规范中的相关公式,计算分析了码头整体的抗滑稳定性、抗倾稳定性及基床应力。研究表明,有限元法与传统规范计算方法相比,计算过程更简便,计算结果也更精确。 展开更多

关键词 重力式码头 安全性评估 有限元法 抗滑稳定性 抗倾稳定性 基床应力

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软粘土强度变化对防波堤稳定性影响分析 被引量：3

5

作者 孙熙平 孙百顺 +2 位作者 尹纪龙 张华庆 崔衍强 《水道港口》 2015年第6期567-573,共7页

在地基软弱的离岸区域建造新港区,建筑物的失稳和破坏很大程度上与地基土体的承载能力有关。实际工程中,在软粘土地基上建造港工结构物大多会通过打设塑料排水板等对软土地基进行加固,如何科学的考虑软粘土地基抗剪强度的提升,最大限度... 在地基软弱的离岸区域建造新港区,建筑物的失稳和破坏很大程度上与地基土体的承载能力有关。实际工程中,在软粘土地基上建造港工结构物大多会通过打设塑料排水板等对软土地基进行加固,如何科学的考虑软粘土地基抗剪强度的提升,最大限度的利用软粘土地基的承载能力,获得更为经济有效的工程设计施工方案,将是我国防波堤建设需要面对的重要研究课题之一。文章根据室内静三轴试验数据,研究不同荷载作用下软粘土强度变化规律,采用ABAQUS提供的接口对数值模型的土体材料属性进行二次开发,并结合实际工程,分析考虑软粘土强度变化后对沉箱式防波堤极限承载力的影响,计算结果表明:在竖向荷载作用下,由于软粘土抗剪强度的提升,防波堤安全系数提高了1.1,防波堤更加稳定安全;在水平波浪荷载作用下,结构的失稳主要受护肩和基床承载特性的影响,强度指标的提升对防波堤失稳影响较小。 展开更多

关键词 软粘土强度变化 数值模拟方法 USDFLD 沉箱防波堤 极限承载力

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港工建筑物混凝土裂缝识别检测系统研究

6

作者 朱鹏瑞 孙熙平 +3 位作者 刘孟孟 李易初 崔益鸣 张干 《中国水运》 2024年第4期137-139,共3页

目前港工建筑物裂缝识别检测仍以人力为主,常规仪器检测为辅,来实现一定频次的检测,效率低下且存在盲区。本文以港工建筑物混凝土裂缝为研究对象,基于图像处理技术与机器学习方法对裂缝图像识别进行深入研究,并基于Matlab设计软件界面... 目前港工建筑物裂缝识别检测仍以人力为主,常规仪器检测为辅,来实现一定频次的检测,效率低下且存在盲区。本文以港工建筑物混凝土裂缝为研究对象,基于图像处理技术与机器学习方法对裂缝图像识别进行深入研究,并基于Matlab设计软件界面实现裂缝识别的可视化,最后完成了裂缝检测实验室样机的制作,能够初步满足工程检测的需求。 展开更多

关键词 港工建筑物 混凝土裂缝 图像识别 检测系统

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老旧高桩码头升级改造技术研究 被引量：9

7

作者 孙熙平 阚津 +1 位作者 张勇 尹纪龙 《水道港口》 2014年第2期165-170,共6页

我国港口在经过大规模建设期后,存在大量的老旧高桩码头。文章结合实际工程,研究老旧高桩码头升级改造技术,并对依托工程进行升级改造方案设计。通过对改造方案进行数值分析可知,改造后码头能够满足安全性要求,且改造方案可以使新老结... 我国港口在经过大规模建设期后,存在大量的老旧高桩码头。文章结合实际工程,研究老旧高桩码头升级改造技术,并对依托工程进行升级改造方案设计。通过对改造方案进行数值分析可知,改造后码头能够满足安全性要求,且改造方案可以使新老结构协调工作,保证码头结构的受力合理和变形协调。 展开更多

关键词 老旧高桩码头 升级改造 承载力 数值分析 灌注桩

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高桩码头基桩完整性检测技术研究综述 被引量：13

8

作者 孙熙平 王元战 +1 位作者 徐满意 彭志豪 《港工技术》 2010年第2期50-53,共4页

高桩码头基桩与单桩最主要的区别是其存在上部结构,上部结构存在对应力波在高桩码头基桩中的传播有明显的三维效应影响。根据国内外基桩完整性检测的研究现状,系统介绍:应力波在普通单桩与高桩码头基桩中的传播特性,以及二者的区别;高... 高桩码头基桩与单桩最主要的区别是其存在上部结构,上部结构存在对应力波在高桩码头基桩中的传播有明显的三维效应影响。根据国内外基桩完整性检测的研究现状,系统介绍:应力波在普通单桩与高桩码头基桩中的传播特性,以及二者的区别;高桩码头基桩完整性检测亟需解决的问题,即确定最佳的击振位置和信号接收位置;高桩码头基桩完整性检测研究的思路,包括应用有限元数值模拟和小波分析等。 展开更多

关键词 高桩码头基桩 完整性检测 击振位置 信号接收位置 有限元数值模拟 小波分析

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应力波在高桩码头基桩中传播数值模拟研究 被引量：3

9

作者 孙熙平 王元战 +1 位作者 徐满意 彭志豪 《港工技术》 2010年第4期26-28,共3页

结合天津港某码头工程的实桩检测资料,对应力波在高桩码头基桩中的传播特点进行数值模拟研究,得出实桩检测时高桩梁板式码头的激振位置和应力波信号接收位置。该研究分析结果,可为进一步探索高桩码头基桩完整性检测的方法提供参考。

关键词 高桩码头基桩 完整性检测 激振位置 信号接收位置 有限元数值模拟

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防风网结构风振疲劳特性研究 被引量：5

10

作者 孙熙平 王元战 《港工技术》 2009年第2期30-33,共4页

针对某港实际工程,采用有限元方法对防风网结构在脉动风荷载作用下的动力响应进行分析,并根据瞬态动力分析的结果,找出防风网结构应力疲劳最危险的单元。结合疲劳分析的基本理论,应用雨流法统计最危险单元的应力时程,得到应力循环次数... 针对某港实际工程,采用有限元方法对防风网结构在脉动风荷载作用下的动力响应进行分析,并根据瞬态动力分析的结果,找出防风网结构应力疲劳最危险的单元。结合疲劳分析的基本理论,应用雨流法统计最危险单元的应力时程,得到应力循环次数及应力幅大小,根据Miner线性累积损伤准则编写ANSYS的风振疲劳程序,计算得到防风网结构的疲劳寿命。根据实际工程,验证设计风速为26.8 m/s持续作用下防风网结构的疲劳寿命。 展开更多

关键词 防风网结构 动力响应 风振疲劳

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循环荷载下软黏土不排水强度弱化分析的动力有限元ABAQUS实现 被引量：4

11

作者 焉振 王元战 +1 位作者 肖忠 孙熙平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期735-744,共10页

在波浪循环荷载作用下饱和软黏土地基出现孔隙水压力升高,并导致不排水强度弱化,严重影响防波堤的承载性能。考虑静偏应力影响,基于最大孔隙水压力发展模型和正常固结软黏土不排水强度公式,推导出软黏土不排水强度随循环荷载作用次数和... 在波浪循环荷载作用下饱和软黏土地基出现孔隙水压力升高,并导致不排水强度弱化,严重影响防波堤的承载性能。考虑静偏应力影响,基于最大孔隙水压力发展模型和正常固结软黏土不排水强度公式,推导出软黏土不排水强度随循环荷载作用次数和应力水平变化的动态折减规律。结合软黏土不排水强度动态折减规律和M-C屈服准则,在有限元软件ABAQUS上实现软黏土不排水强度循环弱化分析的数值开发和动力运算过程。运用该动力有限元方法对天津港防波堤地基软黏土的动、静三轴试验进行数值模拟运算。结果表明,最大孔隙水压力发展曲线以及循环荷载作用后不排水强度的数值预测结果与动三轴试验结果吻合良好。另外,动力有限元方法(DFEM)能够表示土体强度在循环荷载作用下的具体弱化过程。 展开更多

关键词 软黏土 循环荷载 静偏应力 动力有限元方法 最大孔隙水压力 不排水强度弱化

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防风网结构设计研究综述 被引量：13

12

作者 王元战 孙熙平 +1 位作者 詹水芬 洪宁宁 《港工技术》 北大核心 2008年第3期16-19,共4页

防风网在我国港口工程中的应用刚刚起步,其设计经验缺乏,计算方法不成熟。根据国内外应用与研究防风网的现状,系统介绍防风网设计的基本概念,并提出防风网结构设计需研究解决的几个问题,即防风网结构优化设计、防风网结构动力特性与风... 防风网在我国港口工程中的应用刚刚起步,其设计经验缺乏,计算方法不成熟。根据国内外应用与研究防风网的现状,系统介绍防风网设计的基本概念,并提出防风网结构设计需研究解决的几个问题,即防风网结构优化设计、防风网结构动力特性与风振响应、防风网结构风振疲劳损伤和防风网结构风振控制等。 展开更多

关键词 防风网 优化设计 风振响应 疲劳 振动控制

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循环荷载下软黏土强度弱化研究及其动力计算应用 被引量：9

13

作者 王元战 杨攀博 +2 位作者 孙熙平 刘翰琪 胡珅榕 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期821-828,共8页

滨海软黏土在波浪循环荷载作用下会发生强度弱化,从而降低软黏土地基承载力,影响结构稳定性。以烟台港原状淤泥质粉质黏土为研究对象,通过室内动三轴试验,以围压、初始静偏应力、循环动应力和循环次数为试验变量,分析不同应力组合作用... 滨海软黏土在波浪循环荷载作用下会发生强度弱化,从而降低软黏土地基承载力,影响结构稳定性。以烟台港原状淤泥质粉质黏土为研究对象,通过室内动三轴试验,以围压、初始静偏应力、循环动应力和循环次数为试验变量,分析不同应力组合作用下的淤泥质粉质黏土的孔压发展规律和不排水抗剪强度弱化规律。根据孔压发展规律拟合出软黏土双曲孔压计算模型,同时利用等效超固结比理论,将得到的孔压模型和强度规律结合起来,提出了综合考虑围压、静偏应力、动应力和循环次数适用于整个动态循环过程的不排水抗剪强度弱化公式,并通过试验对公式进行了验证。最后将公式应用于烟台港防波堤数值模型的动力计算中。从试验到数模,比较完整地提出了一套便于应用于工程实践的考虑地基土体循环弱化效应的动力计算方法。 展开更多

关键词 软黏土 循环荷载 孔隙水压力 强度弱化 数值模型 动力计算

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梁板式高桩码头极限承载力概率分布 被引量：4

14

作者 王元战 高树奇 +1 位作者 张智凯 孙熙平 《水道港口》 2012年第6期515-522,共8页

极限承载力概率分布是结构可靠度计算要解决的主要问题之一。针对在役高桩码头结构安全评估问题,选择结构材料性能参数与几何尺寸参数为随机变量,基于非线性有限元数值模型,采用蒙特卡罗法建立典型梁板式高桩码头极限承载力概率分布模... 极限承载力概率分布是结构可靠度计算要解决的主要问题之一。针对在役高桩码头结构安全评估问题,选择结构材料性能参数与几何尺寸参数为随机变量,基于非线性有限元数值模型,采用蒙特卡罗法建立典型梁板式高桩码头极限承载力概率分布模型及统计参数。研究了水平荷载作用下无损结构的极限承载力概率分布及损伤位置、损伤程度和损伤数量对高桩码头极限承载力概率分布及统计参数的影响。结果表明:水平荷载作用下无损结构的极限承载力概率分布为正态分布,损伤位置、损伤程度和损伤数量不影响结构极限承载力的概率分布。在水平荷载作用下计算损伤结构的可靠指标时,可以采用无损结构极限承载力概率分布及统计参数进行计算。 展开更多

关键词 梁板式高桩码头 水平荷载 极限承载力 概率分布 损伤

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基于残余力向量的高桩码头基桩损伤诊断研究 被引量：3

15

作者 张干 孙熙平 +1 位作者 王倩 张强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期188-192,203,共6页

对于有上部结构的髙桩码头基桩损伤诊断研究,目前国内外还没有提出一种实用可行的诊断方法。根据振动微分方程,推导出残余力向量的表达式,定义残余力向量绝对值作为损伤诊断指标。以一高桩码头排架为研究对象,在多种工况下,基于残余力... 对于有上部结构的髙桩码头基桩损伤诊断研究,目前国内外还没有提出一种实用可行的诊断方法。根据振动微分方程,推导出残余力向量的表达式,定义残余力向量绝对值作为损伤诊断指标。以一高桩码头排架为研究对象,在多种工况下,基于残余力向量法,模拟诊断排架基桩的损伤。数值模拟结果表明:以残余力向量绝对值作为诊断指标,对损伤较为敏感,只需结构的低阶模态,就可以准确快速地识别出结构的损伤,为髙桩码头基桩损伤诊断提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 高桩码头基桩 环境激励 有限元模型 残余力向量 损伤诊断

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基于振动法检测预应力混凝土梁有效应力的实验研究及有限元分析 被引量：4

16

作者 徐满意 孙熙平 马津渤 《水道港口》 2008年第6期432-437,共6页

在已建的预应力结构中,结构当前的应力检测一直是较难解决的问题。文中利用振动法研究无粘结预应力混凝土梁的振动特性,通过理论分析和实验研究发现,预应力改变了混凝土梁的有效刚度,从而改变了预应力混凝土梁的振动频率。因此可以通过... 在已建的预应力结构中,结构当前的应力检测一直是较难解决的问题。文中利用振动法研究无粘结预应力混凝土梁的振动特性,通过理论分析和实验研究发现,预应力改变了混凝土梁的有效刚度,从而改变了预应力混凝土梁的振动频率。因此可以通过振动频率值反推得到梁的有效应力。通过实验测试和有限元计算得到了预应力混凝土梁在不同预应力作用下的振动频率值,二者的结果吻合较好。研究表明,振动法可以用来检测无粘结预应力混凝土梁的有效应力,为结构的有效应力检测提供了一条参考途径。 展开更多

关键词 振动法 无粘结预应力混凝土梁 有效应力 有限元

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波浪循环荷载作用下软粘土软化机理研究综述 被引量：4

17

作者 张华庆 尹纪龙 孙熙平 《水道港口》 2014年第4期300-307,共8页

软粘土在波浪循环荷载作用下,会发生变形增加、强度降低的软化现象。软粘土软化特性的深入研究,对指导工程实践、科学预防工程事故,具有重要的学术价值和经济意义。文章依次对国内外关于波浪循环荷载作用下软粘土软化的研究进展、软粘... 软粘土在波浪循环荷载作用下,会发生变形增加、强度降低的软化现象。软粘土软化特性的深入研究,对指导工程实践、科学预防工程事故,具有重要的学术价值和经济意义。文章依次对国内外关于波浪循环荷载作用下软粘土软化的研究进展、软粘土软化影响因素、软化机理以及现阶段常见的软化模型进行了阐述,并对防治软粘土软化的对策进行了探讨。 展开更多

关键词 波浪循环荷载 软粘土软化 软化机理 软化模型 防治对策

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高桩码头基桩动力损伤诊断方法研究综述 被引量：7

18

作者 张干 赵冲久 孙熙平 《水道港口》 2012年第5期416-422,共7页

文章对传统的基桩检测的主要方法及其存在的局限性进行了综述,并对可能用于基桩损伤诊断的模态参数法、基于频响函数变化的损伤诊断法、模型修正法、神经网络法、遗传算法、小波分析法、残余力向量法进行探讨。最后对基桩损伤诊断领域... 文章对传统的基桩检测的主要方法及其存在的局限性进行了综述,并对可能用于基桩损伤诊断的模态参数法、基于频响函数变化的损伤诊断法、模型修正法、神经网络法、遗传算法、小波分析法、残余力向量法进行探讨。最后对基桩损伤诊断领域的一些研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 高桩码头 基桩 动力 损伤诊断 综述

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秦皇岛港煤堆场防风网结构风振响应分析 被引量：5

19

作者 刘现鹏 王元战 +1 位作者 洪宁宁 孙熙平 《港工技术》 北大核心 2008年第5期15-17,共3页

采用有限元方法对秦皇岛港煤堆场防风网结构在风荷载作用下的静、动力响应进行分析。在静力分析中,采用规范方法计算风荷载,通过有限元方法进行静力计算。在动力分析中,采用风压谱生成风荷载作用时程,通过有限单元方法进行动力响应计算... 采用有限元方法对秦皇岛港煤堆场防风网结构在风荷载作用下的静、动力响应进行分析。在静力分析中,采用规范方法计算风荷载,通过有限元方法进行静力计算。在动力分析中,采用风压谱生成风荷载作用时程,通过有限单元方法进行动力响应计算。结果表明,采用规范方法计算风荷载,并考虑1.4的风荷载分项系数后的静力计算结果与采用风压谱生成风荷载作用时程的动力计算结果相近。 展开更多

关键词 煤堆场 防风网结构 静力响应 动力响应

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多因素下滨海软黏土循环后强度弱化研究及应用 被引量：2

20

作者 王元战 杨攀博 +1 位作者 孙熙平 崔衍强 《水道港口》 2015年第2期153-160,共8页

随着近海工程向深水化、大型化发展,波浪循环荷载作用下软黏土地基弱化问题越来越受到关注。文章以烟台港原状淤泥质黏土为研究对象,通过动三轴试验,研究了不同围压、动应力和静偏应力影响下循环后不排水抗剪强度弱化规律和应力路径发... 随着近海工程向深水化、大型化发展,波浪循环荷载作用下软黏土地基弱化问题越来越受到关注。文章以烟台港原状淤泥质黏土为研究对象,通过动三轴试验,研究了不同围压、动应力和静偏应力影响下循环后不排水抗剪强度弱化规律和应力路径发展规律。在此基础上考虑实际工程中的土体状况,增加了固结度这一新的影响因素。试验结果表明存在固结度临界动应力比0.2,当动应力比小于等于0.2时,固结度对于土体强度弱化的影响基本一致;当动应力比大于0.2时,固结度对于强度弱化的影响突然加速。根据试验规律建立了综合考虑围压、动应力、静偏应力和固结度的多因素影响下不排水抗剪强度弱化公式,并采用拟静力方法将公式应用于烟台港防波堤数值模型的计算中,结果表明考虑强度弱化效应的计算方法更加接近工程实际。 展开更多

关键词 软黏土 循环荷载 强度弱化 固结度 数值模型

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