磷石膏-玄武岩纤维固化低黏聚性土的组合优化研究

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作者 王浩然 杨秀娟 +2 位作者 陈顺福 欧自然 孟敏强 《水利与建筑工程学报》 2024年第6期172-180,共9页

为提升低黏聚性土的力学性质,采用磷石膏-玄武岩纤维作为复合固化材料,设置磷石膏掺量、玄武岩纤维掺量、含水率、压实度4因素的正交试验,研究不同组合下固化土的黏聚力、压缩性及渗透性的变化规律,并通过熵值法筛选出最优组合。试验结... 为提升低黏聚性土的力学性质,采用磷石膏-玄武岩纤维作为复合固化材料,设置磷石膏掺量、玄武岩纤维掺量、含水率、压实度4因素的正交试验,研究不同组合下固化土的黏聚力、压缩性及渗透性的变化规律,并通过熵值法筛选出最优组合。试验结果表明:极差分析显示含水率对固化土的抗剪强度、压缩性及渗透性影响程度最大,压实度对固化土渗透性影响显著;磷石膏掺量和玄武岩纤维掺量的增加有利于固化土的抗剪强度提高。通过熵值法确定磷石膏掺量、玄武岩纤维掺量、含水率、压实度分别为6.5%、0.8%、12%、98%时为最优组合,此时处理后的低黏聚性土黏聚力为75.9 kPa,压缩系数为0.17 MPa^(-1),渗透系数为1.43×10^(-5)cm/s。 展开更多

关键词 磷石膏 玄武岩纤维 固化 低黏聚性土 正交试验 熵值法

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基于尺寸效应的粗粒土单颗粒破碎试验及数值模拟 被引量：24

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作者 孟敏强 王磊 +3 位作者 蒋翔 汪成贵 刘汉龙 肖杨 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2953-2962,共10页

在外荷载等因素作用下,粗粒土易发生颗粒破碎。对泥岩和砂岩颗粒进行了一系列的单颗粒破碎试验,基于尺寸效应和颗粒破碎分形模型,研究了单颗粒破碎强度、破碎能量及Weibull模量等与分形维数间的关系。利用PFC3D对单颗粒破碎过程进行分析... 在外荷载等因素作用下,粗粒土易发生颗粒破碎。对泥岩和砂岩颗粒进行了一系列的单颗粒破碎试验,基于尺寸效应和颗粒破碎分形模型,研究了单颗粒破碎强度、破碎能量及Weibull模量等与分形维数间的关系。利用PFC3D对单颗粒破碎过程进行分析,并与试验数据对比,验证了数值程序的可靠性;随后扩展到大颗粒粒径,分析了其单破碎强度及破碎能量。结果表明:在同类试验条件下,不同材料所得的分形维数是不同的;不同粒径砂岩的破碎程度均大于泥岩;单颗粒破碎强度具有明显的尺寸效应;单颗粒破碎强度与破碎能量均可通过分形维数与颗粒粒径预测得出;修正后的Weibull模量也可通过分形维数得出;数值模拟结果与试验结果及预测结果基本一致;大颗粒粒径单颗粒破碎强度模拟结果与预测结果基本一致,破碎能量稍有差异,需进一步试验验证。研究成果可为获取大粒径粗粒土的单颗粒强度与变形特性提供参考。 展开更多

关键词 尺寸效应 分形维数 单颗粒破碎强度 破碎能量 WEIBULL分布 数值模拟

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隧道抗震设计中反应位移法与时程分析法的对比分析 被引量：11

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作者 王小林 孟敏强 +2 位作者 李冀伟 张亮 王晓闪 《铁道建筑》 北大核心 2015年第7期35-38,共4页

针对目前我国实行的《城市轨道交通结构抗震设计规范》,以西安地铁某号线为背景,基于盾构地铁区间隧道抗震设计方法—反应位移法与时程分析法的基本原理,对盾构地铁区间隧道进行了抗震分析。通过分析比较两种方法所得出的内力与关键节... 针对目前我国实行的《城市轨道交通结构抗震设计规范》,以西安地铁某号线为背景,基于盾构地铁区间隧道抗震设计方法—反应位移法与时程分析法的基本原理,对盾构地铁区间隧道进行了抗震分析。通过分析比较两种方法所得出的内力与关键节点水平位移,说明反应位移法和时程分析法在抗震设计中均具有适用性,两种分析方法可互相参考验证。 展开更多

关键词 盾构地铁隧道 抗震设计 反应位移法 时程分析法

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隧道穿越饱和软黄土合理注浆半径范围研究 被引量：6

4

作者 王小林 高海通 +1 位作者 孟敏强 王磊 《城市轨道交通研究》 北大核心 2017年第1期65-68,共4页

以西安地铁某号线穿越饱和软黄土地段为研究对象,针对施工中采用的全断面注浆加固地层措施,分析其合理的注浆半径。利用FLAC3D数值模拟软件,重点分析地铁隧道穿越饱和软黄土地层时不同注浆半径下的围岩竖向变形,并结合相关工程经验,确... 以西安地铁某号线穿越饱和软黄土地段为研究对象,针对施工中采用的全断面注浆加固地层措施,分析其合理的注浆半径。利用FLAC3D数值模拟软件,重点分析地铁隧道穿越饱和软黄土地层时不同注浆半径下的围岩竖向变形,并结合相关工程经验,确定合理的注浆半径。分析结果表明,针对本工程实际地质水文条件,合理的注浆半径为2~3 m。其可为类似地质条件下的工程提供借鉴。 展开更多

关键词 地铁 隧道施工 饱和软黄土 注浆半径

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断面非对称小净距黄土地铁隧道施工顺序模拟对比研究 被引量：6

5

作者 王小林 张亮 +2 位作者 李冀伟 孟敏强 王晓闪 《城市轨道交通研究》 北大核心 2015年第9期100-105,共6页

西安地铁5号线兴庆路站至青龙寺站区间隧道在兴庆路站站后设置停车线,为同时满足左线停车和双线正常行车的功能需求,拟选用左线(大断面)双侧壁导坑法和右线(小断面)台阶法的施工方案进行施工。针对该地铁隧道不同施工顺序采用二维动态... 西安地铁5号线兴庆路站至青龙寺站区间隧道在兴庆路站站后设置停车线,为同时满足左线停车和双线正常行车的功能需求,拟选用左线(大断面)双侧壁导坑法和右线(小断面)台阶法的施工方案进行施工。针对该地铁隧道不同施工顺序采用二维动态有限元数值模拟,通过分析施工引起的拱顶沉降、拱腰收敛、地表变形、衬砌内力和中间土体应力特征及规律,得出大小断面地铁隧道先后施工相互影响的规律性成果:不同施工顺序对拱顶沉降和地表变形影响相差不大,而先行小断面隧道采用台阶法施工完成后对隧道拱腰收敛、衬砌内力及中间土体应力的影响较先行大断面施工的影响小,采用先施工小断面隧道的施工顺序更为合理。 展开更多

关键词 地铁隧道 小净距 施工顺序 数值模拟

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临近建筑物对黄土地铁隧道地震响应的影响 被引量：5

6

作者 王小林 张亮 +2 位作者 孟敏强 王晓闪 李冀伟 《中外公路》 北大核心 2016年第6期204-208,共5页

新建地铁隧道临近地表既有建筑物,在地震作用下地面临近建筑物的存在必然会对地层产生扰动,引起地铁隧道结构抗震性能的变化。该文以双线地铁隧道侧向下穿某既有多层建筑物为研究对象,构建地面建筑-土层-地铁隧道结构共同作用体系二维... 新建地铁隧道临近地表既有建筑物,在地震作用下地面临近建筑物的存在必然会对地层产生扰动,引起地铁隧道结构抗震性能的变化。该文以双线地铁隧道侧向下穿某既有多层建筑物为研究对象,构建地面建筑-土层-地铁隧道结构共同作用体系二维数值计算模型,分析临近建筑物对地铁隧道结构地震反应特性的影响。同时研究了隧道与建筑相对位置变化及不同的地震波对地铁隧道抗震性能的影响。研究结果表明:1临近建筑使得地铁隧道拱顶与拱底相对位移有所增大;2地表建筑物存在,使得隧道衬砌结构动内力比无建筑时明显增大,拱肩与拱脚处内力最大;3建筑物与隧道相对位置改变也会对地铁隧道抗震性能产生影响。 展开更多

关键词 地铁隧道 数值模拟 地震响应 时程分析

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露天矿毫秒延时爆破降振效果研究 被引量：1

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作者 王小林 王晓闪 +2 位作者 王磊 孟敏强 张亮 《煤炭工程》 北大核心 2015年第10期51-53,57,共4页

为了减小爆破振动对矿区周围建(构)筑物的影响,露天矿山开采爆破正逐步采用毫秒延时高精度导爆管雷管起爆方法。结合龙华煤矿剥离爆破工程监测,运用Matlab软件,对爆破振动监测数据进行回归分析。对比了运用毫秒延时高精度导爆管雷管和... 为了减小爆破振动对矿区周围建(构)筑物的影响,露天矿山开采爆破正逐步采用毫秒延时高精度导爆管雷管起爆方法。结合龙华煤矿剥离爆破工程监测,运用Matlab软件,对爆破振动监测数据进行回归分析。对比了运用毫秒延时高精度导爆管雷管和普通秒延时导爆管雷管两种起爆方法的爆破振动峰值速度与持续时间的规律。研究表明:运用高精度导爆管雷管的毫秒延时爆破和普通秒延时爆破相比,振动强度大幅降低,振动持续时间明显缩短,且降振效果随爆心距的增加而明显减小。 展开更多

关键词 露天矿 高精度导爆管 毫秒延时爆破 爆破振动

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土体热加固方法的研究进展 被引量：3

8

作者 樊恒辉 倪晓逸 +2 位作者 孟敏强 杨秀娟 张路 《水利与建筑工程学报》 2021年第5期1-7,共7页

热加固技术是一种历史悠久的土体原位处置技术,常用于软弱性或特殊性地基的处置,可提高土体的力学强度与改良土体的诸如湿陷、膨胀等不良工程特性。通过系统分析前人对土体热加固技术方面的研究,总结土体在高温下的性质变化,提出了热土... 热加固技术是一种历史悠久的土体原位处置技术,常用于软弱性或特殊性地基的处置,可提高土体的力学强度与改良土体的诸如湿陷、膨胀等不良工程特性。通过系统分析前人对土体热加固技术方面的研究,总结土体在高温下的性质变化,提出了热土的概念与分类,阐述了热加固的方法与机理,探讨了热加固对土体工程性能的影响及其作用规律,并结合热加固处置土体的工程实例,对热土研究领域的若干问题进行了分析与展望。 展开更多

关键词 原位处置 热加固 热土 加固机理 研究进展

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原位热力加固分散土的影响因素及其作用机理研究 被引量：3

9

作者 倪晓逸 张路 +3 位作者 樊恒辉 杨秀娟 孟敏强 赵彦军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1240-1249,共10页

分散土是一种水敏性特殊土,常采用石灰等土壤固化材料进行改性处理,但是对于边坡工程,由于改性处理的施工工艺复杂,使得改性成本较高且效果往往达不到设计要求。通过泥球、碎块、针孔、双相对质量密度计等分散性判别试验以及微观结构检... 分散土是一种水敏性特殊土,常采用石灰等土壤固化材料进行改性处理,但是对于边坡工程,由于改性处理的施工工艺复杂,使得改性成本较高且效果往往达不到设计要求。通过泥球、碎块、针孔、双相对质量密度计等分散性判别试验以及微观结构检测、X射线衍射、红外光谱分析等微观试验,研究了原位热力加固分散土的影响因素及其作用机理。试验结果表明,温度、加热时间、压实度对热力加固分散土具有显著的影响。随着温度的升高、加热时间的延长、压实度的增加,分散土的分散性逐步减弱,直至消除。加热温度低于200℃时,分散土的分散性虽然减弱,但具有可逆性;高于200℃以上时,分散土彻底失去分散性,且具有不可逆性。分散土经过高温处理后,通过颗粒失水凝聚、盐矿物形变胶结等作用,使得颗粒团聚结构增强,水溶性离子溶出量减少,土体碱性降低,双电层厚度减小,进而土颗粒间的引力大于斥力,分散性减弱甚至消失。研究结果表明,原位热力加固技术是一项很有前景的特殊土边坡稳定处置技术。 展开更多

关键词 分散土 热力加固 加热温度 微观结构 作用机理

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基于分散机理的细粒土分散性判别方法研究 被引量：4

10

作者 陶然 孟敏强 +4 位作者 张文博 樊恒辉 文纪翔 郭弘东 杨秀娟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期599-608,共10页

针孔、碎块、双密度计、孔隙水可溶性阳离子和交换性钠离子百分比等现有评价细粒土分散性的5种常规试验方法,操作过程繁琐,耗时耗力。基于细粒土分散机理,通过人工配制不同黏粒含量、不同碳酸钠质量分数的土样,研究细粒土分散性常规判... 针孔、碎块、双密度计、孔隙水可溶性阳离子和交换性钠离子百分比等现有评价细粒土分散性的5种常规试验方法,操作过程繁琐,耗时耗力。基于细粒土分散机理,通过人工配制不同黏粒含量、不同碳酸钠质量分数的土样,研究细粒土分散性常规判别试验方法的适用性,提出快速准确评价细粒土分散性的方法。试验结果表明,分散土可分为物理性分散土(可称之为低凝聚性土)、化学性分散土、物理-化学复合型分散土,其中黏粒含量10%是细粒土产生物理性分散的界限。泥球、孔隙水可溶性阳离子和交换性钠离子百分比试验适用于所有细粒土,针孔和双密度计试验适用于黏粒含量不低于10%的细粒土。当黏粒含量低于10%时,采用泥球试验的判别结果作为判别依据;当黏粒含量不低于10%时,以泥球和针孔试验的判别结果作为综合判别依据,并且以最强的分散性判别结果为准。双密度计、孔隙水可溶性阳离子、交换性钠离子百分比和酸碱度试验仅作为细粒土分散机理的解释性试验,不参与综合判别。 展开更多

关键词 分散土 分散机理 判别方法 适用性 综合评价

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木钙+玄武岩纤维对黄土边坡力学性能及抗蚀性的影响 被引量：3

11

作者 马兴业 杨秀娟 +3 位作者 樊恒辉 汤朝鑫 石庆红 孟敏强 《人民黄河》 CAS 北大核心 2023年第11期122-127,共6页

木钙与玄武岩纤维均可作为土壤改良剂,玄武岩纤维可有效提高土体黏聚力和抗剪强度,木钙可有效提高土体的水稳性和持水性,为探讨二者复合使用的效果,通过土工试验和人工降雨冲刷试验,研究了在黄土中单独掺加木钙、玄武岩纤维及二者复合... 木钙与玄武岩纤维均可作为土壤改良剂,玄武岩纤维可有效提高土体黏聚力和抗剪强度,木钙可有效提高土体的水稳性和持水性,为探讨二者复合使用的效果,通过土工试验和人工降雨冲刷试验,研究了在黄土中单独掺加木钙、玄武岩纤维及二者复合掺加对黄土边坡力学性能及抗蚀性的影响。结果表明:玄武岩纤维和木钙复合使用可显著改善黄土的力学指标,木钙掺量为1.5%+玄武岩纤维掺量为0.4%是二者复合使用的最优配比,按此配比改良的黄土的黏聚力、内摩擦角与单掺1.5%木钙相比分别增大67.2%、17.8%,与单掺0.4%玄武岩纤维相比分别增大14.4%、9.8%,且崩解速率较素土显著降低;改良黄土边坡抗渗能力显著提高、渗透系数减小、雨水入渗减缓、抗蚀性显著增强,在雨强为50 mm/h、降雨时长3 h的情况下累计冲刷量比素土边坡累计冲刷量减少99.8%。 展开更多

关键词 土壤改良剂 木钙 玄武岩纤维 黄土边坡 力学性能 抗蚀性

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降雨作用下黄土填方区交界面水分迁移及沉降规律研究 被引量：2

12

作者 赵文赫 杨秀娟 +3 位作者 王宝仲 樊恒辉 孟敏强 朱振 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1710-1720,I0012,F0003,共13页

针对黄土高原地区治沟造地实践中由于填方区新老交界面及不同压实度交界面等而引起的管涌、塌陷、滑坡、不均匀沉降、裂缝等灾害,通过建立黄土填方区新老交界面及不同压实度交界面实体物理模型,研究了降雨作用下黄土填方区交界面水分迁... 针对黄土高原地区治沟造地实践中由于填方区新老交界面及不同压实度交界面等而引起的管涌、塌陷、滑坡、不均匀沉降、裂缝等灾害,通过建立黄土填方区新老交界面及不同压实度交界面实体物理模型,研究了降雨作用下黄土填方区交界面水分迁移及沉降规律。试验结果表明:(1)雨水下渗速率随着填土压实度的降低而增快,低压实度填土体积含水率和孔隙水压力在峰值附近存在“骤增骤减”现象,孔隙水压力具有明显滞后性;(2)湿润锋在交界面附近出现明显过渡区,交界面存在雨水优势流通道;(3)交界面上方土体总沉降与交界面上方填土高度成非线性关系,不同压实度交界面上缘的局部倾斜值远大于交界面下缘,局部倾斜最大值靠近交界面上缘;(4)交界面两侧压实度差越大,土体的差异沉降越大,交界面发生破坏趋势越大;(5)填土的大幅沉降以及土体的不均匀沉降往往伴随着表面裂缝的产生,最大裂缝出现在填方区不同压实度交界面上缘附近。研究结果表明,在治沟造地等岩土工程实践中,提高回填土压实度对降低不均匀沉降及防止交界面出现裂缝具有重要意义。 展开更多

关键词 压实度 交界面 不均匀沉降 降雨入渗 优势流

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晶核剂对CFPK改良碳酸盐渍土影响的试验研究 被引量：1

13

作者 周详朋 任冠洲 +3 位作者 蔡东廷 樊恒辉 孟敏强 杨秀娟 《水利与建筑工程学报》 2023年第2期88-94,共7页

仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)改良碳酸盐渍土具有一定效果,但是存在碳酸氢钙分解速率慢、分解不完全等问题,导致改性效果不理想。为提高CFPK的利用率,以人工配制的碳酸盐渍土作为研究对象,采用土体中预掺入碳酸钙作为CFPK反应的晶核剂,通过物... 仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)改良碳酸盐渍土具有一定效果,但是存在碳酸氢钙分解速率慢、分解不完全等问题,导致改性效果不理想。为提高CFPK的利用率,以人工配制的碳酸盐渍土作为研究对象,采用土体中预掺入碳酸钙作为CFPK反应的晶核剂,通过物理、化学、力学、微观结构等试验方法,研究碳酸钙晶核剂对CFPK改良碳酸盐渍土效果的影响。试验结果表明,随着碳酸钙晶核剂掺量的增加,CFPK分解的速率越快,分解越彻底。碳酸钙晶核剂和CFPK联合改良后,土体易溶盐含量降低,抗湿化崩解性、无侧限抗压强度、抗剪强度大大提高。综合考虑碳酸钙晶核剂最优掺量为5%。碳酸钙晶核剂诱导CFPK分解,所形成的碳酸钙晶核剂和具有胶结作用的碳酸钙的整体,对土体有填充与固化的作用,同时可吸附土中的盐分,达到提高碳酸盐渍土工程性质的效果。 展开更多

关键词 碳酸盐渍土 晶核剂 碳酸钙 碳酸氢钙 改性机理

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钢纤维再生混凝土拉压强度计算模型研究 被引量：8

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作者 安学旭 宁致远 孟敏强 《四川建筑科学研究》 2018年第4期97-101,共5页

选取强度等级为C30,再生粗骨料取代率为0%、25%、50%、75%、100%,钢纤维摻量为0%、0.75%、1.5%的钢纤维再生混凝土进行了试验研究。结果表明:钢纤维对再生混凝土抗压及劈裂抗拉强度具有增强作用,但当钢纤维掺量达到某一数值后,其增强作... 选取强度等级为C30,再生粗骨料取代率为0%、25%、50%、75%、100%,钢纤维摻量为0%、0.75%、1.5%的钢纤维再生混凝土进行了试验研究。结果表明:钢纤维对再生混凝土抗压及劈裂抗拉强度具有增强作用,但当钢纤维掺量达到某一数值后,其增强作用不再增大;抗压强度和劈裂抗拉强度随再生粗骨料取代率的增加整体呈现下降趋势。针对这一特点,建立了含钢纤维掺量和再生粗骨料取代率两个变量因素的抗压及劈裂抗拉强度计算模型以及二者换算模型。 展开更多

关键词 钢纤维再生混凝土 抗压强度 劈裂抗拉强度 计算模型

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