高延性固化粉土的力学特性及微观结构

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作者 张超杰 洪瑜泽 +2 位作者 程泽海 金鎏君 凌豪俊 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第5期155-164,共10页

针对钱塘江海塘地基粉土黏聚力较小、抗渗能力弱、易被水侵蚀流失等特点,开展不同固化剂掺量、不同含水率和龄期的固化粉土无侧限抗压强度试验、渗透试验、扫描电镜试验(SEM)和X射线衍射仪试验(XRD),运用Image J软件机器学习处理电镜图... 针对钱塘江海塘地基粉土黏聚力较小、抗渗能力弱、易被水侵蚀流失等特点,开展不同固化剂掺量、不同含水率和龄期的固化粉土无侧限抗压强度试验、渗透试验、扫描电镜试验(SEM)和X射线衍射仪试验(XRD),运用Image J软件机器学习处理电镜图像,研究改性固化粉土的力学特性和微观特征,探讨其固化机理、强度、渗透系数的变化规律及微观特征与宏观力学性能之间的相关性,使其达到高延性目的。结果表明:改性固化粉土的延塑性和抗渗性明显提升,得到最佳固化剂配比;与普通固化粉土相比,改性固化粉土中检测出有机高分子化合物,扫描电镜试验(SEM)显示水化物和片状高聚物薄片包裹颗粒;改性固化粉土的孔隙数与强度的相关性并不显著,破坏应变与孔隙率成正相关关系,渗透养护后的固化粉土孔隙数和孔隙率比渗透养护前降低。 展开更多

关键词 高延性固化粉土 微观结构 破坏应变 强度 渗透性

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桩筏基础在竖向荷载作用下的时间效应 被引量：22

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作者 程泽海 凌道盛 陈云敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期73-77,共5页

大量桩筏基础下存在较厚的饱和软弱下卧层 ,其变形和内力的研究不仅涉及到筏板、桩和土三者之间的相互作用 ,而且还跟时间有很大的关系。在建筑物施工和使用期间 ,地基变形逐步发展 ,基础的刚度不断变化 ,两者之间产生相互影响。地基的... 大量桩筏基础下存在较厚的饱和软弱下卧层 ,其变形和内力的研究不仅涉及到筏板、桩和土三者之间的相互作用 ,而且还跟时间有很大的关系。在建筑物施工和使用期间 ,地基变形逐步发展 ,基础的刚度不断变化 ,两者之间产生相互影响。地基的差异沉降还引起筏板及上部结构内力的变化。本文首次研究了存在软弱下卧层的桩筏体系的工作性状随时间变化规律 ,发现桩筏基础筏板内力。 展开更多

关键词 桩筏基础 时间效应 固结 有限元

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维持荷载作用下单桩沉降的时间效应 被引量：8

3

作者 程泽海 陈云敏 夏建中 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1571-1574,共4页

研究单桩在不同维持加载时间的桩顶荷载-沉降关系曲线,揭示了不同载荷比条件下桩侧和桩端下土体中的初始超静孔压分布,分别讨论了土的固结与蠕变特性对单桩沉降的影响。分析表明,土体的固结对单桩的维持载荷试验的影响很小,桩身上的荷... 研究单桩在不同维持加载时间的桩顶荷载-沉降关系曲线,揭示了不同载荷比条件下桩侧和桩端下土体中的初始超静孔压分布,分别讨论了土的固结与蠕变特性对单桩沉降的影响。分析表明,土体的固结对单桩的维持载荷试验的影响很小,桩身上的荷载主要以剪应力的形式传递到周围土体中。土体的蠕变对单桩沉降的影响与土的超固结比或沉积时间有关,桩顶沉降中的蠕变部分随超固结比的增大而减小。 展开更多

关键词 单桩 固结 蠕变 维持荷载

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桩侧扰动分区饱和土中桩竖向振动特性研究 被引量：3

4

作者 程泽海 李强 +2 位作者 郑辉 马惠彪 王奎华 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期553-559,共7页

考虑沉桩过程中桩周土受到扰动产生软化或硬化的现象,建立了饱和土中径向分区桩竖向振动简化模型,通过分离变量方法,得到了桩竖向振动频域解析解和时域半解析解。分析了分区土对桩竖向振动特性的影响,数值计算结果表明,土层模量比、分... 考虑沉桩过程中桩周土受到扰动产生软化或硬化的现象,建立了饱和土中径向分区桩竖向振动简化模型,通过分离变量方法,得到了桩竖向振动频域解析解和时域半解析解。分析了分区土对桩竖向振动特性的影响,数值计算结果表明,土层模量比、分区半径和桩底支承系数对桩竖向振动有较明显的影响。研究结果还表明,在较强的振动作用下,由于分区软化或强化作用的存在,桩土间的实际相互作用减弱,采用均质土完全黏结模型过高地估计了土对桩的约束能力,采用本文的扰动分区模型可以较好地反映桩土间的软化和硬化现象。 展开更多

关键词 桩土相互作用 竖向振动 饱和土 打桩 径向扰动分区

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交通荷载作用下综合管廊的受力性状分析 被引量：8

5

作者 程泽海 李磊 +1 位作者 金炜枫 刘朝阳 《科技通报》 2018年第10期210-215,共6页

综合管廊拥有良好的社会效益和经济效益,目前我国大力推广管廊建设,而软土地区管廊的设计施工安全是限制管廊建设的最大问题,合理选用管廊的断面形式和埋置深度能够有效提高管廊的施工质量。利用有限元软件ABAQUS对几种常见的不同断面... 综合管廊拥有良好的社会效益和经济效益,目前我国大力推广管廊建设,而软土地区管廊的设计施工安全是限制管廊建设的最大问题,合理选用管廊的断面形式和埋置深度能够有效提高管廊的施工质量。利用有限元软件ABAQUS对几种常见的不同断面形式的管廊进行分析计算,计算时将管廊上受到的交通荷载转化为静力荷载,分析管廊的力学性状,得到了管廊断面和埋深之间的关系,为今后管廊施工提出参考。 展开更多

关键词 综合管廊 有限元 性状分析 交通荷载

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预制桩挤土对建筑物的安全性评价 被引量：3

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作者 程泽海 陈仁朋 《建筑技术》 北大核心 2006年第3期196-197,共2页

在预制桩施工过程中,通过在已建建构筑物的周边布置位移与孔压监测点,监测深层土体水平位移与孔压变化,可了解建筑物下的基桩内力与变形受挤土的影响,并对其安全性作出评价。

关键词 挤土 监测 安全 评价

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基坑支护中的竖向土锚技术 被引量：5

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作者 程泽海 《施工技术》 CAS 北大核心 2005年第9期43-44,共2页

关键词 基坑支护 技术经济 复合土钉支护技术 竖向 土锚 地下水位 水泥土挡墙 沿海地区 地质条件

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深基坑开挖对坑内基桩受力特性的影响分析 被引量：66

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作者 胡琦 凌道盛 +2 位作者 陈云敏 程泽海 冉龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1965-1970,共6页

基坑开挖对基桩产生一定的侧摩阻力,如果处理不当,将危及地下结构与基桩的安全使用,同时也给基桩承载力与刚度的确定带来困难。根据应力路径与应力水平对土体刚度的影响,建立了受深基坑开挖影响的桩土界面荷载传递模型,通过应力路径试... 基坑开挖对基桩产生一定的侧摩阻力,如果处理不当,将危及地下结构与基桩的安全使用,同时也给基桩承载力与刚度的确定带来困难。根据应力路径与应力水平对土体刚度的影响,建立了受深基坑开挖影响的桩土界面荷载传递模型,通过应力路径试验确定了界面摩擦特性参数。对不同开挖深度的影响分析,得出了基坑开挖对桩周侧摩阻力的分布、基桩刚度与承载力的影响。分析结果表明,采用覆土条件下的基桩承载力与刚度值是偏于不安全的。 展开更多

关键词 侧摩阻力 深基坑 荷载传递法 有限元法 剪切刚度

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任意倾角斜桩承受任意平面荷载的弹性分析 被引量：39

9

作者 吕凡任 陈云敏 +1 位作者 陈仁朋 程泽海 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期191-194,248,共5页

假设地基土体为半无限弹性体,考虑桩身的具体形状,分析了斜桩桩顶受任意平面荷载作用下的受力变形,并建立了积分方程式.采用数值方法,利用Gauss积分技术,得到了桩顶位移解答.对相同竖向荷载作用桩身不同倾角时桩顶沉降的特性,以及直桩... 假设地基土体为半无限弹性体,考虑桩身的具体形状,分析了斜桩桩顶受任意平面荷载作用下的受力变形,并建立了积分方程式.采用数值方法,利用Gauss积分技术,得到了桩顶位移解答.对相同竖向荷载作用桩身不同倾角时桩顶沉降的特性,以及直桩在不同倾角的荷载作用下桩顶沉降特性进行了分析.以桩顶沉降控制作为桩基承载力设计的标准,认为直桩可以承受小于10°倾角的倾斜荷载,承受竖直荷载的斜桩可以有小于10°的倾角. 展开更多

关键词 斜桩 倾斜荷载 弹性解 半无限弹性体 桩基承载力 地基

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温度应力对环形地连墙围护结构受力变形的影响分析 被引量：10

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作者 胡琦 凌道盛 +1 位作者 程泽海 陈峥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2139-2143,共5页

温度场对深基坑围护结构受力变形的影响不仅是温度场与应力场的热力耦合问题,同时也是水、土、围护结构共同作用问题。通过对日本东京新丰洲变电所深基坑工程实测结果的反分析,确定了温度场对环形深基坑围护结构受力变形影响的分析方法... 温度场对深基坑围护结构受力变形的影响不仅是温度场与应力场的热力耦合问题,同时也是水、土、围护结构共同作用问题。通过对日本东京新丰洲变电所深基坑工程实测结果的反分析,确定了温度场对环形深基坑围护结构受力变形影响的分析方法,获得了温度场变化引起的围护结构受力变形模式,并将研究成果应用于上海世博变深基坑围护结构受力变形分析。分析结果表明:基坑开挖后,围护结构的内侧面暴露在大气中,受大气温度变化的影响,地连墙内外侧存在温度差,且不同位置、不同施工阶段,地连墙的温度场不同;开挖面以上的地连墙没有坑内土体的约束作用,其环向应力的大小主要取决于坑外水、土压力的作用,温度下降时,地连墙向坑内收缩变形;开挖面以下及开挖面附近的墙体,墙体收缩变形受到坑内土体的约束,温度下降时,地连墙的环向应力减小。 展开更多

关键词 温度应力 环形深基坑 地下连续墙

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湿润地区垃圾填埋场蒸发蒸腾覆盖层参数分析 被引量：4

11

作者 邱清文 张文杰 程泽海 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期283-289,共7页

蒸发蒸腾覆盖层相比传统覆盖层有许多优势,目前这种覆盖层主要应用于干旱和半干旱地区,但研究湿润地区垃圾填埋场蒸发蒸腾覆盖层的水分运移规律和工作性能很有必要。通过二维饱和-非饱和模型,分析覆盖层厚度、土壤类型、植被条件、气候... 蒸发蒸腾覆盖层相比传统覆盖层有许多优势,目前这种覆盖层主要应用于干旱和半干旱地区,但研究湿润地区垃圾填埋场蒸发蒸腾覆盖层的水分运移规律和工作性能很有必要。通过二维饱和-非饱和模型,分析覆盖层厚度、土壤类型、植被条件、气候条件等设计参数对蒸发蒸腾覆盖层防渗性能的影响,并对覆盖层中的水分运移规律及其工作性能和适用性进行研究。研究结果表明,随着覆盖层厚度和叶面积指数LAI增加,蒸发蒸腾覆盖层的最终透水量(穿过覆盖层水分)呈减小趋势,但覆盖层厚度和叶面积指数较大时透水量减小趋势不明显;拥有较大储水能力和适当渗透系数的覆盖层能够有效地减少透水量;降雨的季节性分布对蒸发蒸腾覆盖层性能有很大影响,当多雨期与高温期分布一致时,蒸发蒸腾覆盖层的性能可满足设计要求;在非饱和条件下,毛细阻滞型覆盖层利用粗-细粒土之间水力特性的差异形成毛细阻滞效应减少水分向下入渗,其防渗性能优于单一土层型覆盖层,但在不利气象条件组合下,该毛细阻滞作用可能失效,其防渗性能将大大下降。 展开更多

关键词 蒸发蒸腾覆盖层 湿润地区 参数分析 毛细阻滞

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微生物超声波振动注浆法加固饱和砂土的研究 被引量：9

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作者 金炜枫 张力友 +1 位作者 程泽海 邓陈艳 《科技通报》 北大核心 2016年第5期177-179,共3页

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是岩土工程领域一项学科交叉性很强的新兴的地基处理技术。以往研究中,主要是通过蠕动泵低压循环把浆液输送至饱和砂土中,利用微生物诱导碳酸钙晶体胶结加固松散沙土颗粒,提高土体的力学性能。然而最近... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是岩土工程领域一项学科交叉性很强的新兴的地基处理技术。以往研究中,主要是通过蠕动泵低压循环把浆液输送至饱和砂土中,利用微生物诱导碳酸钙晶体胶结加固松散沙土颗粒,提高土体的力学性能。然而最近研究者发现:MICP工法的不同会影响碳酸钙的生成量及其对砂颗粒的胶结固化效果,从而影响砂土试样的强度及均匀性。基于微生物超声波振动注浆法加固饱和砂土的研究结果分析固化砂土式样的强度以及碳酸钙含量和微生物固化的微观结构观察,试验结果得出,微生物超声波振动注浆法加固饱和砂土试样的强度有显著提高(无侧限抗压强度平均值19.7),碳酸钙沉淀生成量有所提高,微观结构观察也表明沉淀分布比较均匀,更有利于砂土的加固。 展开更多

关键词 超声波振动 微生物诱导碳酸钙沉淀 蠕动泵低压循环 无侧限抗压强度

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考虑固结过程的桩-土-筏三维相互作用分析 被引量：4

13

作者 陈云敏 程泽海 凌道盛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期584-588,共5页

针对存在较厚软弱下卧层的桩土筏结构体系 ,本文建立了桩端下卧层固结沉降计算的半透水边界模型。应用半透水地基固结解得到任一时刻桩端下卧层的沉降 ,进而得到任一时刻群桩中每根单桩的刚度。与筏板有限元分析结合 ,构成桩 -土 -筏共... 针对存在较厚软弱下卧层的桩土筏结构体系 ,本文建立了桩端下卧层固结沉降计算的半透水边界模型。应用半透水地基固结解得到任一时刻桩端下卧层的沉降 ,进而得到任一时刻群桩中每根单桩的刚度。与筏板有限元分析结合 ,构成桩 -土 -筏共同作用有限元分析模型 ,并研制开发了相应的分析软件 ,可以分析筏板内力、筏板挠度和桩顶反力随时间的变化规律。工程分析表明 。 展开更多

关键词 桩土筏 固结 共同作用

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双向激振液化的离散颗粒-流体耦合模拟方法

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作者 金炜枫 张力友 +1 位作者 陈小亮 程泽海 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2135-2142,共8页

针对离散元模拟动三轴液化时难以施加围压,导致无法实现双向激振液化模拟的问题,提出引入适用的流体方程和有效的伺服围压算法实现动围压加载.针对流体方程,采用包含适用于流体边界网格移动的任意拉格朗日-欧拉描述(ALE)项和流体-颗粒... 针对离散元模拟动三轴液化时难以施加围压,导致无法实现双向激振液化模拟的问题,提出引入适用的流体方程和有效的伺服围压算法实现动围压加载.针对流体方程,采用包含适用于流体边界网格移动的任意拉格朗日-欧拉描述(ALE)项和流体-颗粒耦合力项的流体方程组;针对伺服围压算法,将离散颗粒-流体伺服体系等效为弹簧-振子模型,采用的围压伺服力函数基于自动控制理论中的HJB方程得到.将流体有限元方程和伺服围压算法嵌入颗粒流软件(PFC2D),通过模拟双向动三轴液化实验,结果表明,该方法可以有效施加动围压,实现双向激振液化的离散颗粒-流体耦合模拟. 展开更多

关键词 双向激振 液化 流体边界移动 细观颗粒

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考虑桩基影响的基坑突涌模型试验研究 被引量：3

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作者 程泽海 于振帅 +1 位作者 金炜枫 宋泽源 《科技通报》 2018年第8期206-210,共5页

软土地区承压水深基坑工程常常遇到基坑突涌问题,针对有较多工程桩的多层地下室深基坑,进行了有桩基坑突涌模型试验研究。分析了基坑突涌破坏模式为土体表面涌水涌砂破坏,属于流土破坏类型,揭示了桩土相互作用机理,桩身轴力和桩侧摩阻... 软土地区承压水深基坑工程常常遇到基坑突涌问题,针对有较多工程桩的多层地下室深基坑,进行了有桩基坑突涌模型试验研究。分析了基坑突涌破坏模式为土体表面涌水涌砂破坏,属于流土破坏类型,揭示了桩土相互作用机理,桩身轴力和桩侧摩阻力分布规律。研究结果表明:随着承压水压力的增加,桩顶与土体竖向位移呈现相似的变化规律,均呈抛物线分布。由于桩基的作用,黏土层破坏时的水力梯度明显提高,对比无桩软土深基坑在承压水压力作用下的土体变形规律,坑内工程桩的抗拔效应对坑底土体隆起变形起到较明显的抑制作用。 展开更多

关键词 桩基工程 基坑 模型试验 突涌

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桩-土界面扭剪剪切与直剪剪切的差异性研究 被引量：1

16

作者 程泽海 刘朝阳 +1 位作者 金炜枫 李磊 《科技通报》 2019年第6期126-133,共8页

直剪试验在剪切过程中桩-土的剪切面积逐渐减小,导致垂直应力发生偏心,剪应力不能保持均匀分布,并不能反映土体的实际软弱剪切面,而扭转剪切能够保持剪切过程中桩-土的接触面积始终不变,避免了垂直应力发生偏心。针对新出现的界面扭剪... 直剪试验在剪切过程中桩-土的剪切面积逐渐减小,导致垂直应力发生偏心,剪应力不能保持均匀分布,并不能反映土体的实际软弱剪切面,而扭转剪切能够保持剪切过程中桩-土的接触面积始终不变,避免了垂直应力发生偏心。针对新出现的界面扭剪试验和常规直剪试验在桩-土界面研究中的差异,探讨了两种剪切方式下的桩-土界面的摩擦特性,设计了桩-土界面摩擦单元,并基于相同剪切速率和桩-土界面接触条件,进行不同含水率和法向应力下的扭剪试验和直剪试验。试验结果表明扭剪和直剪试验的不同之处为:(1)扭转剪切的桩-土界面剪切强度为直剪剪切强度的1.5~2.1倍,扭剪剪切的剪应力达到最大值后会呈现出不同程度的软化或保持基本不变,而直剪剪切的剪应力表现为硬化趋势;(2)同一法向应力下,随着含水率的增加,扭剪试验的极限剪切位移逐渐增加而直剪试验的极限剪切位移呈现出微弱的降低;(3)直剪剪切界面摩擦角明显低于同条件下扭剪剪切的界面摩擦角。试验结果可以为桩-土界面研究中扭剪试验和直剪试验剪切强度的转换提供参考。 展开更多

关键词 桩-土界面 扭转剪切 直剪试验 剪切界面 剪切强度 剪切位移

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纳米硅溶胶加固标准砂三轴试验研究 被引量：2

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作者 邓陈艳 金炜枫 +1 位作者 程泽海 王鑫 《科技通报》 2019年第4期157-162,共6页

对不同的养护天数,不同浓度(二氧化硅质量浓度)的纳米硅溶胶固化后的标准砂进行常规三轴固结不排水剪切试验。试验结果表明:试样破坏应力随着浓度和养护天数增大而普遍增大,围压越大,应力达到峰值时应力随应变增大而下降的程度越显著,... 对不同的养护天数,不同浓度(二氧化硅质量浓度)的纳米硅溶胶固化后的标准砂进行常规三轴固结不排水剪切试验。试验结果表明:试样破坏应力随着浓度和养护天数增大而普遍增大,围压越大,应力达到峰值时应力随应变增大而下降的程度越显著,脆性越强;试样破坏时的偏应力与破坏有效应力随浓度和养护天数的变化可近似用直线表示;试样均是由一开始小阶段的剪缩性转化为剪胀性,浓度越大、养护天数越长,其剪胀性越明显;试样的粘聚力随着养护天数和浓度的增大而增大,内摩擦角随养护天数和浓度的变化规律不显著,其范围值在35.9°～38.4°之间。 展开更多

关键词 标准砂 三轴试验 纳米硅溶胶 养护天数 浓度 应力应变 强度

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