混合均匀度对粗粒土强度特性影响的试验研究 被引量：1

1

作者 黄超 唐明扬 +3 位作者 张升 童晨曦 郭鹏 赵伟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2175-2186,共12页

现有研究普遍将粗粒土视为均匀的二元混合料,忽略了粗细颗粒混合均匀程度对其强度特性的影响。为此,首先,提出了一种描述粗粒土混合均匀程度的定量指标Me;其次,通过静三轴试验探讨了应力-应变曲线、弹性模量、破坏强度及抗剪强度指标与... 现有研究普遍将粗粒土视为均匀的二元混合料,忽略了粗细颗粒混合均匀程度对其强度特性的影响。为此,首先,提出了一种描述粗粒土混合均匀程度的定量指标Me;其次,通过静三轴试验探讨了应力-应变曲线、弹性模量、破坏强度及抗剪强度指标与混合均匀度Me的内在关系;最后,基于静三轴试验结果,建立了一种综合考虑围压和Me影响的修正邓肯-张模型,并对其适用性及合理性进行鲁棒性验证。研究结果表明:应力-应变曲线随着围压增大而逐渐由应变软化型向应变硬化型曲线过渡;随着Me减小,应力-应变曲线由应变硬化型逐渐发展为应变软化型曲线;当围压与Me增大时,弹性模量与破坏强度均随之增大,且弹性模量在Me从0.25降低至0的过程中衰减幅度可达总衰减幅度的41.3%,破坏强度在Me从1降低至0的过程中衰减幅度可达总衰减幅度的40%以上;随着Me逐渐下降,试样的整体骨架-密实结构在不同区域分别向局部骨架-空隙结构、局部悬浮-密实结构转变,进而致使黏聚力、内摩擦角均随Me下降而逐渐衰减。 展开更多

关键词 道路工程 粗粒土 混合均匀度 强度特性 邓肯-张模型

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考虑颗粒破碎影响的钙质砂中海底管道贯入机制研究

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作者 杨阳 王乐 +4 位作者 马建华 童晨曦 张春会 王智超 田英辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期623-632,共10页

通过离心机模型试验,结合离散元数值分析对钙质砂中海底管道竖向贯入机制进行了研究。研究结果显示,钙质砂中管道竖向贯入阻力与埋深基本呈线性关系,其值大致等于管-土接触宽度与静力触探试验(cone penetration test,简称CPT)中相同深... 通过离心机模型试验,结合离散元数值分析对钙质砂中海底管道竖向贯入机制进行了研究。研究结果显示,钙质砂中管道竖向贯入阻力与埋深基本呈线性关系,其值大致等于管-土接触宽度与静力触探试验(cone penetration test,简称CPT)中相同深度锥尖阻力的乘积。当管道埋深较小时,由于土体变形主要以颗粒重排挤密为主,管道竖向贯入阻力几乎不受颗粒强度影响;当管道埋深较大时,管道竖向贯入阻力随着颗粒强度的降低以及颗粒破碎的加剧而减小。钙质砂中管道竖向贯入机制主要表现为典型的冲剪破坏,土体变形主要集中在管道底部,且水滴状变形区域随着颗粒破碎的加剧逐渐收缩。颗粒破碎从管道底部向远离管道径向发展,大量贴近管道底部的颗粒发生连续破碎,少量远离管道的颗粒发生独立破碎。颗粒破碎导致管道底部土体中的集中应力释放,颗粒破碎越多,应力释放导致管道竖向贯入阻力减小的现象越明显。 展开更多

关键词 钙质砂 颗粒破碎 海底管道 离心机试验 离散元

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基于Markov链的岩土材料颗粒破碎演化规律研究 被引量：17

3

作者 童晨曦 张升 +1 位作者 李希 盛岱超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期870-877,共8页

从单一粒径组颗粒破碎演化规律角度入手,研究了多粒径组颗粒破碎演化规律。首先,提出了能够描述单一粒径组颗粒破碎状态的两参数Weibull分布函数;此外,提出了多粒径组颗粒有效破碎概率概念;在上述基础上建立了一个能够较好的描述多粒径... 从单一粒径组颗粒破碎演化规律角度入手,研究了多粒径组颗粒破碎演化规律。首先,提出了能够描述单一粒径组颗粒破碎状态的两参数Weibull分布函数;此外,提出了多粒径组颗粒有效破碎概率概念;在上述基础上建立了一个能够较好的描述多粒径组颗粒破碎演化规律的Markov链模型,选取了不同岩土材料、试验条件和颗粒大小下的试验数据对该模型进行了验证,表明提出的模型能够描述各种试验条件下多粒径组颗粒破碎的演化规律。 展开更多

关键词 单一粒径组 多粒径组 WEIBULL分布 MARKOV链模型 演化规律

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单一粒径组颗粒材料破碎规律及破碎极限研究 被引量：6

4

作者 童晨曦 张升 +1 位作者 李希 盛岱超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期260-264,共5页

岩土材料颗粒破碎演化规律是颗粒破碎过程复杂性的集中体现,对单一粒径组颗粒材料破碎规律的研究是进行多粒径组颗粒材料破碎规律的基础。从概率统计角度入手,先对前期研究中所提出的描述单一粒径组颗粒材料破碎规律的3个参数-破碎概率... 岩土材料颗粒破碎演化规律是颗粒破碎过程复杂性的集中体现,对单一粒径组颗粒材料破碎规律的研究是进行多粒径组颗粒材料破碎规律的基础。从概率统计角度入手,先对前期研究中所提出的描述单一粒径组颗粒材料破碎规律的3个参数-破碎概率p、破碎状态参数a、b的演化规律进行了研究。通过对3组不同类型(不同试验材料、试验类型)的试验数据的研究,发现随着破碎的发展3个参数趋于定值,表明破碎极限的存在。基于上述研究,最后提出了计算单一粒径组颗粒材料破碎极限的方法,分别得到了3组试样的最终分形维数分别为2.3、2.34、2.28。 展开更多

关键词 单一粒径组 破碎概率 破碎状态 破碎极限 分形维数

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基于线性拟合的颗粒材料破碎状态表征 被引量：3

5

作者 李希 张升 +2 位作者 童晨曦 盛岱超 李鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期305-309,共5页

在荷载等因素作用下发生颗粒破碎是岩土材料的固有属性,选择合适的颗粒破碎状态表征指标是颗粒破碎问题研究中首先要解决的问题。基于颗粒破碎导致细颗粒含量增加,级配曲线抬升并趋向于分形的客观事实,提出了利用级配曲线的拟合直线的... 在荷载等因素作用下发生颗粒破碎是岩土材料的固有属性,选择合适的颗粒破碎状态表征指标是颗粒破碎问题研究中首先要解决的问题。基于颗粒破碎导致细颗粒含量增加,级配曲线抬升并趋向于分形的客观事实,提出了利用级配曲线的拟合直线的斜率和相关系数的变化规律描述颗粒破碎状态及其演化的新方法。在该基础上,提出了表征颗粒破碎状态的破碎分形指数及破碎分形相关性指数的概念,阐述了二者随颗粒破碎的发展规律。与试验结果对比表明,提出的状态指标与试验结果能够很好的吻合,颗粒破碎状态存在明确的对应关系,能够表征颗粒破碎难易程度及其发展趋势,为研究颗粒破碎问题提供了新思路。 展开更多

关键词 颗粒破碎 级配 线性拟合 状态指标

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基于课堂演示实验的《土力学》课程教学改革探讨 被引量：6

6

作者 童晨曦 赵春彦 +2 位作者 张升 阮波 万慧慧 《水利与建筑工程学报》 2022年第4期240-244,共5页

《土力学》是一门实践性很强的基础专业课程,仅通过传统《土力学》课程教学,学生不能准确、深刻地理解其中众多抽象的理论与概念。阐述了目前国内高校《土力学》课堂教学、实验教学存在的一些共性问题,探讨了开展课堂演示实验教学的必要... 《土力学》是一门实践性很强的基础专业课程,仅通过传统《土力学》课程教学,学生不能准确、深刻地理解其中众多抽象的理论与概念。阐述了目前国内高校《土力学》课堂教学、实验教学存在的一些共性问题,探讨了开展课堂演示实验教学的必要性,并给出了可用于开展课堂演示实验内容的建议,最后以有效应力原理为例,对课堂演示实验的思路加以说明。大力发展并推广课堂演示实验对提高学生的创新能力、教师的教学反思能力以及课堂教学质量均有积极促进作用,是《土力学》课程教学改革的一次有益尝试。 展开更多

关键词 课堂演示实验 土力学 课堂教学 教学改革

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基于抽样可靠性的土体迂曲度计算 被引量：4

7

作者 戴邵衡 童晨曦 +2 位作者 颜瀚 滕继东 张升 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期855-862,共8页

迂曲度是研究土体渗水透气特性的重要参数,反映了流体流经多孔介质过程中的迂回曲折程度。现有研究表明迂曲度不仅与孔隙率有关,还与颗粒排列密切相关。在新提出的土体几何迂曲度模型基础上,考虑孔隙率、颗粒排列对等效流经长度的耦合影... 迂曲度是研究土体渗水透气特性的重要参数,反映了流体流经多孔介质过程中的迂回曲折程度。现有研究表明迂曲度不仅与孔隙率有关,还与颗粒排列密切相关。在新提出的土体几何迂曲度模型基础上,考虑孔隙率、颗粒排列对等效流经长度的耦合影响,推导了单元体迂曲度计算模型,对比前人的试验结果,进一步探讨了颗粒排列、孔隙率对迂曲度的影响。基于抽样可靠性理论,确定了在一定置信度与误差限度要求下,计算土体整体迂曲度所需要的最小单元体样本量,并验证了其可靠性。对比土体迂曲度理论解和基于COMSOL Multiphysics得到的数值模拟解,验证了方法的合理性。该研究成果可为土体迂曲度的计算提供一种新的求解思路。 展开更多

关键词 迂曲度 颗粒排列 抽样可靠性 最小样本量

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考虑土体颗粒级配的几何迂曲度模型 被引量：5

8

作者 黎章 戴邵衡 +2 位作者 熊海斌 童晨曦 张升 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3655-3664,共10页

迂曲度是反映土体微观孔隙结构和宏观渗流特性的重要参数,对研究多孔介质传输特性具有重要意义。鉴于目前土体迂曲度模型的研究大多基于单一大小颗粒假设,忽略了颗粒级配对土体孔隙通道和孔隙结构的影响,假设土体颗粒为圆形,引入阻碍参... 迂曲度是反映土体微观孔隙结构和宏观渗流特性的重要参数,对研究多孔介质传输特性具有重要意义。鉴于目前土体迂曲度模型的研究大多基于单一大小颗粒假设,忽略了颗粒级配对土体孔隙通道和孔隙结构的影响,假设土体颗粒为圆形,引入阻碍参数和各向异性参数表征土体颗粒排列方式,引入特征粒径表征土体颗粒级配,建立考虑多因素耦合影响的迂曲度几何模型。同时通过调整土体各粒径质量分数,随机生成不同初始级配与初始孔隙率的多孔介质模型,并依托COMSOL Multiphysics平台对多孔介质进行土体渗流模拟。模型参数分析结果表明:在渗流过程中,土体细颗粒含量越多,渗流通道数量则越多,且大孔隙率情况下存在主通道现象。在相同的颗粒排列方式和孔隙率下,单一粒径土体迂曲度最小。对于级配良好土体,细颗粒含量越多,颗粒排布紧密,孔隙结构复杂,土体迂曲度越大。对于任意初始级配相同的土体,颗粒排列方式对迂曲度的影响随孔隙率增大而减小。对渗流稳态下多孔介质的迂曲度进行计算,其数值模拟结果与理论模型计算值的相对误差在3%以内,证明了本文迂曲度模型的准确性。本文研究结果可为多孔介质迂曲度以及渗透系数的求解提供新的思路。 展开更多

关键词 迂曲度 颗粒排列 颗粒级配 渗透特性 孔隙率

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基于染色标定的钙质砂颗粒破碎级配转移矩阵试验研究 被引量：1

9

作者 王嘉璐 张升 +2 位作者 童晨曦 戴邵衡 黎章 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2222-2232,共11页

颗粒破碎导致的级配演化对土体的物理力学性质有显著影响,掌握土体的颗粒破碎演化规律具有重要的现实意义。级配转移矩阵是一种可有效反映详细颗粒破碎过程的级配演化方法。为建立更接近多粒径组真实破碎情况的级配转移矩阵模型,对钙质... 颗粒破碎导致的级配演化对土体的物理力学性质有显著影响,掌握土体的颗粒破碎演化规律具有重要的现实意义。级配转移矩阵是一种可有效反映详细颗粒破碎过程的级配演化方法。为建立更接近多粒径组真实破碎情况的级配转移矩阵模型,对钙质砂开展了不同初始级配与相对密实度D_(r)的侧限压缩试验。将不同粒径组的钙质砂分别染成不同颜色,基于PCAS图像识别技术,探讨了在不同影响因素下颗粒破碎过程中多粒径组中各单粒径组的破碎情况。试验结果表明,较大粒径组的存在会促进较小粒径组的破碎,而较小粒径组的存在会抑制较大粒径组的破碎;多粒径组试样中各单粒径组的级配演化符合分形分布规律,且多粒径组中的各单粒径组的相对破碎率B_(ri)*与单位体积输入功W_(in)呈线性关系。在此基础上,建立了多粒径组试样的级配转移矩阵的求解模型,试验结果表明,该方法能较好地预测不同级配试样的颗粒破碎演化规律,且该方法可以考虑试样中各单粒径组之间的相互影响,能得到较为详细、真实的颗粒破碎规律,为研究颗粒破碎问题提供了新思路。 展开更多

关键词 颗粒破碎 分形理论 染色钙质砂 压缩 级配转移矩阵

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考虑颗粒破碎的砂土UH模型及其参数反演

10

作者 熊海斌 余虔 +3 位作者 张升 童晨曦 兰鹏 刘光庆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期134-143,I0009,共11页

颗粒破碎对粒状土临界状态的影响十分显著,研究认为在e-lnp空间内,粒状土的临界状态线会随着破碎的进行向下漂移,而捕捉颗粒破碎量与临界状态线漂移量之间的一一映射关系是一项巨大的挑战。通过引入颗粒破碎参数eB对砂土UH模型进行了修... 颗粒破碎对粒状土临界状态的影响十分显著,研究认为在e-lnp空间内,粒状土的临界状态线会随着破碎的进行向下漂移,而捕捉颗粒破碎量与临界状态线漂移量之间的一一映射关系是一项巨大的挑战。通过引入颗粒破碎参数eB对砂土UH模型进行了修正,并将其嵌入实数编码免疫遗传算法(RIGA)中,构建了RIGA-MUH模型,提出了可获取不同破碎程度下临界状态线的新方法。为得到更加准确的临界状态参数,模型通过调整粒状土临界状态下在误差函数中的权重比进行优化改进,并通过Toyoura砂和Cambria砂的常规排水三轴压缩试验结果,验证模型的稳定性、合理性和准确性。结果表明,该模型可以得到某一颗粒破碎量下精度较高的临界状态线,为提出考虑颗粒破碎的本构方程提供一种新方法。 展开更多

关键词 颗粒破碎 临界状态 UH模型 实数编码 免疫遗传算法 参数反演

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福州长乐国际机场场地动力特性及稳定性研究

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作者 王小桃 程旭日 +3 位作者 冯雨顺 黎章 童晨曦 张升 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期98-103,共6页

场地稳定性判别对于保障机场长期安全稳定服役具有重要意义。以福州长乐机场饱和砂土为研究对象,通过室内动三轴试验,探究其动力性能及影响因素,并采用室内试验和现场剪切波速测试方法对场地的抗液化能力进行了场地稳定性判别。研究结... 场地稳定性判别对于保障机场长期安全稳定服役具有重要意义。以福州长乐机场饱和砂土为研究对象,通过室内动三轴试验,探究其动力性能及影响因素,并采用室内试验和现场剪切波速测试方法对场地的抗液化能力进行了场地稳定性判别。研究结果表明场地砂土的动剪切模量比随围压增大而增大,阻尼比随围压增大而减小,土体动强度随围压增大而增大;两种场地液化判别方法在深度小于8 m具有良好的一致性,验证了室内试验测定现场场地稳定性的可行性。 展开更多

关键词 动三轴 动剪切模量比 阻尼比 液化判别

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