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西北季节性冻土场地地震反应特性研究 被引量:2
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作者 黄安琪 张熙胤 +3 位作者 管嘉达 张益舶 孙斌洁 丁明波 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期156-164,共9页
我国西北地区被季节冻土全覆盖,且近年来该区域地震频发。为研究我国西北地区季节性冻土场地的地震反应特性,开展了季节性冻土场地振动台试验,并建立了不同冻结深度的三维实体有限差分模型,对比分析了不同地震激励作用下的季节性冻土场... 我国西北地区被季节冻土全覆盖,且近年来该区域地震频发。为研究我国西北地区季节性冻土场地的地震反应特性,开展了季节性冻土场地振动台试验,并建立了不同冻结深度的三维实体有限差分模型,对比分析了不同地震激励作用下的季节性冻土场地的地震反应特征和土体的动剪应力—动剪应变规律。结果表明:在地震激励下,冻土层的存在虽然有效抑制了地震动能量,但冻结期场地的水平位移与非冻结期相比明显较大,且竖向位移呈显著的层状震陷特征;冻土场地的峰值放大系数呈先增大后减小然后再增大的规律,并且冻土层深度越大其峰值放大系数越小。此外,通过土体的动剪应力—动剪应变关系可以发现,冻土场地地震反应具有明显的非线性特征,且冻土层的存在对地震能量具有一定的削弱作用。 展开更多
关键词 季节性冻土场地 地震反应特征 有限差分模型 动剪应力—动剪应变
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河道淤泥气泡混合轻质土动力特性及本构模型研究 被引量:1
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作者 刘增祥 陆勇 +1 位作者 娄玥玥 黄卉 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第1期171-179,共9页
河道淤泥气泡混合轻质土(FMLSS)是一种较新颖的疏浚淤泥在工程领域废物再利用方式。利用室内动三轴试验分析了不同的围压、含水率、水泥掺入量和气泡含量条件下FMLSS动应力应变骨干曲线的变化规律。结果表明,FMLSS动应力应变骨干曲线呈... 河道淤泥气泡混合轻质土(FMLSS)是一种较新颖的疏浚淤泥在工程领域废物再利用方式。利用室内动三轴试验分析了不同的围压、含水率、水泥掺入量和气泡含量条件下FMLSS动应力应变骨干曲线的变化规律。结果表明,FMLSS动应力应变骨干曲线呈现先线性增加然后逐渐趋稳的规律,符合双曲线模型;相比围压、含水率和气泡含量的影响,水泥掺入量对FMLSS动应力应变关系的影响更显著。考虑到FMLSS力学性质的复杂性,对原有Hardin-Drnevich模型进行改进,提出修正系数k及其函数表达,再由拟合曲线反推求出k值并对其变化规律进行分析,发现k值随围压、水泥掺入量和气泡含量的增加而减小,随含水率的增加而增大。根据拟合结果对k值函数中的待定系数进一步优化,最后建立起符合FMLSS动力特性的修正Hardin-Drnevich模型,为其稳定分析、灾变预测及工程应用提供支撑。 展开更多
关键词 河道淤泥气泡混合轻质土 动荷载 动剪切模量 动剪应变 动力本构模型
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高聚物胶凝戈壁土的动残余变形特性试验研究
3
作者 宋优建 杨海华 +2 位作者 杨武 高鹏展 沈静东 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第4期222-233,共12页
高聚物胶凝戈壁土是将高聚物与戈壁土按一定比例拌合而成的,可有效提高戈壁土的力学性能。为研究高聚物胶凝戈壁土的动残余变形特性,采用中型动三轴试验研究了高聚物质量比、围压、固结比和动应力比等对高聚物胶凝戈壁土残余剪应变和残... 高聚物胶凝戈壁土是将高聚物与戈壁土按一定比例拌合而成的,可有效提高戈壁土的力学性能。为研究高聚物胶凝戈壁土的动残余变形特性,采用中型动三轴试验研究了高聚物质量比、围压、固结比和动应力比等对高聚物胶凝戈壁土残余剪应变和残余体应变的影响。结果表明:高聚物胶凝材料能有效降低戈壁土的动残余变形,高聚物胶凝戈壁土在经受30次循环荷载后产生的残余剪应变为天然戈壁土的15.0%~18.8%,残余体应变为天然戈壁土的12.1%~22.2%;掺入高聚物质量比为3%和12%时,残余剪应变的减小幅度为85.0%、95.2%,残余体应变的减小幅度为87.9%、95.5%,且高聚物质量比越大,减小幅度越大。采用投影寻踪回归(projection pursuit regression,PPR)分析了各影响因数对残余变形的影响权重,得出高聚物胶凝戈壁土动残余剪应变和残余体应变的影响权重依次为高聚物质量比、围压、动应力比和固结比。采用指数函数对高聚物胶凝戈壁土的残余变形与振次的关系进行拟合,建立了能反映高聚物质量比影响的高聚物胶凝戈壁土的修正残余变形模型。 展开更多
关键词 高聚物胶凝戈壁土 动三轴试验 残余剪应变 残余体应变 投影寻踪回归分析 残余变形模型
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双向动荷载下黄土的动剪切模量特性研究 被引量:11
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作者 张希栋 骆亚生 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2591-2598,共8页
利用SDT-20型动三轴仪探究了黄土在双向动荷载下的动剪切模量特性。试验结果表明:初始循环偏应力和径向动荷载幅值对黄土的动剪切模量-动剪应变曲线没有明显影响,其对黄土的动剪切模量-循环次数曲线却有明显影响,初始循环偏应力和径向... 利用SDT-20型动三轴仪探究了黄土在双向动荷载下的动剪切模量特性。试验结果表明:初始循环偏应力和径向动荷载幅值对黄土的动剪切模量-动剪应变曲线没有明显影响,其对黄土的动剪切模量-循环次数曲线却有明显影响,初始循环偏应力和径向动荷载幅值越大,相同循环次数下黄土的动剪切模量越小。动剪切应变相等时,黄土的动剪切模量随固结比的增大而增大。双向动荷载作用下黄土存在临界循环偏应力,其值为0 k Pa。当循环偏应力小于临界值时,动剪切模量随动剪应变的增大而增大;当循环偏应力大于临界值时,动剪切模量随动剪应变的增大而减小。利用拐点动剪切模量折减的方式,并同时结合修正Hardin-Drnevich模型,实现了对黄土在双向动荷载下动剪切模量-动剪应变关系的描述。经验证,模型的适用性较好。 展开更多
关键词 双向动荷载 黄土 动剪切模量 动剪切模量-动剪应变模型
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循环荷载下黏土应变积累积强化模型研究 被引量:7
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作者 刘方成 尚守平 王海东 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期2457-2462,共6页
循环加载历史是影响土的动力特性的一个重要因素。通过对一种原状粉质黏土进行高循环次数单剪试验,研究了黏土体应变随剪应变幅值及循环次数的变化规律,以及由于体应变的累积对黏土动力特性产生的影响。试验结果表明,黏土的体应变随着... 循环加载历史是影响土的动力特性的一个重要因素。通过对一种原状粉质黏土进行高循环次数单剪试验,研究了黏土体应变随剪应变幅值及循环次数的变化规律,以及由于体应变的累积对黏土动力特性产生的影响。试验结果表明,黏土的体应变随着循环次数的增多和循环剪应变幅值的增大而增大,而土的动力特性则随着体应变的不断累积而出现强化现象,表现为动剪模量增加,阻尼比减小。对累积体应变与动剪模量、阻尼比之间的关系进行了研究,提出了相应的强化关系式。在常用的非线性模型基础上,通过引入动剪模量的强化系数和阻尼比的衰减系数,建立了一种能考虑循环应变历史影响的土动力模型。 展开更多
关键词 循环加载历史 应变累积 动力强化 非线性模型 粉质黏土 循环单剪试验
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基于Hardin骨架曲线的粗粒土非线性动本构模型 被引量:1
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作者 李扬波 张家生 +2 位作者 朱志辉 王晅 陈文胜 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期19-30,共12页
为研究高速铁路路基粗粒土填料在列车荷载作用下的动力特性,使用大型动三轴实验仪对粗粒土填料开展了动力变形特性试验研究。以Hardin-Drnevich骨架曲线为基础,采用Masing准则构造了粗粒土加载、卸载的动应力动应变关系滞回曲线;推导了... 为研究高速铁路路基粗粒土填料在列车荷载作用下的动力特性,使用大型动三轴实验仪对粗粒土填料开展了动力变形特性试验研究。以Hardin-Drnevich骨架曲线为基础,采用Masing准则构造了粗粒土加载、卸载的动应力动应变关系滞回曲线;推导了粗粒土的Hardin-Drnevich骨架曲线和加载、卸载滞回曲线上增量剪切模量表达式。利用ABAQUS软件的UMAT子程序编制了基于Hardin-Drnevich骨架曲线和广义Masing准则的粗粒土非线性动本构模型子程序。通过与三轴试验结果比较,验证所建立粗粒土非线性动本构模型的正确性。将该本构模型应用到高速铁路路基动力响应分析中,模拟结果与模型试验数据吻合较好。相对于摩尔库伦本构模型,该本构模型能够更好地反映铁路路基动力响应特性。 展开更多
关键词 高速铁路 粗粒土 非线性动本构模型 动剪切模量 应力应变滞回曲线
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筑坝料动力分析中的Bouc-Wen模型及其参数研究
7
作者 迟世春 聂章博 贾宇峰 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期41-49,共9页
Bouc-Wen光滑滞回模型因其能够描述动力荷载下的复杂非线性,广泛应用于材料的动力分析。为研究筑坝料在循环加载条件下动剪切模量和阻尼比以及累积变形等复杂动力特性,将Bouc-Wen模型应用于土体,绘制应力应变滞回圈并分析其模型参数;采... Bouc-Wen光滑滞回模型因其能够描述动力荷载下的复杂非线性,广泛应用于材料的动力分析。为研究筑坝料在循环加载条件下动剪切模量和阻尼比以及累积变形等复杂动力特性,将Bouc-Wen模型应用于土体,绘制应力应变滞回圈并分析其模型参数;采用参数敏感性分析方法研究Bouc-Wen模型,并对动力试验数据进行数值模拟;讨论模型参数变化对土体应力应变滞回圈及动剪模量和阻尼比的影响。根据国内外筑坝料动力试验数据统计得到筑坝料模量衰减及阻尼比增长的均值曲线,应用MATLAB软件编制遗传算法程序确定模型参数;利用GDS动三轴仪探究糯扎渡土石坝的心墙掺砾土在循环荷载下的累积变形特性,并应用Bouc-Wen模型对循环三轴试验测得的应力应变滞回圈进行数值模拟。基于参数分析和数值拟合结果,本文提出适用于筑坝料的Bouc-Wen模型参数范围;筑坝料动剪模量衰减曲线和阻尼比增长曲线拟合结果均方误差小于0.4%;糯扎渡掺砾土循环三轴试验8个振动周期累积应变试验值与模型预测值分别为1.2%和1.18%。基于本文研究得到的模型参数范围,Bouc-Wen模型可以有效地模拟筑坝料动模量阻尼和累积变形特性,为筑坝料动力分析提供帮助。 展开更多
关键词 筑坝料 Bouc—Wen模型 动剪切模量 阻尼比 累积应变
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剪切-体积应变耦合的孔压增量模型试验 被引量:8
8
作者 赵丁凤 梁珂 +2 位作者 陈国兴 熊浩 周正龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1832-1840,共9页
以南京细砂为对象,通过共振柱试验及应变控制的排水/不排水分级和单级加载循环三轴试验的系统性研究,建立了能够描述饱和砂土孔压增长规律的新模型。该模型遵循Martin和Byrne提出的基本理论框架,孔压的增长是由循环剪切作用下体积改变... 以南京细砂为对象,通过共振柱试验及应变控制的排水/不排水分级和单级加载循环三轴试验的系统性研究,建立了能够描述饱和砂土孔压增长规律的新模型。该模型遵循Martin和Byrne提出的基本理论框架,孔压的增长是由循环剪切作用下体积改变所引起的。提出的孔压模型属于应变控制的孔压增量模型。基于排水循环单级加载试验,通过引入体积门槛剪应变γ_(tv)的概念,以具有代表性的15周体应变(ξ_(vd))15为基准点,归准化体应变发展与循环剪应变之间的关系,建立了三参数的体应变增量模型及其参数标定方法。基于排水和不排水循环单级加载试验结果,揭示了体应变与孔压比之间的内在联系,进而导出回弹模量表达式。通过耦合新的体应变增量模型及回弹模量公式,建立了新的剪应变-体应变耦合的孔压增量模型。验证性试验表明,新的孔压增量模型的预测值与试验结果的吻合度较高。 展开更多
关键词 循环三轴试验 应变控制 体应变增量模型 孔压增量模型 动泊松比 体积门槛剪应变
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黄土的动变形特性及模型研究 被引量:3
9
作者 石娇 张希栋 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第9期114-120,共7页
利用SDT-20型双向动三轴仪对原状黄土和重塑黄土的动变形特性进行研究,定性分析了不同试验参数对原状和重塑黄土动剪切模量和动剪切应变累积特性的影响。基于小应变前提,忽略试样在加载过程中的径向应变,并利用其轴向动应变推算出试样... 利用SDT-20型双向动三轴仪对原状黄土和重塑黄土的动变形特性进行研究,定性分析了不同试验参数对原状和重塑黄土动剪切模量和动剪切应变累积特性的影响。基于小应变前提,忽略试样在加载过程中的径向应变,并利用其轴向动应变推算出试样在动力加载过程中的孔隙比变化,作出e-σd曲线并分析了黄土试样的动力压缩特性。分析发现,和静力压缩不同,黄土的结构性在动力压缩过程中并没有表现出来,原状黄土和重塑黄土在动荷载作用下经历相似的形变过程,其e-σd曲线均存在明显的拐点,原状和重塑黄土均存在临界动应力σdc。当σd<σdc时,黄土的动变形发展缓慢;而当σd>σdc时,黄土的动变形急剧增大并迅速发生破坏。此外,提出双曲模型对黄土在循环荷载作用下的动应变累积特性进行了描述,并利用差分进化法求得模型参数,发现双曲模型可以较好地描述黄土在动荷载作用下的应变累积特性。 展开更多
关键词 黄土 动剪切模量 动剪应变 动力压缩 动剪应变累积模型
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