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题名基于交变移动本构模型的粗粒土动力特性数值解析
被引量：6
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作者
任非凡
何江洋
王冠
赵其华
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机构
同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室
同济大学地下建筑与工程系
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
上海申元岩土工程有限公司
上海理工大学环境与建筑学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第12期4627-4641,共15页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.41877224,No.41874077)
地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金(No.SKLGP2017K020)
科技部国家重点研发计划-政府间国际科技创新合作重点专项(No.2016YFE0105800)~~
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文摘
粗粒土由于抗剪强度高、易压实、变形较小等优点被广泛应用于各类工程建设中。目前对于粗粒土动力特性的研究较少,理论滞后于工程应用。在工程设计中,通常将粗粒土划分为非液化土类,但在国内外多次强震调查中发现了严重液化的粗粒土,在一定的震动作用下,松散至中密的粗粒土也有可能发生液化。根据国内外地震中发生严重液化现象的粗粒土选取了研究土料的级配,在模型参数标定基础上,使用可描述土体交变移动和液化现象的交变移动(Cyclic-mobility)土体本构模型,探讨了试样端部与试验仪器之间的摩擦、重力场、动剪应力比、围压、动荷载频率等不同因素对饱和粗粒土动力特性的影响。研究表明:Cyclic-mobility土体本构模型能较好模拟粗粒土的应力、应变特性;端部约束条件和重力场将对粗粒土室内单元试验结果造成一定的影响;较低的围压或较高的动剪应力比作用下,试样的动应变幅值越大、内部应变不均匀现象越明显;频率较低时对应的试样内部体应变分布较为相似,高频率和高动剪应力比同时作用时会对试样造成较大的破坏。通过三轴试验研究土体不同位置单元的动力响应时,应注意应变传感器的布置方法,并对结果进行综合考虑和适当修正。
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关键词
粗粒土
动力特性
数值解析
交变移动本构模型
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Keywords
coarse grained soils
dynamic characteristics
numerical simulation
cyclic-mobility constitutive model
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分类号
TU435
[建筑科学—岩土工程]
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题名可液化地基单桩基础离心机模型试验的三维数值分析
被引量：3
- 2
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作者
包小华
刘志鹏
徐长节
苏栋
明海燕
谢雄耀
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机构
深圳大学
华东交通大学
同济大学
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出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第A01期53-63,共11页
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基金
国家自然科学基金(51678369)
深圳市科技创新计划项目(JCYJ20170302143610976)
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文摘
文章通过三维水土耦合动-静一体有限元程序DBLEAVES对饱和砂土地基(Dr=40%)单桩基础的离心机模型试验进行模型试验相对应的原型三维有限元数值模拟和分析。对比分析小震(峰值加速度0.08g)和大震(峰值加速度0.47g)情况下的土体加速度、超静孔隙水压、沉降位移以及桩身弯矩等变化规律。其中,地基土的性质采用应力诱导各向异性的交变移动弹塑性模型模拟,基桩采用弹性梁单元模型模拟。结果表明:①超静孔隙水压会'隔断'振动波的传递,当土体接近完全液化时,土表面峰值加速度会明显小于输入波峰值加速度,而当超静孔隙水压比较小时,土表面加速度相对于输入波则可能会放大;②地震时所达到的最大超静孔隙水压比是地基土沉降量的主要因素之一,且一大部分沉降发生在震后的孔压消散期;③数值模拟与模型试验结果的对比分析表明,交变移动模型可以较好地反映土体在交变荷载下的动力响应特性,验证了所采用的DBLEAVES程序和有限元方法的有效性。
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关键词
砂土液化
数值模拟
交变移动模型
三维水土耦合
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Keywords
liquefaction of sand
numerical simulation
cyclic mobility model
3D soil-water couple
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分类号
TU473.1
[建筑科学—结构工程]
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题名波浪-海床-结构物相互作用离心模型试验及数值模拟
被引量：7
- 3
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作者
吴雷晔
朱斌
陈仁朋
孔德琼
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机构
浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室
浙江大学岩土工程研究所
浙江大学超重力研究中心
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出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第A02期186-192,共7页
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基金
国家自然科学基金(51809232,51679211)
浙江省自然科学基金(LCD19E090001)
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文摘
针对波浪-海床-结构物相互作用这一海洋结构物设计中需考虑的重要问题,采用离心模型试验及数值分析模型两种手段进行研究。离心模型试验采用浙江大学自行研制的超重力造波试验装置及ZJU400土工离心机完成,观测到波浪作用下砂质海床内部孔压累积的渐进特性;所采用的数值分析模型基于Biot固结理论,结合可准确描述砂土液化前后力学行为的'交变移动'土体本构模型,可对波浪作用下海床与结构物相互作用及液化现象进行合理模拟。通过与离心模型试验的对比验证该数值模型的有效性,随后利用该模型针对海底埋置管道这一近海区域常见的海工结构物周围土体在波浪作用下的动力响应进行详细分析。结果表明:海底管道的存在会加快管顶及管侧的超静孔隙水压力累积,管道周围土体的弱化及超静孔隙水压力累积导致的额外上浮力两者的耦合作用是海底管道发生上浮的主要原因。
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关键词
波浪
离心模型试验
液化
交变移动土体本构模型
海底埋置管道
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Keywords
wave
centrifuge model test
liquefaction
cyclic mobility constitutive model
submarine buried pipeline
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分类号
TU435
[建筑科学—岩土工程]
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