水-荷载耦合作用下沥青路面孔隙水压力研究 被引量：51

1

作者 董泽蛟 谭忆秋 +1 位作者 曹丽萍 钟阳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1614-1617,共4页

水-荷载的耦合作用是沥青路面早期损坏的主要原因之一.基于饱和多孔介质理论通过轴对称有限元的瞬态动力分析,计算得到饱和沥青路面内部孔隙水压力的时程变化;分析不同渗透性、车速和荷载条件下的孔隙水压力变化规律.结果表明,荷载的动... 水-荷载的耦合作用是沥青路面早期损坏的主要原因之一.基于饱和多孔介质理论通过轴对称有限元的瞬态动力分析,计算得到饱和沥青路面内部孔隙水压力的时程变化;分析不同渗透性、车速和荷载条件下的孔隙水压力变化规律.结果表明,荷载的动态作用导致沥青路面内部的孔隙水压力具有波动性质;正负孔隙水压力的循环作用是沥青膜破坏的主要诱因;路面内部存水时,高速、重载将加速沥青路面性能衰减. 展开更多

关键词 水-荷载耦合作用 孔隙水压力 有限元 饱和多孔介质

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水饱和边坡夹层热-孔隙水-力耦合作用模型及应用 被引量：2

2

作者 贺桂成 廖家海 +3 位作者 李丰雄 王昭 章求才 张志军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1663-1672,共10页

为了研究温度对水饱和边坡夹层力学参数的影响,将水饱和边坡夹层视为固-液两相的线弹性体,建立了水饱和边坡夹层热-孔隙水-力耦合作用的力学模型,并推导了其耦合控制方程;采用物理相似模拟的方法,建立了与边坡原型相似的试验模型,研究... 为了研究温度对水饱和边坡夹层力学参数的影响,将水饱和边坡夹层视为固-液两相的线弹性体,建立了水饱和边坡夹层热-孔隙水-力耦合作用的力学模型,并推导了其耦合控制方程;采用物理相似模拟的方法,建立了与边坡原型相似的试验模型,研究温度引起的边坡夹层力学参数的变化特征;通过比较分析理论计算结果与模型试验结果,验证了所建立的耦合力学模型的适用性。研究结果表明:孔隙水压力系数和热压力系数是引起水饱和边坡夹层孔隙水压力增加的关键控制因素;孔隙水压力系数取决于孔隙排水压缩特性和固相介质压缩特性,这两者差值越大,孔隙水压力系数越大;孔隙水热膨胀系数和孔隙体积热膨胀系数是影响热压力系数的主要因素,这两者差值越大,热压力系数也越大;边坡夹层孔隙水压力随温度升高呈现出先缓慢增加而后急剧增加的变化特征,而黏聚力和抗剪强度随温度升高而缓慢降低,且孔隙水压力的理论计算结果与试验测试结果吻合良好。因此,水饱和边坡夹层热-孔隙水-力耦合作用的力学模型能较好地反映孔隙水压力在加热升温过程中的变化特征,为科学地预测和控制类似边坡工程的稳定性提供了参考。 展开更多

关键词 水饱和边坡 温度 热-孔隙水-力耦合作用模型 热膨胀系数 孔隙水压力系数

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饱和土-隧道动力相互作用对地震动土作用和孔隙动水压力的影响 被引量：1

3

作者 朱俊 梁建文 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期66-74,共9页

本文利用间接边界元方法,研究了饱和土-隧道动力相互作用对隧道地震动土作用和孔隙动水压力的影响,考虑了不同隧道质量和埋深,以及地震波斜入射情况。饱和场地根据Biot理论模拟为两相介质,通过将饱和两相介质模型所得隧道地震动土作用... 本文利用间接边界元方法,研究了饱和土-隧道动力相互作用对隧道地震动土作用和孔隙动水压力的影响,考虑了不同隧道质量和埋深,以及地震波斜入射情况。饱和场地根据Biot理论模拟为两相介质,通过将饱和两相介质模型所得隧道地震动土作用与单相介质模型结果进行比较,分析了饱和土骨架和孔隙水动力耦合作用的影响。结果表明,饱和土-隧道动力相互作用对地震动土作用有明显放大效应,本文算例中,隧道水平地震动土作用较自由场结果最大放大1. 7倍,竖向地震动土作用较自由场结果最大放大1. 6倍;饱和土骨架和孔隙水的动力耦合作用对隧道地震动土作用大小也有显著影响,本文算例中,单相介质模型所得地震动土作用较饱和两相模型的最大差别可达210%。 展开更多

关键词 饱和两相介质 间接边界元方法 土-隧道动力相互作用 土骨架-孔隙水耦合 地震动土作用 孔隙动水压

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水-土-结构耦合作用下地铁区间隧道抗震仿真分析 被引量：1

4

作者 商金华 王晓昱 毛荣吉 《城市轨道交通研究》 北大核心 2018年第10期57-61,共5页

针对济南市地铁区间隧道结构,基于三维比奥固结渗流理论,运用时程分析方法,利用FLAC^(3D)5. 0软件建立了地铁区间隧道三维有限元计算模型,研究了水-土-结构耦合作用下区间隧道的地震反应,以及地下水渗流作用对地铁区间隧道抗震性能的影... 针对济南市地铁区间隧道结构,基于三维比奥固结渗流理论,运用时程分析方法,利用FLAC^(3D)5. 0软件建立了地铁区间隧道三维有限元计算模型,研究了水-土-结构耦合作用下区间隧道的地震反应,以及地下水渗流作用对地铁区间隧道抗震性能的影响。结果表明,考虑地下水渗流后区间隧道位移和内力地震响应规律与不考虑地下水渗流时相同,但区间隧道各点位移、洞顶和洞底的相对位移增大;渗流作用下,隧道的弯矩、剪力有所下降,轴力有所增大。 展开更多

关键词 区间隧道 水-土-结构耦合作用 抗震仿真

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考虑颗粒黏结效应的非饱和土水-力耦合边界面模型 被引量：3

5

作者 韩博文 蔡国庆 +1 位作者 李舰 赵成刚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2059-2068,共10页

颗粒间黏结效应对非饱和土水-力耦合特性影响显著,建立考虑黏结效应的非饱和土本构模型,对于准确分析非饱和土的水-力耦合特性具有重要意义。在边界面塑性理论框架下,建立了一个同时考虑基质吸力、饱和度和孔隙结构对黏结效应影响的非... 颗粒间黏结效应对非饱和土水-力耦合特性影响显著,建立考虑黏结效应的非饱和土本构模型,对于准确分析非饱和土的水-力耦合特性具有重要意义。在边界面塑性理论框架下,建立了一个同时考虑基质吸力、饱和度和孔隙结构对黏结效应影响的非饱和土水-力耦合模型。对于力学部分,选取有效应力与黏结变量作为本构变量,建立了黏结变量与e/es之间的关系,并基于边界面塑性理论对非饱和土变形特性进行描述;对于水力部分,建立了考虑变形影响的水力滞后土-水特征曲线方程。利用膨润土-高岭土混合土、重塑高岭土的试验结果对所建立的模型进行了参数标定和模型验证,结果表明,所建立模型能够合理预测非饱和土的水-力耦合特性。 展开更多

关键词 非饱和土 边界面模型 黏结效应 微观孔隙结构 水-力耦合

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考虑水-土-桥梁动力相互作用的大跨桥梁地震反应分析 被引量：5

6

作者 谷音 林颖清 黄志杨 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期84-93,共10页

为了研究地震动作用下动水压力对深水桥梁的影响,基于局部动力人工边界、流体边界及流固耦合理论方法建立了水-土-单桩整体模型,通过水平地震作用下的动力时程反应分析,同简化的Morison方程法模拟方式及无水模型进行对比分析,研究考虑... 为了研究地震动作用下动水压力对深水桥梁的影响,基于局部动力人工边界、流体边界及流固耦合理论方法建立了水-土-单桩整体模型,通过水平地震作用下的动力时程反应分析,同简化的Morison方程法模拟方式及无水模型进行对比分析,研究考虑桩土作用前提下工程简化方法和考虑流固耦合的整体方法的差异,以及桩土作用下动水压力对单桩结构动力反应的影响。在此基础上,以某跨海大跨连续刚构桥为背景,首次建立了水-土-桥梁系统的整体动力有限元模型,研究水-土-桥梁系统的地震动力反应,分析了桥梁各构件的内力幅值和分布规律,并与未考虑动水作用下的桥梁结构进行对比,分析了动水压力对深水桥梁的地震反应的影响规律。结果表明,动水作用受地震波频率影响较大,但规律相近,相同外部环境下,由于上部结构和桩土相互作用的不同,动水压力对单桩的影响大于大跨桥梁桩基础的影响。对于大跨桥梁,动水作用对处于水中桩基础的影响较大,水中部分的桩基础内力增幅最大,对水位以上的桥墩影响稍小,考虑动水作用后主梁轴力增加,弯矩减小。 展开更多

关键词 桥梁结构地震反应 动水压力 水-土动力相互作用 流固耦合 粘弹性人工边界单元 流体边界

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液化场地桩-土地震相互作用振动台试验数值模拟 被引量：27

7

作者 唐亮 凌贤长 +3 位作者 徐鹏举 苏雷 张效禹 张勇强 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期302-306,311,共6页

基于动力Biot理论将饱和砂土模拟为两相介质,正确考虑水和土颗粒之间变形关系,采用完全耦合u-p有限元公式模拟土体位移和孔压,选用多屈服面弹-塑性本构模型模拟黏土、砂土,砂层划分为20-8节点六面体单元,桩处理为梁-柱单元,建立三维有... 基于动力Biot理论将饱和砂土模拟为两相介质,正确考虑水和土颗粒之间变形关系,采用完全耦合u-p有限元公式模拟土体位移和孔压,选用多屈服面弹-塑性本构模型模拟黏土、砂土,砂层划分为20-8节点六面体单元,桩处理为梁-柱单元,建立三维有效应力振动台试验分析模型。通过振动台试验结果,验证该模型的正确性,显示该方法能够准确地模拟可液化场地桩-土-结构动力相互用的重要特征,这对于实际工程设计具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 水-土动力耦合有限元方法 桩-土-桥梁结构动力相互作用 振动台试验 可液化场地

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层状饱水软土地基三维非轴对称动力响应分析方法 被引量：5

8

作者 张玉红 黄义 王忠建 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2002年第4期47-52,共6页

将饱水软土地基视为两相介质 ,考虑水的渗流和土骨架变形的耦合作用 ,用Fourier展开和Hankel积分变换分析三维非轴对称饱和弹性土层波动方程 ,用刚度矩阵方法 ,建立了层状饱水软土地基三维非轴对称动力响应的解析分析方法。以数值算例... 将饱水软土地基视为两相介质 ,考虑水的渗流和土骨架变形的耦合作用 ,用Fourier展开和Hankel积分变换分析三维非轴对称饱和弹性土层波动方程 ,用刚度矩阵方法 ,建立了层状饱水软土地基三维非轴对称动力响应的解析分析方法。以数值算例对比分析了单相土介质与两相饱和土介质三维非轴对称稳态动力响应 ,结果表明 :在饱水软土地基动力响应分析中应该考虑土体中孔隙流体的影响。 展开更多

关键词 软土地基 层状饱和土 非轴对称 动力响应 渗流 土骨架 耦合作用 水 土动力学

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考虑THM耦合的地热能源桩热-力行为分析 被引量：1

9

作者 李峙 刘福深 +1 位作者 杨仲轩 詹伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2129-2138,共10页

地热能源桩除了可以承受建筑物的上部结构荷载,还能提供低碳、环保和可持续的制冷/制热功能,因此在土木与能源等行业受到广泛关注。热-水-力(THM)三场耦合效应显著影响能源桩和土体的相互作用及其承载变形特性。利用多孔介质混合物理论... 地热能源桩除了可以承受建筑物的上部结构荷载,还能提供低碳、环保和可持续的制冷/制热功能,因此在土木与能源等行业受到广泛关注。热-水-力(THM)三场耦合效应显著影响能源桩和土体的相互作用及其承载变形特性。利用多孔介质混合物理论推导了THM全耦合的基本控制方程,并通过与饱和非等温固结问题的理论解对比,验证了该耦合问题基于COMSOL有限元分析方法有效性。在此基础上,考虑流体性质随温度的变化和不同的桩土接触模型,开展了基于THM耦合的能源桩二维有限元模型的数值分析,并与离心数值模型和现场试验数据进行对比。计算结果表明该耦合模型不但能预测能源桩中应力、应变和位移场分布与演化规律,还能较好地模拟桩土多场耦合行为。研究结果表明,THM耦合效应对土工分析具有重要影响,研究成果可为能源桩设计、施工及使用过程中所涉及的多场耦合问题提供参考依据。 展开更多

关键词 能源桩 热-水-力耦合模型 桩土相互作用 有限元 模型验证

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深厚饱和软土场地中透镜体对上部结构地震响应的影响 被引量：3

10

作者 韩冰 梁建文 朱俊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2227-2236,2248,共11页

工程场地中透镜体对地震动具有明显的影响,且饱和场地与相应干土场地的地震响应具有明显的差别,而目前对于深厚饱和软土场地中透镜体对地震响应的影响还鲜有研究。采用有限元-间接边界元耦合法,建立饱和场地中非线性土-结构动力相互作... 工程场地中透镜体对地震动具有明显的影响,且饱和场地与相应干土场地的地震响应具有明显的差别,而目前对于深厚饱和软土场地中透镜体对地震响应的影响还鲜有研究。采用有限元-间接边界元耦合法,建立饱和场地中非线性土-结构动力相互作用模型,对深厚饱和软土场地中透镜体的宽度、厚度和埋深对上部结构动力响应的影响进行了系统地分析,并着重讨论了土骨架-孔隙水耦合作用的影响。研究表明,深厚饱和软土场地中的透镜体可能会明显改变上部结构的动力响应;透镜体的宽度、厚度和埋深对上部结构动力响应有不同程度的影响,且与干土场地中规律存在明显差异;土骨架-孔隙水耦合作用对上部结构动力响应的影响显著。 展开更多

关键词 深厚饱和软土场地 有限元-间接边界元耦合法 透镜体 土-结构动力相互作用 地震响应 土骨架-孔隙水耦合作用

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灌溉溶滤对西北地区红层风化泥岩不排水抗剪强度的影响 被引量：8

11

作者 何蕾 文宝萍 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期47-52,共6页

西北地区灌溉引发大量黄土-红层泥岩滑坡,其中快速滑坡的活动机理与灌溉溶滤后泥岩中易溶盐含量降低及其不排水抗剪强度密切相关。本文以兰州及其附近两处白垩系红层风化泥岩为例,探讨了溶滤后风化泥岩不排水抗剪强度的变化特征。结果显... 西北地区灌溉引发大量黄土-红层泥岩滑坡,其中快速滑坡的活动机理与灌溉溶滤后泥岩中易溶盐含量降低及其不排水抗剪强度密切相关。本文以兰州及其附近两处白垩系红层风化泥岩为例,探讨了溶滤后风化泥岩不排水抗剪强度的变化特征。结果显示,溶滤后风化泥岩不排水强度显著降低。其内在机理涉及两方面的水-土综合作用,其一,易溶盐流失,风化泥岩颗粒间胶结弱化,粗颗粒分散,粘粒增多;再之,粘粒增多后,泥岩内产生较高的孔隙水压力,有效应力随之降低。 展开更多

关键词 红层风化泥岩 不排水抗剪强度 易溶盐含量 孔隙水压力 水-土物理化学作用

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有效应力原理解析 被引量：33

12

作者 路德春 杜修力 许成顺 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期146-151,共6页

分析了关于饱和土有效应力原理的一些错误理解,基于土颗粒-水相互作用分析,给出了土体中有效应力的物理含义,是单位截面的土体中土颗粒骨架所传递的有效荷载,其大小等于总应力与孔隙水压力之差。利用土体的力平衡方程,一方面证明了Terza... 分析了关于饱和土有效应力原理的一些错误理解,基于土颗粒-水相互作用分析,给出了土体中有效应力的物理含义,是单位截面的土体中土颗粒骨架所传递的有效荷载,其大小等于总应力与孔隙水压力之差。利用土体的力平衡方程,一方面证明了Terzaghi饱和土有效应力原理,并分析了该原理的适用范围;另一方面证明了Bishop非饱和土有效应力原理,解释了参量χ的物理含义,将二原理统一在一个力学框架下,从理论上说明了Terzaghi有效应力原理是Bishop有效应力原理在有效饱和度χ=1时的特例,并分析了Bishop非饱和土有效应力原理的适用范围。研究表明,从荷载条件和土性条件两个角度分析有效应力原理,清晰地解释了有效应力的物理概念,并且提出孔隙水压力影响土体力学特性的机理。 展开更多

关键词 有效应力原理 饱和土 非饱和土 有效应力 孔隙水压力 土-水相互作用

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海底滑坡链式灾害研究进展 被引量：18

13

作者 年廷凯 沈月强 +1 位作者 郑德凤 雷得浴 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期1657-1675,共19页

我国海洋能源开发已步入深远海域,面临的深海地质灾害问题也日益凸显,尤以海底滑坡最为典型,一旦发生将会形成链式灾害,严重危害水下基础设施的安全。本文聚焦“滑坡形成→运动演化→冲击设施”这一链式灾害过程,首先梳理了不同触发因... 我国海洋能源开发已步入深远海域,面临的深海地质灾害问题也日益凸显,尤以海底滑坡最为典型,一旦发生将会形成链式灾害,严重危害水下基础设施的安全。本文聚焦“滑坡形成→运动演化→冲击设施”这一链式灾害过程,首先梳理了不同触发因素作用下海底滑坡的形成机制,进而论述了海底滑坡的运动过程及不同演化阶段的判识标准,分析了滑坡运动演化过程中环境水与土体的耦合作用机理,提出了适用于中小尺度运动演化过程的流固耦合分析方法,并探讨了当前海底滑坡运动演化过程试验模拟技术和原位监测手段的适用范畴与技术瓶颈;进一步地,针对滑坡冲击海底管缆等水下基础设施问题,评析了海底滑坡冲击效应的量化评估方法和研究手段。最后,指出当前海底滑坡链式灾害研究存在的不足和未来的发展方向,以期为海底滑坡地质灾害链的模拟、预测和预警等提供重要参考。 展开更多

关键词 海底滑坡 触发机制 运动演化 水-土耦合作用 冲击水下设施

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