综放开采顶煤放出散体介质流理论的试验研究 被引量：62

1

作者 王家臣 李志刚 +1 位作者 陈亚军 郑厚发 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期260-263,共4页

通过模拟试验,系统地研究了综放开采顶煤移动与放出规律、煤岩分界线形状,不同采放比、不同放煤步距、不同煤岩粒径比条件下的顶煤采出率与含矸率等,在理论上提出了顶煤采出率的预测方法.放煤的煤岩分界线为二次曲线,运用放煤前后分界... 通过模拟试验,系统地研究了综放开采顶煤移动与放出规律、煤岩分界线形状,不同采放比、不同放煤步距、不同煤岩粒径比条件下的顶煤采出率与含矸率等,在理论上提出了顶煤采出率的预测方法.放煤的煤岩分界线为二次曲线,运用放煤前后分界线所围成的煤量减去放煤工艺损失量可预测放出煤量,采放比为1∶2、"二刀一放"时,放煤效果较好. 展开更多

关键词 放顶煤 放煤规律 散体介质流 模拟试验 采出率

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低位综放开采顶煤放出的散体介质流理论与应用 被引量：92

2

作者 王家臣 富强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期337-341,共5页

由于放煤口布置方向的差异 ,放矿椭球体理论的适用条件与低位放煤综放开采的放煤过程有本质差异 ,因此基于模拟试验、FLAC计算、离散元模拟计算和现场观测 ,提出了散体介质流理论模型 ,揭示了低位综放开采中顶煤流动与放出的真实过程 。

关键词 放顶煤 放煤规律 散体介质流 离散元 综放开采 FLAC计算

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振动场中散体介质波的传播规律 被引量：4

3

作者 孙业志 吴爱祥 +1 位作者 黎剑华 赵国彦 《矿冶工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期12-14,17,共4页

非理想散体介质显现出非匀质性、各向异性和层状分布等特点 ,且有气、液、固三相 ,其波的传播比较复杂。当应变值ε <1× 10 - 4 时 ,散体介质为弹性介质 ,据此分析并给出了各向同性散体介质中弹性波的波动方程、传播速度和波动... 非理想散体介质显现出非匀质性、各向异性和层状分布等特点 ,且有气、液、固三相 ,其波的传播比较复杂。当应变值ε <1× 10 - 4 时 ,散体介质为弹性介质 ,据此分析并给出了各向同性散体介质中弹性波的波动方程、传播速度和波动能量的表达式 ,以及横观各向同性介质中弹性波的波动方程和能量透过系数表达式 ,并通过试验验证了能量衰减与分层介质密度有关。此外 ,根据瑞利波由P波和S波振动叠加而成的特点 ,分析了无限半空间各向同性介质和横观各向同性介质中瑞利波的传播特性 ;又由于勒夫波由SH波经多次全反射加强干涉产生 。 展开更多

关键词 散体介质 弹性波 瑞利波 勒夫波 振动场 波动方程

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堆浸中矿岩散体介质孔隙结构三维可视化 被引量：5

4

作者 杨保华 吴爱祥 +1 位作者 王贻明 刘金枝 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期6-9,共4页

利用X光CT(Computerized Tomography)技术无损伤地探测了堆浸体系中的矿岩散体介质,采集了矿岩散体介质孔隙结构图像。采用三维重构技术中的体绘制方法,提出了三维重构技术路线,利用MATLAB环境编写程序完成了矿岩散体介质及其孔隙结构... 利用X光CT(Computerized Tomography)技术无损伤地探测了堆浸体系中的矿岩散体介质,采集了矿岩散体介质孔隙结构图像。采用三维重构技术中的体绘制方法,提出了三维重构技术路线,利用MATLAB环境编写程序完成了矿岩散体介质及其孔隙结构的三维重构,实现了孔隙结构的可视化。结果表明所采用的体绘制方法原理简单,编程实现方便,重建速度快,能够真实有效地显示矿岩散体介质复杂的孔隙结构特征,并为多场耦合作用下堆浸过程中相关规律的三维数值模拟提供可靠的物理模型。 展开更多

关键词 X光CT技术 矿岩散体介质 孔隙结构 MATLAB 三维可视化

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第四次国际散体介质细观力学会议简介

5

作者 徐泳 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期628-629,共2页

关键词 第四次国际散体介质细观力学会议 实验手段 X光 内窥镜 离散元法 固体力学 颗粒相互作用接触模型 颗粒间接触力

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多漏斗放矿过程中散体介质力链演化特征量化研究 被引量：2

6

作者 陈庆发 刘恩江 秦世康 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期4046-4054,共9页

借助离散元软件,对多漏斗放矿过程中矿石散体介质体系内部力链数量、长度、强度、方向等演化特征进行量化研究。研究结果表明:在多漏斗放矿过程中,力链数量总体上呈指数形式减少,且不同放矿节点条件下力链长度的概率分布也均呈指数形式... 借助离散元软件,对多漏斗放矿过程中矿石散体介质体系内部力链数量、长度、强度、方向等演化特征进行量化研究。研究结果表明:在多漏斗放矿过程中,力链数量总体上呈指数形式减少,且不同放矿节点条件下力链长度的概率分布也均呈指数形式减少;力链强度波动范围较大,总体上随放矿次数增加而呈指数形式减少。不同放矿节点条件下力链强度的概率分布规律具有一致性,即先呈指数形式上升,后呈指数形式下降。在放矿前中期,散体介质体系内部力链分布主方向角θ_(n)始终保持在90°左右,各向异性程度表征参数β_(n)逐渐增大,表现出明显的各向异性;在放矿后期,与水平方向呈45°的力链逐渐增多,体系内部力链分布主方向角θ_(n)由84.40°变化为30.16°,各向异性程度表征参数β_(n)逐渐减小。 展开更多

关键词 多漏斗放矿 散体介质 力链 演化特征 量化研究

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多漏斗放矿过程散体介质接触力特性量化研究 被引量：2

7

作者 陈庆发 刘军 +1 位作者 刘恩江 龙恩林 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2115-2125,共11页

本文基于离散元软件,开展多漏斗放矿过程中散体介质接触力特性的量化研究。结果发现:放矿过程中,散体介质内部越靠近底部接触力集度越大,不同类型接触力概率分布均呈指数式衰减,且接触力强度的分布规律也具有较高的相似性;放矿前中期接... 本文基于离散元软件,开展多漏斗放矿过程中散体介质接触力特性的量化研究。结果发现:放矿过程中,散体介质内部越靠近底部接触力集度越大,不同类型接触力概率分布均呈指数式衰减,且接触力强度的分布规律也具有较高的相似性;放矿前中期接触力网络的方向偏向y轴方向(铅垂方向),随着矿石颗粒不断放出,接触力网络方向逐渐偏向x轴方向(水平方向);放矿初期,接触力沿y轴方向较大,沿x轴方向接触力较小,法向接触力主要集中在铅垂方向;直至放矿中期,与水平方向夹角为30°的法向接触力逐渐增多,接触力分布的主方向由一个变为三个;放矿后期,与水平方向呈45°夹角的法向接触力逐渐增多,接触力分布方向由三个转变为六个。 展开更多

关键词 多漏斗放矿 散体介质 接触力 演化特征 量化研究

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基于CT图象法的矿岩散体孔隙结构分形特征研究 被引量：11

8

作者 陈学松 吴爱祥 +1 位作者 杨保华 张杰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2007年第10期75-77,88,共4页

利用CT技术分别获取了溶浸柱浸出过程中上部、中部以及下部三个不同区域的断面图像,通过自编的Matlab程序对图像孔隙的分形维数进行了估算,并简要分析了导致溶浸柱中孔隙结构变化的主要因素。结果表明:堆浸过程中矿岩散体介质的孔隙结... 利用CT技术分别获取了溶浸柱浸出过程中上部、中部以及下部三个不同区域的断面图像,通过自编的Matlab程序对图像孔隙的分形维数进行了估算,并简要分析了导致溶浸柱中孔隙结构变化的主要因素。结果表明:堆浸过程中矿岩散体介质的孔隙结构存在着空间和时间的变异型,孔隙结构变异程度同细颗粒在物理及化学作用下的迁移与堆积等因素相关;孔隙分维数在浸前随高度的增加而减小,浸后则随着高度的增加而增大;同一区域位置断面分维数浸出后较浸出前均有所增加,下部增加幅度为上部的近19倍。 展开更多

关键词 分形维数 矿岩散体介质 孔隙结构 CT技术

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堆浸过程中矿岩散体粒间孔隙尺寸的演化规律 被引量：3

9

作者 宋鑫 杨保华 +1 位作者 吴爱祥 王洪江 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1712-1717,共6页

根据X射线CT技术无损伤地探测细菌浸出前、后矿岩散体介质孔隙结构特征,利用MATLAB环境编写程序对矿岩散体介质颗粒间横向及纵向孔隙尺寸分布进行统计,研究细菌浸出过程中矿岩散体粒间孔隙尺寸演化规律及其对溶浸液渗流特性的影响。研... 根据X射线CT技术无损伤地探测细菌浸出前、后矿岩散体介质孔隙结构特征,利用MATLAB环境编写程序对矿岩散体介质颗粒间横向及纵向孔隙尺寸分布进行统计,研究细菌浸出过程中矿岩散体粒间孔隙尺寸演化规律及其对溶浸液渗流特性的影响。研究结果表明:矿岩散体介质孔隙尺寸分布不均匀,分布范围广,基本呈正态规律分布;浸出后顶部区域中等孔隙和大孔隙数量增加,小孔隙数量减少,底部区域中等孔隙也有所增加,但小孔隙数量减少,横向大孔隙数量减少,纵向大孔隙数量变化不明显;浸出后平均孔隙尺寸比浸出前有所增大,大孔隙含量增加,加强了浸堆的渗流各向异性;微细颗粒的运移和沉积对孔隙尺寸演化影响程度最大。 展开更多

关键词 细菌堆浸 矿岩散体介质 孔隙尺寸 CT技术 图像分析

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基于多剖面法的“瓢形”沟谷渣堆稳定性分析

10

作者 于妍妍 赵毅 +4 位作者 方熠 陆敏凤 祝洁雯 唐朝晖 柴波 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期192-201,共10页

由于三面环山的基础优势,废弃矿渣大多选择堆积在周围高、中间低的“瓢形”场地。通过对“瓢形”沟谷区域地形及渣堆形态的分析认为,渣堆前缘存在应力集中现象,采用常规方法计算得到的渣堆稳定性可能存在稳定性系数偏高的问题,因此有必... 由于三面环山的基础优势,废弃矿渣大多选择堆积在周围高、中间低的“瓢形”场地。通过对“瓢形”沟谷区域地形及渣堆形态的分析认为,渣堆前缘存在应力集中现象,采用常规方法计算得到的渣堆稳定性可能存在稳定性系数偏高的问题,因此有必要针对“瓢形”堆渣场地提出一种改进的稳定性计算方法。考虑到“瓢形”场地“大肚子,小收口”的地形特点,基于剩余推力法提出改进的多剖面剩余推力法,并利用煤矸石材料进行不同长宽比和不同谷坡坡度的物理模型堆渣试验,以验证计算方法的合理性。试验结果表明,当沟谷长宽比在1~2之间且谷坡坡度大于材料的内摩擦角时,渣堆前缘出现应力集中现象,并且渣堆前缘的应力大小随谷坡坡度的增大而增大。分别采用传统剩余推力法(单剖面法)和多剖面法计算模型渣堆的稳定性系数,多剖面法的计算结果要小于单剖面法的计算结果,且多剖面法计算所得主剖面上剩余下滑力与监测数据基本一致,误差在5%以内。因此,多剖面剩余推力法在计算“瓢形”场地渣堆边坡稳定性时具有较高的可靠性,能够为“瓢形”弃渣场的风险防控和防灾减灾工程设计提供一定的参考依据和方法支撑。 展开更多

关键词 散体介质颗粒 沟谷区渣堆稳定性 应力集中 多剖面计算理论 剩余推力法

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散体流动场中波的传播与振动助流机理 被引量：2

11

作者 吴爱祥 孙业志 黎剑华 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期661-665,共5页

视流动场中的散体为弱横观各向同性介质 ,推导了P波、SH波和SV波的相速度表达式 ,分析了它们在流动散体介质中的传播特点 :P波波前为椭圆形或近似椭圆形 ,SH波波前为椭圆形 ,SV波波前为非椭圆形。由波的传播特点得出在振幅和频率较小的... 视流动场中的散体为弱横观各向同性介质 ,推导了P波、SH波和SV波的相速度表达式 ,分析了它们在流动散体介质中的传播特点 :P波波前为椭圆形或近似椭圆形 ,SH波波前为椭圆形 ,SV波波前为非椭圆形。由波的传播特点得出在振幅和频率较小的情况下 ,振波对散体的流动性影响不大。当振幅和频率逐渐增加时 ,椭球体的偏心率减小 ,散体间的粘性阻力和内摩擦力降低 ,散体的松散系数增加 ,抗剪强度降低 ,使散体具有更好的流动性。 展开更多

关键词 散体介质 体波传播 椭球体 振动助流 散体助流 振动出矿

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基于颗粒组构特性的散体材料本构模型研究 被引量：3

12

作者 高政国 Hayley H. SHEN 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期93-98,共6页

通过散体介质材料单元颗粒排列组构表达的细观结构力学关系,建立了用颗粒密集度、颗粒排列组构关系和颗粒间摩擦特性等非连续介质材料特性参数描述的散体介质材料本构模型,从而实现散体介质材料宏观连续介质描述的等效应力表达。通过该... 通过散体介质材料单元颗粒排列组构表达的细观结构力学关系,建立了用颗粒密集度、颗粒排列组构关系和颗粒间摩擦特性等非连续介质材料特性参数描述的散体介质材料本构模型,从而实现散体介质材料宏观连续介质描述的等效应力表达。通过该模型可采用数值方法进行散体介质材料准静态情况下的力学特性分析。文中最后基于有限元软件ABAQUS,进行了该本构模型的二次开发。数值算例结果验证了所建立散体介质材料本构模型的适用性。 展开更多

关键词 散体介质材料 本构模型 颗粒排列组构

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高湿度细粒散体的振动助滤

13

作者 孙业志 周健 吴爱祥 《有色金属》 CSCD 2004年第41期106-109,共4页

研究振动对高湿度细粒散体过滤的助滤作用并探讨振动助滤的机理。结果表明 ,对试验所用物料 ,施振对真空过滤和加压过滤都有明显助滤效果 ,对真空过滤平均含湿率可降低 6%～ 7% ,加压过滤降低 5 %～ 8% ,而散体浓度、振动频率和振动方... 研究振动对高湿度细粒散体过滤的助滤作用并探讨振动助滤的机理。结果表明 ,对试验所用物料 ,施振对真空过滤和加压过滤都有明显助滤效果 ,对真空过滤平均含湿率可降低 6%～ 7% ,加压过滤降低 5 %～ 8% ,而散体浓度、振动频率和振动方式对过滤效果影响很小。相同条件下 ,加压比真空的过滤效果稍好一些。振动导致散体颗粒的移动和活化以及散体介质的分散 ,使滤饼内部固体颗粒将向滤饼表面移动 ,减弱紧缩活动 ,增大孔隙率 ,降低滤饼比阻 ,从而体现出助滤效果。 展开更多

关键词 细粒 助滤 加压过滤 散体介质 降低 物料 分散 真空过滤 滤饼 过滤效果

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柔性隔离层下单漏斗散体矿岩力链演化特征模拟 被引量：6

14

作者 陈庆发 秦世康 杨承业 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1694-1705,共12页

开展柔性隔离层下单漏斗散体矿岩力链演化特征模拟研究,对于进一步揭示柔性隔离层下散体介质流动规律的内部作用机理具有重要意义。基于大量放矿同步充填留矿法数值试验模型,利用PFC强大的数据处理及图片输出功能,结合接触力学及统计力... 开展柔性隔离层下单漏斗散体矿岩力链演化特征模拟研究,对于进一步揭示柔性隔离层下散体介质流动规律的内部作用机理具有重要意义。基于大量放矿同步充填留矿法数值试验模型,利用PFC强大的数据处理及图片输出功能,结合接触力学及统计力学相关知识,对单漏斗放矿过程散体介质体系内力链长度、数量、强度、方向、准直系数等的演化特征进行量化研究。结果表明:在柔性隔离层下单漏斗放矿过程,随着放矿次数的增加强接触占比逐渐由37%减小到32%,并在放矿后期逐渐保持稳定,力链接触作为强接触自组织而成的结构,其接触占比在放矿过程稳定在17%左右。力链总数随着放矿次数的增加逐渐减少,并在放矿后期稳定在810条左右,且不同放矿次数下力链长度的概率分布几乎一致,均随着力链长度的增加呈指数式递减;随着放矿次数增大力链强度的概率分布先呈指数式上升,再呈指数式下降,在0.7 F(F为平均接触力)处出现一峰值。放矿初始阶段,力链主要沿垂直方向分布,力链方向分布形态近似花生状,此后随着矿石颗粒的持续放出,力链方向分布形态由花生状逐渐变为椭圆最终演变成花瓣状形态,力链分布主方向由一个演变为三个(垂直及与水平方向呈±30o夹角的方向)。力链准直系数在第9次放矿结束后达到顶峰,随后逐渐下降并保持稳定。 展开更多

关键词 柔性隔离层 散体介质 力链 同步充填 离散元

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隔离层下单漏斗放矿力链演变的参数敏感性分析 被引量：1

15

作者 陈庆发 刘军 龙恩林 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期344-356,共13页

利用PFC软件,以同步充填留矿法为背景,选取隔离层厚度A、隔离层界面摩擦因数B、矿石颗粒摩擦因数C及颗粒半径D作为正交试验的四种影响因素,对力链特征参数的一般变化规律进行分析,研究影响力链演变的参数及其敏感性。结果表明:力链数量... 利用PFC软件,以同步充填留矿法为背景,选取隔离层厚度A、隔离层界面摩擦因数B、矿石颗粒摩擦因数C及颗粒半径D作为正交试验的四种影响因素,对力链特征参数的一般变化规律进行分析,研究影响力链演变的参数及其敏感性。结果表明:力链数量先减少后增加;力链长度的概率分布曲面呈指数形式递减,短力链所占比例逐渐减少,长力链所占比例逐渐增加;力链强度表现出先减少后增加的规律;力链强度的概率分布先呈指数式上升,后呈指数式递减;四种因素对正交试验指标影响的主次顺序为CDAB;对应的最优方案为颗粒摩擦因数0.8、颗粒半径0.008 m、隔离层厚度0.004 m、隔离层界面摩擦因数0.5,此时散体介质体系在放矿过程中最为稳定。 展开更多

关键词 散体介质流 力链表征 正交试验 参数敏感性 矩阵分析

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砂土渗流过程的细观数值模拟 被引量：59

16

作者 周健 姚志雄 张刚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期977-981,共5页

基于散体介质理论,利用PFC2D内置FISH语言定义的流固之间的作用力方程和压力梯度方程,求解不可压缩流体中两相介质的连续方程和Navier-Stoke方程。并尝试用该理论模拟不同水压下渗流引起砂土特性变化的全过程,数值试验得到了流速、渗透... 基于散体介质理论,利用PFC2D内置FISH语言定义的流固之间的作用力方程和压力梯度方程,求解不可压缩流体中两相介质的连续方程和Navier-Stoke方程。并尝试用该理论模拟不同水压下渗流引起砂土特性变化的全过程,数值试验得到了流速、渗透系数、孔隙率和砂的流失量等参量的定性变化规律,表明水土相互作用贯穿于渗流的全过程。模拟结果与试验结果相符,且流速与压力梯度满足达西定律,表明应用该理论来模拟复杂的水土相互作用是可行的,它具有一定的理论意义,为进一步研究多孔介质中考虑流固耦合的渗透破坏研究如流土、管涌等奠定了一定的理论基础。 展开更多

关键词 细观数值模拟 散体介质理论 砂土 渗透破坏

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多因素组合影响阶段矿柱上采顶板临界厚度研究 被引量：21

17

作者 王晓军 冯萧 +2 位作者 赵奎 邵海 叶自欢 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3505-3512,共8页

采用散体充填法的矿山,由于充填体无法直接暴露,阶段矿柱回采临界厚度的保留成为残矿回收的突出难题。基于传统弹性梁理论,结合实际情况,将阶段矿柱简化为均布载荷下两端固定的弹性梁力学模型,推导了其弹性应力解,揭示了x?是阶段矿柱上... 采用散体充填法的矿山,由于充填体无法直接暴露,阶段矿柱回采临界厚度的保留成为残矿回收的突出难题。基于传统弹性梁理论,结合实际情况,将阶段矿柱简化为均布载荷下两端固定的弹性梁力学模型,推导了其弹性应力解,揭示了x?是阶段矿柱上采过程的第1破坏应力。理论分析表明:影响矿柱上采顶板临界厚度的主要因素为:散体载荷、回采跨度和岩体抗拉强度。利用FLAC3D完成了多因素组合影响阶段矿柱上采过程数值模拟正交试验,分析了单一影响因素与顶板临界厚度的关系,利用多元非线性回归的数学方法,建立了上采过程三因素组合影响下阶段矿柱临界厚度数学预测公式。最终,实现了散体介质下阶段矿柱上采临界厚度的预测。结合凤凰山铜矿-240 m阶段矿柱回采实际,表明了该预测公式的适用性。 展开更多

关键词 散体介质 临界厚度 弹性梁 正交试验 多元非线性回归

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条形基础作用下粗粒土地基沉降计算改进方法 被引量：1

18

作者 贺敏 郭卡都 +1 位作者 曹文贵 欧蔓丽 《人民长江》 北大核心 2023年第10期170-176,共7页

目前,工程中普遍采用规范法和分层总和法计算粗粒土地基沉降量,然而,上述方法是基于连续介质理论建立的,与工程实际存在差异,其结果也存在一定误差。针对这些不足,考虑粗粒土地基散体介质特征,建立了求解条形均布荷载作用下粗粒土地基... 目前,工程中普遍采用规范法和分层总和法计算粗粒土地基沉降量,然而,上述方法是基于连续介质理论建立的,与工程实际存在差异,其结果也存在一定误差。针对这些不足,考虑粗粒土地基散体介质特征,建立了求解条形均布荷载作用下粗粒土地基附加应力的解析方法;基于孔隙介质力学理论,建立了变形力学参数随地基变形呈非线性变化的参数计算模型;在此基础上,提出了适用于粗粒土地基沉降量计算的分层总和改进方法。分别采用规范法、分层总和法和提出的改进方法计算某实例沉降量,并与试验监测值进行对比分析。结果表明,建立的条形基础作用下粗粒土地基沉降计算改进方法更接近试验监测值,表明方法具有合理性和可行性。 展开更多

关键词 地基沉降 条形基础 散体介质特征 分层总和法

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