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超重力离心模型试验土体弹性波速监测与表征
被引量:
3
1
作者
周燕国
摄宇
+2 位作者
陈捷
詹良通
陈云敏
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期90-96,121,共8页
压电陶瓷传感器在岩土体弹性波速测试方面具有独特的优势,已在常重力工况下得到了较多的应用。文章针对离心机模型试验的超重力环境对弹性波速测试所提出的严苛要求,研发压电弯曲元和压电压缩元传感器及相应的弹性波速测试技术,主要包...
压电陶瓷传感器在岩土体弹性波速测试方面具有独特的优势,已在常重力工况下得到了较多的应用。文章针对离心机模型试验的超重力环境对弹性波速测试所提出的严苛要求,研发压电弯曲元和压电压缩元传感器及相应的弹性波速测试技术,主要包括传感器微型化和高频响性能设计,电磁屏蔽和防水接地技术,接收信号的快速叠加和带通滤波处理方法,以及时域初达波法确定接收信号到达时间等。在60g离心加速度下开展一组水平黄土场地的超重力模型试验,重现降雨入渗过程中模型场地土体的软化过程,并利用所研发的弯曲元和压缩元实时监测土体的剪切波速和压缩波速。结合TDR技术监测到的土体密实度,获得土体剪切模量、杨氏模量和泊松比等弹性参数随着土体软化的变化过程,实现超重力环境下模型土体弹性参数的实时监测与表征。
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关键词
超
重力
离心
模型试验
压电弯曲元
压电压缩元
剪切波速
压缩波速
弹性参数
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职称材料
饱和砂土液化刚度变化规律预测与离心模型试验观测
2
作者
周燕国
周致亮
摄宇
《地基处理》
2024年第6期540-546,共7页
土体的剪切模量是地基处理质检的主要力学指标之一。饱和砂土地基在地震作用下发生超静孔压上升和液化的现象,导致土体的剪切模量和地基承载力降低,震后随着孔压消散而逐渐恢复。这种地震液化过程中土体模量的变化对认识地基动力响应规...
土体的剪切模量是地基处理质检的主要力学指标之一。饱和砂土地基在地震作用下发生超静孔压上升和液化的现象,导致土体的剪切模量和地基承载力降低,震后随着孔压消散而逐渐恢复。这种地震液化过程中土体模量的变化对认识地基动力响应规律和评价地基承载力及变形具有重要意义,但在实际工程场地中很难被直接观测到。首先,本文在忽略振动引起土体结构性变化的假设下,根据有效应力原理和Hardin公式提出了饱和软弱土振动液化过程中小应变剪切模量预测方法;其次,开展了一组倾斜饱和砂土场地超重力振动台模型试验,监测了振动过程中模型地基的加速度、超静孔压和地表沉降响应,并利用高速相机和压电弯曲元波速测试系统实时采集砂土振动液化过程中的剪切波动信号,采用视频分帧识别技术获得不同时刻的剪切波速。研究表明,本文方法的剪切波速预测值与压电弯曲元实测值基本一致,振动过程中的饱和砂土小应变剪切模量随着超静孔压的累积而降低,振后又随孔压消散而逐渐恢复。本文研究可为振动作用下饱和软弱地基的刚度监测和检测提供科学依据。
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关键词
超
重力
离心
模型试验
压电弯曲元
剪切波速
小应变剪切模量
实时监测
质检
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职称材料
非挤土桩对于砂土地层地震液化的影响机制研究
3
作者
王瑞
张雪东
+1 位作者
孙锐
宋建正
《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》
北大核心
2024年第3期261-269,共9页
如何通过工程措施实现地基抗液化能力的有效提升,是岩土工程领域近年来研究的热点问题之一。非挤土桩作为地基处理的常用措施,其加固后地层的抗液化能力能否得到提升,在学术界还存在着一定争议,主要原因是其对于砂层地震液化的影响机制...
如何通过工程措施实现地基抗液化能力的有效提升,是岩土工程领域近年来研究的热点问题之一。非挤土桩作为地基处理的常用措施,其加固后地层的抗液化能力能否得到提升,在学术界还存在着一定争议,主要原因是其对于砂层地震液化的影响机制尚未明确。针对该问题,本文开展了干砂及饱和砂土原状场地与非挤土桩加固场地的超重力模型试验,通过对比不同试验中地层的动力响应与超静孔隙水压力的发生发展规律,首次发现非挤土桩对于地层的作用机制并非仅有“刚度效应”,还有因振动过程中桩-土变形不协调而产生的附加作用力,该作用力将显著提升浅层土体的应力及应变水平,加大其液化的可能性,且随着埋深增加,该附加作用力逐渐变小,“刚度效应”将逐渐占据主导地位,相关研究成果可为进一步揭示非挤土桩抗震加固机理、评估其加固效果提供一定的基础和支撑。
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关键词
非挤土桩
砂土液化
刚度效应
变形协调
超重力模型试验
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职称材料
振动作用下碎石桩复合地基渗流理论分析与物理模拟
被引量:
3
4
作者
刘凯
周燕国
+1 位作者
孙政波
陈云敏
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期1742-1750,共9页
碎石桩技术是常用的抗液化处理措施之一。在地震荷载作用时,由于桩体材料比桩间土渗透性更高,能够加快地基土体超静孔压的消散从而部分或完全消除地基的液化可能性。首先将单根碎石桩及其影响范围的地基土当做一个表征体元,将碎石桩影...
碎石桩技术是常用的抗液化处理措施之一。在地震荷载作用时,由于桩体材料比桩间土渗透性更高,能够加快地基土体超静孔压的消散从而部分或完全消除地基的液化可能性。首先将单根碎石桩及其影响范围的地基土当做一个表征体元,将碎石桩影响边界处的孔压作为已知条件,基于已有解析解推导了碎石桩复合地基竖向和水平向渗流的计算表达式。并开展了一组碎石桩处理地基超重力振动台模型试验,用提出的碎石桩复合地基径竖向渗流解得到总渗流量,并基于地基土体的体积守恒关系得到计算沉降值,与试验结果吻合,从而验证了提出的碎石桩复合地基渗流计算公式的正确性。进一步基于所推导的渗流计算表达式,分析了本次超重力振动台模型试验碎石桩复合地基水平向和竖向渗流演化规律。
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关键词
碎石桩复合地基
振动荷载
解析解
渗流排水
超重力模型试验
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职称材料
离心机非连续转机对阻隔墙内污染物运移影响的数值模拟研究
5
作者
曹林峰
李育超
黄博
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S02期76-82,共7页
土-膨润土竖向阻隔墙广泛应用于场地管控和修复工程。正确评估阻隔墙的服役寿命,成为阻隔墙设计的关键。使用现场试验评估阻隔墙的长期服役性能往往需要数十年,而使用超重力模型试验能够将试验周期大大缩短。在高离心加速度下,土工离心...
土-膨润土竖向阻隔墙广泛应用于场地管控和修复工程。正确评估阻隔墙的服役寿命,成为阻隔墙设计的关键。使用现场试验评估阻隔墙的长期服役性能往往需要数十年,而使用超重力模型试验能够将试验周期大大缩短。在高离心加速度下,土工离心机无法长时间工作,为解决该问题本文提出采用非连续转机的方法来模拟污染物长时间的运移。在非连续转机情况下,污染物的运移发生了变化,为正确评估阻隔墙的服役寿命,建立了一个数值模型来模拟污染物在离心加速度周期性变化下的运移行为。研究结果表明:①采用有效转机时长作为非连续转机情况下污染物运移的时间,则阻隔墙的服役寿命将低于连续转机。②离心机停机时,阻隔墙内污染物运移速度降低有限,污染物运移以扩散为主。③阻隔墙的服役寿命随离心机转机间隔的增大而减少。
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关键词
阻隔墙
超重力模型试验
非连续转机
数值
模型
服役寿命
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职称材料
题名
超重力离心模型试验土体弹性波速监测与表征
被引量:
3
1
作者
周燕国
摄宇
陈捷
詹良通
陈云敏
机构
浙江大学岩土工程研究所
浙江绿城房地产投资有限公司
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期90-96,121,共8页
基金
国家自然科学基金(51988101,51578501,51778573,51978613)
高等学校学科创新引智计划(B18047)。
文摘
压电陶瓷传感器在岩土体弹性波速测试方面具有独特的优势,已在常重力工况下得到了较多的应用。文章针对离心机模型试验的超重力环境对弹性波速测试所提出的严苛要求,研发压电弯曲元和压电压缩元传感器及相应的弹性波速测试技术,主要包括传感器微型化和高频响性能设计,电磁屏蔽和防水接地技术,接收信号的快速叠加和带通滤波处理方法,以及时域初达波法确定接收信号到达时间等。在60g离心加速度下开展一组水平黄土场地的超重力模型试验,重现降雨入渗过程中模型场地土体的软化过程,并利用所研发的弯曲元和压缩元实时监测土体的剪切波速和压缩波速。结合TDR技术监测到的土体密实度,获得土体剪切模量、杨氏模量和泊松比等弹性参数随着土体软化的变化过程,实现超重力环境下模型土体弹性参数的实时监测与表征。
关键词
超
重力
离心
模型试验
压电弯曲元
压电压缩元
剪切波速
压缩波速
弹性参数
Keywords
hypergravity centrifuge model tests
piezoelectric bender element
piezoelectric bending disk
shear wave velocity
compressive wave velocity
elastic parameters
分类号
TU411.8 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
饱和砂土液化刚度变化规律预测与离心模型试验观测
2
作者
周燕国
周致亮
摄宇
机构
浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室
中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
出处
《地基处理》
2024年第6期540-546,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51988101,52278374)
高等学校学科创新引智计划(B18047)。
文摘
土体的剪切模量是地基处理质检的主要力学指标之一。饱和砂土地基在地震作用下发生超静孔压上升和液化的现象,导致土体的剪切模量和地基承载力降低,震后随着孔压消散而逐渐恢复。这种地震液化过程中土体模量的变化对认识地基动力响应规律和评价地基承载力及变形具有重要意义,但在实际工程场地中很难被直接观测到。首先,本文在忽略振动引起土体结构性变化的假设下,根据有效应力原理和Hardin公式提出了饱和软弱土振动液化过程中小应变剪切模量预测方法;其次,开展了一组倾斜饱和砂土场地超重力振动台模型试验,监测了振动过程中模型地基的加速度、超静孔压和地表沉降响应,并利用高速相机和压电弯曲元波速测试系统实时采集砂土振动液化过程中的剪切波动信号,采用视频分帧识别技术获得不同时刻的剪切波速。研究表明,本文方法的剪切波速预测值与压电弯曲元实测值基本一致,振动过程中的饱和砂土小应变剪切模量随着超静孔压的累积而降低,振后又随孔压消散而逐渐恢复。本文研究可为振动作用下饱和软弱地基的刚度监测和检测提供科学依据。
关键词
超
重力
离心
模型试验
压电弯曲元
剪切波速
小应变剪切模量
实时监测
质检
Keywords
hypergravity centrifugal model test
piezoelectric bender element
shear wave velocity
small-strain shear modulus
real-time monitoring
quality check
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
非挤土桩对于砂土地层地震液化的影响机制研究
3
作者
王瑞
张雪东
孙锐
宋建正
机构
中国水利水电科学研究院
出处
《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》
北大核心
2024年第3期261-269,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52078212)。
文摘
如何通过工程措施实现地基抗液化能力的有效提升,是岩土工程领域近年来研究的热点问题之一。非挤土桩作为地基处理的常用措施,其加固后地层的抗液化能力能否得到提升,在学术界还存在着一定争议,主要原因是其对于砂层地震液化的影响机制尚未明确。针对该问题,本文开展了干砂及饱和砂土原状场地与非挤土桩加固场地的超重力模型试验,通过对比不同试验中地层的动力响应与超静孔隙水压力的发生发展规律,首次发现非挤土桩对于地层的作用机制并非仅有“刚度效应”,还有因振动过程中桩-土变形不协调而产生的附加作用力,该作用力将显著提升浅层土体的应力及应变水平,加大其液化的可能性,且随着埋深增加,该附加作用力逐渐变小,“刚度效应”将逐渐占据主导地位,相关研究成果可为进一步揭示非挤土桩抗震加固机理、评估其加固效果提供一定的基础和支撑。
关键词
非挤土桩
砂土液化
刚度效应
变形协调
超重力模型试验
Keywords
non-squeezing pile
sand liquefaction
stiffness effect
deformation coordination
geotechnical centrifuge model test
分类号
TU473 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
振动作用下碎石桩复合地基渗流理论分析与物理模拟
被引量:
3
4
作者
刘凯
周燕国
孙政波
陈云敏
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
浙江省建筑设计研究院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期1742-1750,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51988101,51578501,51778573,51978613)
高等学校学科创新引智计划项目(B18047)。
文摘
碎石桩技术是常用的抗液化处理措施之一。在地震荷载作用时,由于桩体材料比桩间土渗透性更高,能够加快地基土体超静孔压的消散从而部分或完全消除地基的液化可能性。首先将单根碎石桩及其影响范围的地基土当做一个表征体元,将碎石桩影响边界处的孔压作为已知条件,基于已有解析解推导了碎石桩复合地基竖向和水平向渗流的计算表达式。并开展了一组碎石桩处理地基超重力振动台模型试验,用提出的碎石桩复合地基径竖向渗流解得到总渗流量,并基于地基土体的体积守恒关系得到计算沉降值,与试验结果吻合,从而验证了提出的碎石桩复合地基渗流计算公式的正确性。进一步基于所推导的渗流计算表达式,分析了本次超重力振动台模型试验碎石桩复合地基水平向和竖向渗流演化规律。
关键词
碎石桩复合地基
振动荷载
解析解
渗流排水
超重力模型试验
Keywords
stone column-improved ground
shaking loading
analytical solution
water drainage
hypergravity physical modeling
分类号
TU435 [建筑科学—岩土工程]
TU411 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
离心机非连续转机对阻隔墙内污染物运移影响的数值模拟研究
5
作者
曹林峰
李育超
黄博
机构
浙江大学岩土工程研究所/超重力研究中心
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S02期76-82,共7页
基金
国家重点研发计划课题(2018YFC1802304)
国家自然科学基金项目(51988101)
浙江省自然科学基金项目(LCZ19E080002)
文摘
土-膨润土竖向阻隔墙广泛应用于场地管控和修复工程。正确评估阻隔墙的服役寿命,成为阻隔墙设计的关键。使用现场试验评估阻隔墙的长期服役性能往往需要数十年,而使用超重力模型试验能够将试验周期大大缩短。在高离心加速度下,土工离心机无法长时间工作,为解决该问题本文提出采用非连续转机的方法来模拟污染物长时间的运移。在非连续转机情况下,污染物的运移发生了变化,为正确评估阻隔墙的服役寿命,建立了一个数值模型来模拟污染物在离心加速度周期性变化下的运移行为。研究结果表明:①采用有效转机时长作为非连续转机情况下污染物运移的时间,则阻隔墙的服役寿命将低于连续转机。②离心机停机时,阻隔墙内污染物运移速度降低有限,污染物运移以扩散为主。③阻隔墙的服役寿命随离心机转机间隔的增大而减少。
关键词
阻隔墙
超重力模型试验
非连续转机
数值
模型
服役寿命
Keywords
cutoff wall
centrifugal model test
discontinuous centrifugation
numerical model
service life
分类号
TU435 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
超重力离心模型试验土体弹性波速监测与表征
周燕国
摄宇
陈捷
詹良通
陈云敏
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
3
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职称材料
2
饱和砂土液化刚度变化规律预测与离心模型试验观测
周燕国
周致亮
摄宇
《地基处理》
2024
0
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职称材料
3
非挤土桩对于砂土地层地震液化的影响机制研究
王瑞
张雪东
孙锐
宋建正
《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》
北大核心
2024
0
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职称材料
4
振动作用下碎石桩复合地基渗流理论分析与物理模拟
刘凯
周燕国
孙政波
陈云敏
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
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职称材料
5
离心机非连续转机对阻隔墙内污染物运移影响的数值模拟研究
曹林峰
李育超
黄博
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
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