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题名法向应力对仿生鳞片钢板-土界面剪切特性影响
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作者
马永安
赵继鹏
李大勇
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机构
中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院
中国石油大学(华东)海洋能源岩土工程山东省工程研究中心
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出处
《人民长江》
北大核心
2025年第5期169-174,194,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(52371301)。
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文摘
为了提高海洋工程中吸力基础的沉贯及承载性能,提出了一种新型仿生蛇腹鳞片的钢板结构。通过改进传统界面直剪仪器,对连续性布置的鳞片钢板结构分别在砂土和黏土中沿着鳞片的颅向、尾向开展界面剪切试验,揭示不同法向应力下鳞片钢板结构与土体之间的峰值剪切应力和残余摩擦角变化规律。结果表明:①在砂土和黏土中沿颅向的峰值剪切应力比沿尾向的峰值剪切应力分别增加约14%~65%和5%~86%。②法向应力达50 kPa时,砂土中鳞片界面的峰值剪切强度比光滑界面提高62.41%。③在黏土中随着固结压力的增大及法向应力的增加,当剪切方向由尾向变为颅向时,界面峰值剪切强度和残余应力增大,黏土剪切存在应变软化现象。④黏土中鳞片与光滑钢板结构的界面峰值摩擦角和残余摩擦角存在较大差异,但是剪切方向对其影响很小。⑤为了实现沉贯减阻效果,需要弱化土颗粒之间的剪切效应,所以鳞片式吸力基础外侧壁应该采取间隔设置鳞片的方式。相关成果对海洋和水利工程中的各类桩基础设计具有参考价值。
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关键词
吸力式基础
鳞片式钢板结构
剪切应力
砂土
黏土
摩擦角
海上风电
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Keywords
suction foundation
bionic scaled-steel plate
shear stress
sandy soil
clay
friction angle
marine wind farm
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分类号
TM614
[电气工程—电力系统及自动化]
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