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交通荷载下软土复合地基海底沉管隧道动力响应特性分析
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作者 王祥秋 冯天俊 刘旭光 《中国港湾建设》 2024年第11期7-12,共6页
以港珠澳大桥沉管隧道管节为研究对象,利用MIDAS GTS NX软件建立三维动力有限元模型,采用界面单元模拟管节接头,通过施加重载车辆模拟振动荷载,对沉管隧道管节以及高压旋喷桩软土复合地基的动力响应特性进行分析。研究结果表明:车辆振... 以港珠澳大桥沉管隧道管节为研究对象,利用MIDAS GTS NX软件建立三维动力有限元模型,采用界面单元模拟管节接头,通过施加重载车辆模拟振动荷载,对沉管隧道管节以及高压旋喷桩软土复合地基的动力响应特性进行分析。研究结果表明:车辆振动荷载可诱发海底沉管隧道管节及其复合地基产生明显的环境振动效应。当120级挂车以80 km/h的运行速度通过海底沉管隧道时,在沉管隧道管节接头处产生的最大竖向位移量达3.21 mm,最大加速度峰值达17.77 mm/s^(2);高压旋喷桩复合地基顶面最大位移达1.98 mm,加速度峰值达2.38 mm/s^(2)。沉管隧道管节接头处加速度振动级达81.9 d B,重载车辆运行对软土复合地基海底沉管隧道动力稳定性的影响不可忽视。 展开更多
关键词 沉管隧道 软土复合地基 交通荷载 动力响应特性 有限元模拟
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湍流风场下三风机气动功率优化
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作者 陈康 王蔚源 涂佳黄 《南方能源建设》 2025年第1期177-188,共12页
[目的]在全球能源结构转型和气候变化应对的大背景下,风能作为清洁、可再生的能源之一,其利用效率的优化已成为当前能源领域研究的重点。为减小因风机间尾流效应对风电场输出功率的影响,提高风电场效率,对风机进行合理布局是很有必要的... [目的]在全球能源结构转型和气候变化应对的大背景下,风能作为清洁、可再生的能源之一,其利用效率的优化已成为当前能源领域研究的重点。为减小因风机间尾流效应对风电场输出功率的影响,提高风电场效率,对风机进行合理布局是很有必要的。[方法]运用Fast Farm模拟技术,分别研究了串列以及错列布置下随着风机间间距的改变对于湍流风场中3台NREL 5 MW风机输出功率及功率提升率的变化情况。[结果]当风机间间距增大时,可以明显提升后排风机的输出功率,但其提升程度有所不同,其中,当风机纵向间距由5D增加到6D及10D增加到11D时,可使风电场发电量得到较大提升;对于风机间横向间距在合理取值范围内,可使得风电场布局达到最优。[结论]文章对风机间间距进行了较为详细的划分,通过不同工况下对风电场功率影响程度分析可知在串列及错列条件下对于风机的优化布局存在差异,为风电场的布局优化提供了一定的参考。 展开更多
关键词 湍流风 三风机 最优布局 风机间距 功率提升率
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盾构渣土固化土的边坡稳定性分析
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作者 刘泾濒 刘非凡 +3 位作者 何冲 郑晓强 雷国平 莫烨强 《广东土木与建筑》 2025年第1期61-63,96,共4页
盾构隧道施工过程中会产生大量高含水率渣土,其中部分经固化处理后在消纳场堆积,针对其边坡稳定性问题展开研究。已有对渣土固化土的三轴剪切试验显示该类固化土的应力应变曲线具有明显的应变软化特征,采用应变软化Mohr-Coulomb本构模... 盾构隧道施工过程中会产生大量高含水率渣土,其中部分经固化处理后在消纳场堆积,针对其边坡稳定性问题展开研究。已有对渣土固化土的三轴剪切试验显示该类固化土的应力应变曲线具有明显的应变软化特征,采用应变软化Mohr-Coulomb本构模型对其进行建模。边坡的稳定性系数计算采用强度折减法,其中对强度参数随塑性应变的软化关系采用了整体同步折减的处理方法,计算显示边坡的破坏滑动面受强度参数与本构模型的影响较大。对边坡坡率、排水条件、强度参数等因素对边坡稳定性系数的影响进行了参数分析,结果显示增大坡率和边坡饱和程度均明显降低边坡安全系数,考虑土体应变软化得到的边坡安全系数处于直接采用峰值和残余土体强度两种情况之间。采用文章方法有利于准确预测渣土固化土边坡的安全系数和破坏滑动面位置。 展开更多
关键词 盾构渣土 固化土 应变软化 边坡稳定性系数 滑动面
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基坑开挖导致邻近既有隧道变形的主动控制研究 被引量:2
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作者 苏栋 张小妹 +2 位作者 张国涛 雷国平 陈湘生 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第4期130-138,共9页
采用有限元分析方法对新型支撑轴力主动控制系统进行了研究,提出了一种支撑轴力设计方法;在对支撑不施加主动轴力的情况下,研究了花岗岩残积土地层中基坑开挖对既有隧道的影响,根据基坑侧边不同位置隧道在基坑开挖作用下的位移划分了基... 采用有限元分析方法对新型支撑轴力主动控制系统进行了研究,提出了一种支撑轴力设计方法;在对支撑不施加主动轴力的情况下,研究了花岗岩残积土地层中基坑开挖对既有隧道的影响,根据基坑侧边不同位置隧道在基坑开挖作用下的位移划分了基坑开挖影响区;基于提出的轴力设计方法,研究了基坑开挖过程中支撑轴力主动控制对既有隧道位移的影响规律;获得了隧道位移控制到预警值10 mm以下的临界控制比,分析了其在不同隧道位置时的分布规律。结果表明:该地层中的影响区范围相对已有研究的影响区更小;隧道位移与地连墙位移的控制比近似呈正比关系;基坑腰部0.6倍挖深位置附近隧道的水平位移需进行最严格的控制,靠近基坑且深度较深的区域通过水平位移控制得到的临界控制比更小,应以隧道水平位移控制为主,而远离基坑且深度较浅的区域应以隧道竖向位移控制为主;花岗岩残积土中的基坑开挖影响区以及对临界控制比的量化研究成果可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 基坑 隧道位移 支撑轴力 主动控制系统
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岩溶地层地铁车站深基坑渗漏灾害成因分析
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作者 王祥秋 陈世超 肖莹萍 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第9期115-120,共6页
[目的]富水岩溶深基坑施工开挖常发生基坑侧壁或底部突涌灾害问题,应针对富水溶洞地层深基坑开挖时的渗流稳定性进行深入研究。[方法]依托佛山地铁3号线中山公园站深基坑开挖工程,对深基坑渗流特性及坑底涌水机理进行深入研究,建立了基... [目的]富水岩溶深基坑施工开挖常发生基坑侧壁或底部突涌灾害问题,应针对富水溶洞地层深基坑开挖时的渗流稳定性进行深入研究。[方法]依托佛山地铁3号线中山公园站深基坑开挖工程,对深基坑渗流特性及坑底涌水机理进行深入研究,建立了基坑-土体-溶洞三维数值模型,采用等效渗透系数法对岩溶-地层渗流场进行耦合模拟。[结果及结论]通过仿真模拟分析,获得了不均匀地层中岩溶区富水程度对基坑渗流场及涌水量的影响规律,阐明了基坑底部土体竖向平均水力坡降演变特性,揭示了该地岩溶区基坑底部突涌水机理,研究结果可为富水岩溶地区深基坑工程的设计与施工提供参考。 展开更多
关键词 地铁车站深基坑 富水岩溶地层 突涌灾害机理 数值模拟
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珠三角地区典型淤泥质土硬化土本构模型参数研究
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作者 王祥秋 罗晓栋 郑土永 《中国港湾建设》 2024年第10期44-50,共7页
为了探讨硬化土本构模型对珠三角地区软土地下工程数值分析的适用性,基于4种不同应力路径三轴试验,分析了本地区典型淤泥质土力学性态及其硬化土本构模型参数的变化规律。研究表明,侧向卸荷及排水条件对淤泥质土硬化土本构模型强度参数c... 为了探讨硬化土本构模型对珠三角地区软土地下工程数值分析的适用性,基于4种不同应力路径三轴试验,分析了本地区典型淤泥质土力学性态及其硬化土本构模型参数的变化规律。研究表明,侧向卸荷及排水条件对淤泥质土硬化土本构模型强度参数c'、φ'值以及刚度参数E_(50)^(rd)、E_(ur)^(rd)和m影响显著,但对破坏比R_(f)的影响较小。对于固结不排水侧向卸荷条件,珠三角地区典型淤泥质土硬化土本构模型主要参数为:参考割线模量E_(50)^(ref)为2.34MPa,参考切线模量E_(oed)^(ref)为1.59MPa,参考加-卸载模量E_(ur)^(ref)为11.67MPa,破坏应力比R_(f)为0.98,刚度应力水平相关幂指数m为1.84;其中:E_(50)^(ref)约为E_(ord)^(ref)的1.47倍,E_(ur)^(ref)约为E_(ord)^(ref)的7.34倍。珠三角地区某软土深基坑工程实践证明,硬化土本构模型适用于模拟该地区软土力学性态。 展开更多
关键词 硬化土本构模型 应力路径 排水条件 模型参数
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考虑桩身材料非线性的微型抗滑桩计算p-y法
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作者 雷国平 吴泽雄 +2 位作者 苏栋 莫烨强 程马遥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期337-348,共12页
微型桩在土质滑坡中主要通过在滑动面附近发生较大的弯曲变形来产生抗滑作用,对其进行计算时应考虑桩身材料塑性变形带来的抗弯刚度变化。在对微型桩弯曲特性进行研究的基础上,提出了一种计算高效的微型抗滑桩计算p-y法。以钢管混凝土... 微型桩在土质滑坡中主要通过在滑动面附近发生较大的弯曲变形来产生抗滑作用,对其进行计算时应考虑桩身材料塑性变形带来的抗弯刚度变化。在对微型桩弯曲特性进行研究的基础上,提出了一种计算高效的微型抗滑桩计算p-y法。以钢管混凝土微型桩为例,通过精细化有限元数值模拟研究其非线性弯矩-曲率关系,根据截面应力分布和塑性应变的发展规律将其分为弹性、弹塑性和强化三阶段,并采用三段式方程建模。在横向受荷桩计算p-y法的基础上推导了考虑非线性弯矩-曲率关系的桩变形增量微分方程,采用增量法并在增量步中实时更新抗弯刚度,可快速求解桩在滑坡作用下的全过程响应。采用有限元数值模拟和极限分析法对所提方法进行了验证。参数分析显示:土体极限抗力和桩抗弯强度对桩响应的影响较大,更高的土体极限抗力使微型桩更容易达到破坏状态,且破坏位置更加向滑动面集中,而更高的桩抗弯强度则使桩的破坏相对远离滑动面,调动更大范围的土体抗力,但同时也增加了达到破坏状态所需的土体位移。所提出的p-y法以及相应的分析过程可应用于微型抗滑桩的优化设计。 展开更多
关键词 微型抗滑桩 p-y法 材料非线性 弯矩-曲率关系 极限抗滑力
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多排微型抗滑桩极限抗滑力的数值模拟研究
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作者 吴泽雄 雷国平 +4 位作者 张院生 苏栋 杨伟鸿 马华 程马遥 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第6期171-181,共11页
对多排微型桩群在土体水平位移作用下的响应开展数值模拟研究,微型桩的建模充分考虑了其塑性变形的特性,并通过对已有的桩抗弯试验建立精细化有限元模型获得了桩体参数。在分析微型抗滑桩响应的基础上,推导了适用于微型抗滑桩的简化极... 对多排微型桩群在土体水平位移作用下的响应开展数值模拟研究,微型桩的建模充分考虑了其塑性变形的特性,并通过对已有的桩抗弯试验建立精细化有限元模型获得了桩体参数。在分析微型抗滑桩响应的基础上,推导了适用于微型抗滑桩的简化极限抗滑力计算公式,研究了微型桩排距和滑动面摩擦因数的影响。结果表明:多排桩能调动相对单排桩更大深度范围的桩土相互作用,结构整体刚度更高,但同时群桩效应降低了桩土相互作用力,多排桩中单桩抗滑力仅为单排桩情况下的50%~70%;滑动面摩擦因数对多排桩的影响大于单排桩,增加该系数明显降低了桩土相互作用力,提高了桩的影响深度范围,导致抗滑力降低;增大排距可整体上提高多排微型桩的抗滑力,当排距小于7倍桩径时,增大排距主要降低了桩的影响深度范围,而当排距大于7倍桩径时,则主要是通过改变桩土相互作用力的分布来增加抗滑力;所提出的桩抗滑承载力计算公式较好地反映了微型桩的受力特征,具有进一步研究和推广的价值。 展开更多
关键词 微型抗滑桩 多排桩 弯曲破坏 极限抗滑力 桩排距
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耦合激发炉渣基水泥净浆力学性能研究
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作者 赵灿濠 李犇 +2 位作者 徐虎 张雨 厉凯航 《材料研究与应用》 CAS 2024年第5期841-848,共8页
炉渣是煤炭燃烧后产生的残留物,大量堆放不仅占用土地资源,还对环境造成负面影响。炉渣富含二氧化硅和氧化铝等活性物质,常被用作矿物掺合料以改善混凝土性能。然而,炉渣基胶凝材料的研究仍然处于起步阶段,尤其在激发机制、力学性能影... 炉渣是煤炭燃烧后产生的残留物,大量堆放不仅占用土地资源,还对环境造成负面影响。炉渣富含二氧化硅和氧化铝等活性物质,常被用作矿物掺合料以改善混凝土性能。然而,炉渣基胶凝材料的研究仍然处于起步阶段,尤其在激发机制、力学性能影响因素及微观结构演变规律等方向研究相对缺少。重点分析了机械-化学耦合激发作用下炉渣基水泥净浆的力学性能及微观结构演变规律。首先,研究了研磨参数对炉渣粒径分布的影响;然后,探讨了耦合激发参数及养护龄期等因素对炉渣基水泥净浆的抗压和抗折强度及其力学活性的影响;最后,通过SEM、XRD、FTIR等微观表征手段分析了炉渣基水泥净浆的水化产物、官能团和微观结构的变化以期揭示耦合激发途径对炉渣基水泥净浆力学性能的影响机制。结果表明,在最佳的耦合激发条件下,炉渣基水泥净浆在标准养护28 d后,抗折和抗压强度分别比水泥净浆(基准组)提升了19.8%和29.1%,Ⅰ型和Ⅱ型C-S-H凝胶物相含量分别比基准组增加了71.4%和58.3%。最佳激发条件为球料比18:1、球磨时间20 min、碱激发剂总掺量1.5%、Ca(OH)_(2)与Na_(2)(SO)_(4)的摩尔比2:3。耦合激发后的炉渣促进了水泥基材料的水化反应,生成了更多的C-S-H凝胶并形成致密的微观组织结构,有效提升了炉渣的力学活性和再生利用率。本研究为制备低碳环保的可持续胶凝材料提供了新的思路和方法。 展开更多
关键词 炉渣 水泥净浆 机械研磨 耦合激发 力学性能 微观结构 粒径分布 活性
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花岗岩石粉作为水泥替代材料的应用研究
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作者 曾信乐 王英涛 《江苏建材》 2025年第2期12-14,共3页
研究了花岗岩石粉作为水泥替代材料在混凝土中的应用效果。通过梯度替代实验,分析了不同替代率对混凝土抗压强度的影响。方法上,采用逐步增加石粉替代率的方式,并探究了钢纤维掺入后的强度提升效果。结果表明,随着石粉替代率的提升,混... 研究了花岗岩石粉作为水泥替代材料在混凝土中的应用效果。通过梯度替代实验,分析了不同替代率对混凝土抗压强度的影响。方法上,采用逐步增加石粉替代率的方式,并探究了钢纤维掺入后的强度提升效果。结果表明,随着石粉替代率的提升,混凝土抗压强度显著降低,且在一定量钢纤维的加入对强度提升作用有限。基于数据,初步建立了石粉替代率与抗压强度间的线性关系模型,为花岗岩石粉在混凝土中的实际应用提供了量化参考和科学依据。 展开更多
关键词 花岗岩石粉 混凝土 替代率 抗压强度 线性回归
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