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盾构开挖面泥水劈裂离心模型试验相似性分析及验证
1
作者
罗维平
李福豪
+1 位作者
袁大军
朱合华
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期1919-1927,共9页
土工离心试验能够在小比尺模型中还原真实的应力场,为探明盾构开挖面泥水劈裂现象提供了一种有效的研究手段。盾构泥水劈裂涉及土体、泥水、隧道等多方面因素的相互作用,尤其多种流体的存在使得模型试验中量纲分析、试验参数缩放和数据...
土工离心试验能够在小比尺模型中还原真实的应力场,为探明盾构开挖面泥水劈裂现象提供了一种有效的研究手段。盾构泥水劈裂涉及土体、泥水、隧道等多方面因素的相互作用,尤其多种流体的存在使得模型试验中量纲分析、试验参数缩放和数据解释更加复杂化,如何确定合理的相似比例是泥水劈裂离心模型试验成功的关键前提。在阐明盾构泥水劈裂基本物理过程的基础上,提出了基于无量纲数的模型试验相似性分析方法,通过Butterfield量纲分析法建立了应用于土工离心机模拟盾构泥水劈裂的“隧道-土-泥水”系统相似性试验设计体系。该体系从尺寸、材料、无量纲数、时间等多方面保障了模型系统与原型系统的相似性,从而可以准确还原真实的盾构泥水劈裂物理过程。最后,通过开展盾构开挖面泥水劈裂离心模型试验,进一步验证本文提出的相似性准则。研究结果对泥水劈裂物理模拟的相似性分析具有一定的参考意义。
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关键词
相似性分析
泥水劈裂
离心模型试验
无量纲数
盾构开挖面
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职称材料
毛细导水布料排水性能及孔隙结构试验研究
被引量:
3
2
作者
于策
李旭
+2 位作者
吴永康
魏少伟
蔡德钩
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2022年第5期1494-1503,共10页
本文选取了5种具有毛细导水特性的布料进行了水中的排水试验、土中的排水试验、毛细上升试验以及核磁共振试验,对其排水性能和孔隙结构进行系统研究。旨在揭示其毛细吸水排水性能的机制,为寻找或生产出能够应用到我国一些含水率较高的...
本文选取了5种具有毛细导水特性的布料进行了水中的排水试验、土中的排水试验、毛细上升试验以及核磁共振试验,对其排水性能和孔隙结构进行系统研究。旨在揭示其毛细吸水排水性能的机制,为寻找或生产出能够应用到我国一些含水率较高的非饱和土地区的土工材料做参考。结果表明,毛细导水材料在非饱和土中具有良好的排水效果,能够一定程度上提高非饱和土的排水速率。毛细导水材料在水中的排水试验表明,各材料的排水效果受毛细上升距离和空气相对湿度的影响。此外,通过对比不同种类的毛细导水材料在土中和水中排水性能的强弱,发现试验布料的排水性能大致可以分为两类:COOLPASS、COOLMAX和普通网布的排水性能最好,而SHCOOL和COOLPLUS的性能稍弱。通过核磁共振试验测得COOLPASS、COOLMAX和普通网布的孔隙大小约为53.4μm,SHCOOL和COOLPLUS的孔隙大小约为37.8μm。布料吸排水的强弱与其孔径大小及孔隙分布特征有关,综合考虑毛细导水材料毛细吸水和蒸发排水的两个过程,发现孔径较大且孔隙分布特征表现为稀疏的普通网布材料在非饱和土中的排水效果最佳,相同条件下比未设置毛细导水布料的土样含水率多降低了2.19%。在毛细上升高度试验中,COOLMAX的毛细上升高度最大,表明毛细导水材料的吸水能力与其孔隙分布特征有关,孔隙分布越密集,其吸水能力越强。
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关键词
毛细导水
吸水排水
非饱和土
孔隙结构
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职称材料
压实度对宽级配土水力特性的影响研究
被引量:
8
3
作者
刘丽
吴羊
+1 位作者
李旭
赵煜鑫
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期2545-2555,共11页
宽级配土是修建土石坝心墙和堤防的良好填料,其水力特性决定了土石坝心墙和堤防的防渗性能。对于给定级配的土体,压实度是其水力特性的主控因素。首先通过室内试验测量压实度对宽级配土水力特性的影响规律,然后通过数据分析,建立了考虑...
宽级配土是修建土石坝心墙和堤防的良好填料,其水力特性决定了土石坝心墙和堤防的防渗性能。对于给定级配的土体,压实度是其水力特性的主控因素。首先通过室内试验测量压实度对宽级配土水力特性的影响规律,然后通过数据分析,建立了考虑压实度影响的水力特性模型。研究结果表明:土体压实度越高,颗粒间的大孔隙越少,土体进气值越高,饱和渗透系数越低;提出了一个考虑结合水含量的修正渗透吸力计算公式,可以很好地描述风干土的渗透吸力随含水率的变化规律;土体进气值和压实度在半对数坐标系上呈线性关系;土体饱和渗透系数和干密度在半对数坐标系上呈线性关系;回归了进气值、饱和渗透系数、非饱和渗透系数与压实度之间的经验模型,建立了针对宽级配土整个土-水力学特征曲线影响的经验计算公式,具有一定的普适性。
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关键词
非饱和土
压实度
土-水特征曲线(SWCC)
饱和渗透系数
渗透系数函数
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职称材料
题名
盾构开挖面泥水劈裂离心模型试验相似性分析及验证
1
作者
罗维平
李福豪
袁大军
朱合华
机构
北京交通大学城市地下工程教育部重点试验室
同济
大学
地下
建筑与
工程
系
新加坡国立
大学
土木与环境
工程
学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期1919-1927,共9页
基金
博士后创新人才支持项目(BX20240260)
山东省重点研发项目(2021CXGC010209)
国家自然科学基金面上项目(52278389)。
文摘
土工离心试验能够在小比尺模型中还原真实的应力场,为探明盾构开挖面泥水劈裂现象提供了一种有效的研究手段。盾构泥水劈裂涉及土体、泥水、隧道等多方面因素的相互作用,尤其多种流体的存在使得模型试验中量纲分析、试验参数缩放和数据解释更加复杂化,如何确定合理的相似比例是泥水劈裂离心模型试验成功的关键前提。在阐明盾构泥水劈裂基本物理过程的基础上,提出了基于无量纲数的模型试验相似性分析方法,通过Butterfield量纲分析法建立了应用于土工离心机模拟盾构泥水劈裂的“隧道-土-泥水”系统相似性试验设计体系。该体系从尺寸、材料、无量纲数、时间等多方面保障了模型系统与原型系统的相似性,从而可以准确还原真实的盾构泥水劈裂物理过程。最后,通过开展盾构开挖面泥水劈裂离心模型试验,进一步验证本文提出的相似性准则。研究结果对泥水劈裂物理模拟的相似性分析具有一定的参考意义。
关键词
相似性分析
泥水劈裂
离心模型试验
无量纲数
盾构开挖面
Keywords
similarity analysis
slurry fracturing
centrifuge modelling
dimensionless number
shield tunnel face
分类号
TU41 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
毛细导水布料排水性能及孔隙结构试验研究
被引量:
3
2
作者
于策
李旭
吴永康
魏少伟
蔡德钩
机构
北京交通大学城市地下工程教育部重点试验室
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
出处
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2022年第5期1494-1503,共10页
基金
北京市自然科学基金(资助号:8222028).
文摘
本文选取了5种具有毛细导水特性的布料进行了水中的排水试验、土中的排水试验、毛细上升试验以及核磁共振试验,对其排水性能和孔隙结构进行系统研究。旨在揭示其毛细吸水排水性能的机制,为寻找或生产出能够应用到我国一些含水率较高的非饱和土地区的土工材料做参考。结果表明,毛细导水材料在非饱和土中具有良好的排水效果,能够一定程度上提高非饱和土的排水速率。毛细导水材料在水中的排水试验表明,各材料的排水效果受毛细上升距离和空气相对湿度的影响。此外,通过对比不同种类的毛细导水材料在土中和水中排水性能的强弱,发现试验布料的排水性能大致可以分为两类:COOLPASS、COOLMAX和普通网布的排水性能最好,而SHCOOL和COOLPLUS的性能稍弱。通过核磁共振试验测得COOLPASS、COOLMAX和普通网布的孔隙大小约为53.4μm,SHCOOL和COOLPLUS的孔隙大小约为37.8μm。布料吸排水的强弱与其孔径大小及孔隙分布特征有关,综合考虑毛细导水材料毛细吸水和蒸发排水的两个过程,发现孔径较大且孔隙分布特征表现为稀疏的普通网布材料在非饱和土中的排水效果最佳,相同条件下比未设置毛细导水布料的土样含水率多降低了2.19%。在毛细上升高度试验中,COOLMAX的毛细上升高度最大,表明毛细导水材料的吸水能力与其孔隙分布特征有关,孔隙分布越密集,其吸水能力越强。
关键词
毛细导水
吸水排水
非饱和土
孔隙结构
Keywords
Capillary water conduction
Water absorption and drainage
Unsaturated soil
Pore structure
分类号
P642.3 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
压实度对宽级配土水力特性的影响研究
被引量:
8
3
作者
刘丽
吴羊
李旭
赵煜鑫
机构
北京交通大学城市地下工程教育部重点试验室
中建美国有限公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期2545-2555,共11页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.2020JBM038)
国家自然科学基金面上项目(No.51979002)。
文摘
宽级配土是修建土石坝心墙和堤防的良好填料,其水力特性决定了土石坝心墙和堤防的防渗性能。对于给定级配的土体,压实度是其水力特性的主控因素。首先通过室内试验测量压实度对宽级配土水力特性的影响规律,然后通过数据分析,建立了考虑压实度影响的水力特性模型。研究结果表明:土体压实度越高,颗粒间的大孔隙越少,土体进气值越高,饱和渗透系数越低;提出了一个考虑结合水含量的修正渗透吸力计算公式,可以很好地描述风干土的渗透吸力随含水率的变化规律;土体进气值和压实度在半对数坐标系上呈线性关系;土体饱和渗透系数和干密度在半对数坐标系上呈线性关系;回归了进气值、饱和渗透系数、非饱和渗透系数与压实度之间的经验模型,建立了针对宽级配土整个土-水力学特征曲线影响的经验计算公式,具有一定的普适性。
关键词
非饱和土
压实度
土-水特征曲线(SWCC)
饱和渗透系数
渗透系数函数
Keywords
unsaturated soil
relative compaction
soil-water characteristics curve(SWCC)
saturated permeability coefficient
soil hydraulic conductivity function
分类号
TU411 [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
盾构开挖面泥水劈裂离心模型试验相似性分析及验证
罗维平
李福豪
袁大军
朱合华
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
毛细导水布料排水性能及孔隙结构试验研究
于策
李旭
吴永康
魏少伟
蔡德钩
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
压实度对宽级配土水力特性的影响研究
刘丽
吴羊
李旭
赵煜鑫
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
8
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职称材料
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