砂土地基上海底滑坡与风机基础的相互作用

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作者 张建红 申嘉荣 +1 位作者 王爱霞 唐梦月 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S1期1-4,共4页

大规模的海底滑坡可能对海洋风机基础安全构成重大威胁。采用离心模型试验模拟了海底滑坡作用下砂土地基上海上风机四桩基础的响应,研究了海底滑坡与风机基础的相互作用机理。试验结果表明:海底滑坡导致砂土地基中产生10~20 kPa的超静... 大规模的海底滑坡可能对海洋风机基础安全构成重大威胁。采用离心模型试验模拟了海底滑坡作用下砂土地基上海上风机四桩基础的响应,研究了海底滑坡与风机基础的相互作用机理。试验结果表明:海底滑坡导致砂土地基中产生10~20 kPa的超静孔隙水压力,砂土在1~2 m深度内可能出现液化;风机基础沉降取决于滑坡的动力效应,10m桩基础的沉降为0.5 m,20 m桩基础约为0.1 m;增加桩长可以降低超静孔隙水压力和基础沉降。论文还讨论了滑坡体黏滞度对海底滑坡与风机基础相互作用的影响。 展开更多

关键词 海底滑坡 海上风机基础 超静孔隙水压力 基础沉降

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硫酸盐侵蚀前后叠堆型压电智能骨料的俘能特性试验研究

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作者 兰成明 雷富杰 王建军 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期84-96,160,共14页

压电智能骨料是一种具备优异力电耦合性能的智能器件,已经广泛应用于土木工程领域的结构健康监测。然而,目前主要侧重于器件的驱动和传感特性,而对于器件的俘能特性尚未研究。此外,器件嵌入到混凝土结构或土体中工作时可能会受到硫酸盐... 压电智能骨料是一种具备优异力电耦合性能的智能器件,已经广泛应用于土木工程领域的结构健康监测。然而,目前主要侧重于器件的驱动和传感特性,而对于器件的俘能特性尚未研究。此外,器件嵌入到混凝土结构或土体中工作时可能会受到硫酸盐的侵蚀,进而影响其工作性能,但关于器件抗侵蚀能力的研究鲜有报道。基于此,以叠堆型压电智能骨料为研究对象,首先测试了器件在简谐荷载和轨枕力作用下的俘能特性,然后开展了121 d的硫酸钠溶液侵蚀试验,并对侵蚀后的器件俘能特性以及承载能力进行了测试分析。研究结果表明:叠堆型压电智能骨料具有良好的俘能水平,但受硫酸盐侵蚀影响较大;侵蚀后的器件仍具备良好的电导特征,并且具有良好的承载能力,承载力均保持在75 kN以上。 展开更多

关键词 压电阻抗法 硫酸盐侵蚀 俘能 结构健康监测 叠堆型压电智能骨料

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基于双压电单元的双端口金属腐蚀探针建模与性能研究

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作者 王宇凡 王建军 +1 位作者 兰成明 罗明璋 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期48-58,共11页

压电智能金属腐蚀传感器已经在管道腐蚀监测方面备受关注,但大多采用单输出模式。在面对复杂恶劣的腐蚀环境时,单一阻抗信号的可靠性难以得到有效验证。为此,基于机电阻抗技术和双压电单元设计了一种双端口金属腐蚀探针。建立了探针在... 压电智能金属腐蚀传感器已经在管道腐蚀监测方面备受关注,但大多采用单输出模式。在面对复杂恶劣的腐蚀环境时,单一阻抗信号的可靠性难以得到有效验证。为此,基于机电阻抗技术和双压电单元设计了一种双端口金属腐蚀探针。建立了探针在双端口输出下的理论模型,求解了前两阶谐振和反谐振频率,并采用有限元模拟验证了理论模型的正确性。此外,开展了人造定量腐蚀试验和无线阻抗测量试验探究了探针的定量腐蚀监测表现以及在线监测能力。结果表明:双端口输出的前两阶谐振和反谐振频率均随着杆长的减小而增加,可实现自校准功能;无线阻抗测量系统测定的频率值与传统阻抗分析仪的结果吻合较好。研究成果为开发无线自校准金属腐蚀探针提供参考。 展开更多

关键词 腐蚀探针 机电阻抗技术 自校准 有限元模拟 理论模型 无线阻抗测量

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红沙制备胶结充填材料性能可行性试验研究

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作者 王树帅 杨仁树 +1 位作者 李永亮 徐斌 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期324-335,共12页

针对矸石原料不足的问题,以矿区周边赋存的大量天然红沙替代矸石制备胶结充填体,对不同红沙替代率(红沙替代矸石质量比)的矸石-红沙胶结材料、不同浓度的矸石基与红沙基胶结材料性能进行测试,分析红沙替代矸石制备胶结充填材料性能的可... 针对矸石原料不足的问题,以矿区周边赋存的大量天然红沙替代矸石制备胶结充填体,对不同红沙替代率(红沙替代矸石质量比)的矸石-红沙胶结材料、不同浓度的矸石基与红沙基胶结材料性能进行测试,分析红沙替代矸石制备胶结充填材料性能的可行性。随着红沙替代率增加,料浆扩展度与泌水率增加,流变参数(屈服应力、黏度系数)与充填体密度减小,强度与超声波波速先增加后减小。红沙含有的粘土性矿物比矸石少,颗粒细小且粒径级配良好,使得料浆流动性增加,流变剪切应力曲线波动范围减小。剪切应力曲线符合宾汉姆本构模型。细颗粒的红沙可较好的填充充填体孔隙,水化产物可较好的包裹红沙颗粒,因此强度增加;红沙颗粒内部结构不如矸石致密,继续加入红沙,充填体强度略降低。充填体强度与超声波波速呈正相关,微观结构与充填体密度显示,充填体强度不仅与密度有关,还与充填体内部颗粒结构有关。加入红沙后,充填体峰值应变无明显变化,最终应变有所减小,红沙主要影响充填体峰后变形阶段,该影响随养护龄期的增长而减弱。任一浓度下,红沙基料浆扩展度与泌水率大于矸石基料浆,剪切应力曲线光滑,流变参数小于矸石基料浆;随着浓度增加,2种料浆泌水率差值逐渐减小,流变参数差值逐渐增大。红沙基充填体早期强度大,后期强度略小于矸石基充填体。输送性能与力学特性表明红沙可较好的取代矸石制备胶结充填材料,为煤矿提供了一种可选的胶结充填材料。 展开更多

关键词 矸石 红沙 胶结充填材料 流动性 流变性 充填体强度

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基于射流振荡清运原理的硬岩顶进管底积渣减阻试验研究

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作者 易孝军 宋子帆 +6 位作者 李洋 李嘉诚 张中杰 张春会 刘景生 冯利华 吕祥锋 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第8期1483-1493,共11页

硬岩顶管施工过程中管底积渣常引起顶进阻力增大甚至卡管问题,严重影响施工效率和安全性。为了解影响清渣效率的关键因素与技术原理,并制定合理的清渣方案,采用理论分析、模型试验与工程实践相结合的方法,提出一种基于射流振荡清运原理... 硬岩顶管施工过程中管底积渣常引起顶进阻力增大甚至卡管问题,严重影响施工效率和安全性。为了解影响清渣效率的关键因素与技术原理,并制定合理的清渣方案,采用理论分析、模型试验与工程实践相结合的方法,提出一种基于射流振荡清运原理的新型清渣方法,研究射流直径、射流压力、上覆质量及射流类型对清渣效率的影响,并结合超硬岩顶管工程实测数据对该清渣方法进行有效性验证。研究结果表明:1)射流直径与清渣效率呈正相关,直径从0.5 mm增至0.7 mm时,出渣量提升41%~75%;2)清渣效果受射流压力、上覆质量及射流类型综合影响,其中出渣量与射流压力呈线性正相关,与上覆质量呈负相关,且旋转射流对压力变化更敏感,直射流受上覆质量影响更显著;3)高上覆质量条件下,旋转射流出渣量较直射流提高75.4%~104.6%,最优参数组合为旋转射流+40 MPa射流压力;4)相比传统技术,该新型清渣方法的清渣量提升99.5%,清渣后中继间油缺压强降低17.18%。 展开更多

关键词 顶管顶进 硬岩 管底积渣 射流振荡原理 试验研究

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双护盾TBM隧道管片受力监测与充填方案优化

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作者 李新龙 赵佳乐 +2 位作者 祁文睿 李建旺 刘洋 《铁道建筑》 北大核心 2025年第5期96-101,共6页

为了分析双护盾TBM(Tunnel Boring Machine)隧道采用豆砾石配合单、双液浆的方法进行管片壁后充填作业时管片的受力情况,以广花(广州东—花都天贵)城际铁路项目二工区隧道工程为依托,对双护盾TBM隧道施工期管片接触压力、内力及壁后压... 为了分析双护盾TBM(Tunnel Boring Machine)隧道采用豆砾石配合单、双液浆的方法进行管片壁后充填作业时管片的受力情况,以广花(广州东—花都天贵)城际铁路项目二工区隧道工程为依托,对双护盾TBM隧道施工期管片接触压力、内力及壁后压力进行了现场监测分析。结果表明:壁后充填过程会对管片受力产生较大影响,易引起管片偏压和产生轴向附加弯矩。为充分发挥管片的支护效果,在壁后充填作业时不宜对双液浆封环后的管片再进行单液浆充填,同时应减少封环次数,适当延长双液浆的凝结时间,并采用左右两侧同步注浆的方法进行充填,使浆液尽可能地均匀分布。单液浆充填时应尽可能地减少注浆位置,也应避免补浆作业。 展开更多

关键词 地铁 双护盾TBM隧道 管片受力 现场试验 接触压力 壁后注浆

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盾构管片环向受力及拼装角度分析方法

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作者 赵文洋 李新龙 +2 位作者 周凯 赵佳乐 刘洋 《铁道建筑》 北大核心 2025年第7期97-102,共6页

为了分析盾构管片在不同分块形式和拼装角度下的受力情况,考虑到实际工程中管片拼装角度及分块形式的多样性,在多铰圆环法的基础上,依据单片管片的受力平衡及纵缝处力的传递规律,建立了用于求解单管环纵缝接触力的基本方程,并得到了接... 为了分析盾构管片在不同分块形式和拼装角度下的受力情况,考虑到实际工程中管片拼装角度及分块形式的多样性,在多铰圆环法的基础上,依据单片管片的受力平衡及纵缝处力的传递规律,建立了用于求解单管环纵缝接触力的基本方程,并得到了接触力计算公式。将上述公式应用在实际工程中,结果表明:采用本文方法得到的管片纵缝接触力与现场实测值有较高的吻合度,验证了其可靠性。该公式适用于任意管片分块形式及拼装角度工况。管片拼装角度的选择应当以弯矩和剪力较小、接触压力较大为优。该方法可为实际工程中盾构管片拼装角度的合理选择和纵缝防渗设计提供依据。 展开更多

关键词 地铁 管片环向受力 拼装角度 理论分析 盾构隧道 接触力

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渗蚀条件下粉土质砂力学行为的三轴试验研究

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作者 于鹏强 王四军 +2 位作者 郭雨茜 赵德斌 刘洋 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10374-10385,共12页

土体渗蚀是导致堤坝失稳、路基坍塌等岩土工程灾害的重要因素。通过自主改进GDS三轴试验仪,增设颗粒流失收集装置,实时监测粉土质砂在渗蚀过程中的流量变化、细粒流失量及体应变发展,系统研究了水力梯度、围压和细粒含量对渗蚀机理及渗... 土体渗蚀是导致堤坝失稳、路基坍塌等岩土工程灾害的重要因素。通过自主改进GDS三轴试验仪,增设颗粒流失收集装置,实时监测粉土质砂在渗蚀过程中的流量变化、细粒流失量及体应变发展,系统研究了水力梯度、围压和细粒含量对渗蚀机理及渗蚀后力学性能的影响。结果表明:渗蚀过程呈现明显的“堵塞-流失”双阶段特征,即渗蚀初期细粒迁移堵塞导致渗透系数降低,随后堵塞颗粒持续流失使渗透系数回升并最终超过初始值;渗透系数增量、细粒流失率及体应变均随水力梯度和细粒含量增加而增大,随围压增加而减小。此外,低水力梯度或高围压条件下,迁移细粒在粗粒间隙的积聚会暂时增强土体初始刚度和强度,但随应变增加此强化效应消失,导致土体强度整体下降。进一步证实了渗蚀引起的孔隙比变化是影响土体变形特性的关键因素,其增幅与最大体缩量呈正相关。研究成果揭示了粉土质砂渗蚀发展规律及其对力学性能的影响机制,可为评估渗蚀引发的工程灾害风险提供理论依据。 展开更多

关键词 粉土质砂 渗流内蚀 三轴试验 围压 水力梯度 细粒含量

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盾构掘进中地层损失引起地层变形的三维解析参数确定

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作者 李新龙 周凯 +2 位作者 王亚磊 赵佳乐 刘洋 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第9期85-89,97,共6页

[目的]盾构掘进将不可避免地诱发地层损失,进而引起地层变形,现有的解析解均以待定参数作为输入量,其参数确定的复杂性限制了解析解的应用,因此有必要建立地层损失与解析解待定参数的关系,简化解析解的应用过程。[方法]在Verruijt和Saga... [目的]盾构掘进将不可避免地诱发地层损失,进而引起地层变形,现有的解析解均以待定参数作为输入量,其参数确定的复杂性限制了解析解的应用,因此有必要建立地层损失与解析解待定参数的关系,简化解析解的应用过程。[方法]在Verruijt和Sagaseta隧道开挖引起地层变形解析解的基础上,结合地层损失和相对变形的概念,采用积分公式推导了解析解中所需待定参数与地层损失之间的关系;并在平面应变问题的假设条件下,得到了待定参数沿盾构掘进方向的变化公式,从而将解析解推广至了三维空间;进一步结合实际工程分析了盾构掘进时地层损失引起的地层变形规律,并与现场实测值进行对比,从而验证该方法的可靠性。[结果及结论]该方法得到的地层三维变形解析结果与工程经验相符,可以很好地反映地层变形分布规律,且与实测数据具有较好的拟合效果;采用该方法,结合Verruijt复变函数解和Sagaseta镜像解,可以得到的盾构掘进时地层中任意一点由于地层损失引起的三维变形,进而实现盾构掘进引起地层变形的预测。 展开更多

关键词 盾构隧道 地层变形 解析方法 地层损失

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大断面隧道扩挖上覆地层沉降规律试验研究

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作者 李介立 高亮 +3 位作者 张伟 徐毅俊 李嘉诚 吕祥锋 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8632-8640,共9页

大断面隧道原位扩挖易诱发地表沉降,威胁周边建构筑物服役安全,然而,隧道原位扩挖上覆地层沉降规律尚不清晰。采用理论分析、物理模型试验和工程实践相结合的方法,研究隧道原位单侧扩挖上覆地层沉降规律,建立隧道扩挖沉降量理论模型。... 大断面隧道原位扩挖易诱发地表沉降,威胁周边建构筑物服役安全,然而,隧道原位扩挖上覆地层沉降规律尚不清晰。采用理论分析、物理模型试验和工程实践相结合的方法,研究隧道原位单侧扩挖上覆地层沉降规律,建立隧道扩挖沉降量理论模型。结果表明:隧道上覆地层沉降具有突增特征,扩挖沉降带呈抛物线分布特征,主要与岩体的黏聚力与脆性破断特征有关,地层沉降量与距隧道的距离呈非线性递增变化关系,主要受开挖卸荷扰动的非均匀衰减影响;理论模型曲线可以反映出与模型试验一致的沉降规律,试验值与理论值的平均误差为4.8%;考虑隧道支护的修正系数α对工程实测值的影响,α=0.7的模型值与α=0.4的模型值可以较好地预测隧道扩挖支护后隧道地表沉降的变化范围。研究成果可为隧道原位扩挖地层沉降计算提供理论方法。 展开更多

关键词 大断面隧道 原位扩挖 地层沉降 物理模型试验 PECK公式

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考虑空间拱效应和层间剪力的圆形竖井主动土压力分析

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作者 杨帅 吕兵 +2 位作者 李东声 刘洋 杨欢 《应用数学和力学》 2025年第10期1307-1319,共13页

以井壁后填土为无黏性土的圆形竖井为研究对象,假定滑裂面为过墙踵的直线.考虑环向应力系数沿径向线性变化,基于极限平衡法建立整个滑移土体的静力平衡方程,进而得到圆形竖井主动极限状态下滑裂面倾角的解析式.在此基础上,考虑空间拱效... 以井壁后填土为无黏性土的圆形竖井为研究对象,假定滑裂面为过墙踵的直线.考虑环向应力系数沿径向线性变化,基于极限平衡法建立整个滑移土体的静力平衡方程,进而得到圆形竖井主动极限状态下滑裂面倾角的解析式.在此基础上,考虑空间拱效应和层间剪力的影响,基于水平层分析法推导得到了圆形竖井主动土压力的理论解,进一步分析了竖井主动土压力强度的影响因素,并与现有的理论和试验结果进行了对比分析.结果显示:土体层间剪力会影响主动土压力强度沿深度方向的分布,且径高比、墙-土摩擦角越大,层间剪力的影响越明显,考虑层间剪力得到的土压力计算值可为竖井结构优化设计提供理论参考.该文的结果能够很好地描述土压力沿深度先增大后减小的变化趋势,且与模型试验和数值模拟结果吻合较好. 展开更多

关键词 主动土压力 圆形竖井 空间拱效应 层间剪力 环向应力系数

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