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纳米材料在土体改性方面的研究进展
被引量：
11
1
作者
王施涵
牛富俊
张恒
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021年第4期209-219,共11页
随着纳米技术的发展和多学科的交叉应用,纳米材料作为一种新型添加剂应用于土体改良。为深入认识纳米材料对土体性质产生的影响以及作用机理,提高对纳米技术与岩土工程之间关系的理解,对不同类型纳米材料在土体改性方面的研究现状、有...
随着纳米技术的发展和多学科的交叉应用,纳米材料作为一种新型添加剂应用于土体改良。为深入认识纳米材料对土体性质产生的影响以及作用机理,提高对纳米技术与岩土工程之间关系的理解,对不同类型纳米材料在土体改性方面的研究现状、有效性、适用性进行回顾与总结。重点讨论了纳米硅溶胶、纳米二氧化硅、纳米黏土矿物、纳米氧化铝等纳米材料对土体改性的影响,结合宏观力学性质以及微观结构变化解释纳米颗粒与土颗粒之间的相互作用机制。纳米粉末状颗粒通过提高抗压强度、降低水力传导系数加固土体;利用纳米硅溶胶、膨润土悬浮液、硅酸镁锂的可渗透性和触变性缓解土体液化。尽管相关试验研究表明添加少量纳米材料可引起土体性质的显著改善,但是大部分研究仍局限于室内试验,需要进一步探索易于现场施工、成本低、环境友好的新方法和新技术。
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关键词
纳米技术
纳米材料
土体改性
水力传导系数
土体液化
作用机理
膨胀土
力学性能
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职称材料
冻土多物理场耦合作用理论与模型研究现状
被引量：
2
2
作者
王朋宾
夏胡熙
+1 位作者
姜海强
马勤国
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期78-86,共9页
冻害是多种因素综合作用结果,开展冻土多物理场耦合研究对解决冻害问题具有重要意义。通过归纳冻土多物理场耦合理论,指出毛细理论和冻结缘理论均忽略各向异性冰应力,冻结缘是否存在以及冰透镜体生长机制仍有争议。讨论水热盐力耦合关系...
冻害是多种因素综合作用结果,开展冻土多物理场耦合研究对解决冻害问题具有重要意义。通过归纳冻土多物理场耦合理论,指出毛细理论和冻结缘理论均忽略各向异性冰应力,冻结缘是否存在以及冰透镜体生长机制仍有争议。讨论水热盐力耦合关系,认为应进一步研究力对温度的影响及冻土压融问题。归纳常见未冻水含量模型,指出基于未冻水含量与温度关系的预测模型形式简单,但质量未冻水含量难以直接测量;三参数模型和五参数模型考虑土壤物理性质影响,但参数较多。总结和评价冻土多物理场耦合模型,认为一些经验表达式无法体现参数动态变化的特点,模型边界条件设置与实际情况不符。基于研究现状及存在问题,今后应探索更准确描述参数变化的数学表达式,将气候条件纳入模型考虑范围,设置更接近实际情况的边界条件,同时,加强冻土受力变形行为本构模型研究。
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关键词
冻土
盐渍土
多场耦合
研究进展
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职称材料
盾构隧道病害分析及上方架空轻质回填研究
被引量：
9
3
作者
刘庭金
林少群
《铁道工程学报》
EI
北大核心
2019年第7期64-69,共6页
研究目的:紧邻地铁盾构隧道的抗拔锚杆高压注浆易诱发严重的隧道病害,包括管片环错台、椭圆度超限、开裂、接缝及螺栓孔渗漏水等,影响地铁正常运营及结构安全。本文基于实际工程案例中基坑施工历程、隧道病害现状、监测数据,借助数值模...
研究目的:紧邻地铁盾构隧道的抗拔锚杆高压注浆易诱发严重的隧道病害,包括管片环错台、椭圆度超限、开裂、接缝及螺栓孔渗漏水等,影响地铁正常运营及结构安全。本文基于实际工程案例中基坑施工历程、隧道病害现状、监测数据,借助数值模拟手段,分析隧道上浮及病害成因,并提出一种隧道上方架空轻质回填的方案,为类似工程提供借鉴。研究结论:(1)基坑地下室大面积抗拔锚杆高压注浆是造成隧道发生上浮的主要原因,地下水位上升引起的隧道上方土层重度减小及强风化粉砂质泥岩的软化、膨胀,降低了隧道上方土层的抵抗作用;(2)隧道纵向不均匀上浮和注浆引起的隧道侧方压力增大,导致隧道发生环径向错台、椭圆度变形超限,过大的“竖鸭蛋”变形是隧道管片侧墙开裂、接缝及螺栓孔渗漏水的直接原因;(3)针对隧道开裂、渗漏水及椭圆度变形,提出相应的病害处理措施;(4)提出“架空结构+轻质EPS板”的回填方案、相应的施工工序及EPS板施工要点,实测结果表明该地铁保护方案将隧道沉降控制在9.1 mm;(5)本研究成果可供类似盾构隧道上方堆载工程参考。
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关键词
盾构隧道
病害
抗拔锚杆
回填
地铁保护
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职称材料
活塞风对寒区高铁隧道衬砌结构传热影响分析
4
作者
姜海强
牛富俊
+2 位作者
汪恩良
何嘉睿
蒋望涛
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第2期243-251,共9页
针对寒区高铁隧道频繁发生的冻害问题,本文结合隧址区现场监测数据,对两车交会情形下最冷日内隧道洞内外空气和隧道结构层的传热过程进行模拟和分析,并探讨了车速(80~250 km/h)和洞外气温(-4~-30℃)对结构层和洞内空气传热过程的影响,...
针对寒区高铁隧道频繁发生的冻害问题,本文结合隧址区现场监测数据,对两车交会情形下最冷日内隧道洞内外空气和隧道结构层的传热过程进行模拟和分析,并探讨了车速(80~250 km/h)和洞外气温(-4~-30℃)对结构层和洞内空气传热过程的影响,得出以下结论:最冷日隧道洞内空气和结构层内部温度沿纵向方向大体上呈现出对称性,并且在洞口处温度相对较低,活塞风不会改变洞内气温和结构层内温度的整体分布趋势。洞外气温和车速对洞口段附近处的空气温度和二衬内部温度影响较大,且洞外气温越低、车速越大,洞内空气和二衬内部的温度降低越明显。洞外气温对隧道结构层温度影响主要集中在距离隧道洞口500 m范围内,而车速对结构层内温度影响的最大纵向长度则可达1 000 m。
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关键词
寒区
温度分布
高铁隧道
传热过程
活塞风
冻害
数值模拟
衬砌结构
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职称材料
硬脆性岩石多尺度损伤蠕变模型及长期强度研究
被引量：
14
5
作者
赵伦洋
赖远明
+2 位作者
牛富俊
李鹏飞
朱其志
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期3071-3080,共10页
从损伤累积角度,考虑在应力溶蚀作用下微裂纹的亚临界扩展,在硬脆性岩石多尺度摩擦损伤耦合力学模型的基础上,探究细观时效损伤的演化规律。在摩擦准则中引入时效损伤变量,构建合适的时效损伤演化准则,进而推导宏观非弹性应变和细观损...
从损伤累积角度,考虑在应力溶蚀作用下微裂纹的亚临界扩展,在硬脆性岩石多尺度摩擦损伤耦合力学模型的基础上,探究细观时效损伤的演化规律。在摩擦准则中引入时效损伤变量,构建合适的时效损伤演化准则,进而推导宏观非弹性应变和细观损伤之间的定量关系,建立可完整反映硬脆性岩石蠕变曲线三阶段特征的多尺度损伤蠕变本构模型。以裂纹损伤应力作为反映硬脆性岩石长期强度的指标,结合摩擦损伤耦合分析和细观时效损伤演化规律研究,获得硬脆性岩石长期强度的解析表达式和模型参数的跨尺度标定方法。运用提出的多尺度损伤蠕变模型模拟向家坝砂岩的三轴压缩蠕变试验,验证模型的准确性和有效性。研究结果表明:提出的蠕变模型不仅完整地描述了不同应力水平下硬脆性岩石各阶段的蠕变特征,而且充分考虑了应变历史对时效损伤的影响。此外,长期强度的解析表达式也为蠕变试验荷载的分级提供理论依据。
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关键词
多尺度
硬脆性岩石
时效损伤
蠕变
长期强度
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职称材料
平板锚基础在砂土地基中抗拔承载力
被引量：
1
6
作者
程力
牛富俊
+3 位作者
周密
姜海强
谢杰辉
赖远明
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期126-134,共9页
准确预测砂土中平板锚的抗拔承载力,对海上浮动可再生能源装置的锚泊稳定性评估具有重要意义,为此,基于二维有限元技术,采用修正Mohr-Coulomb(MMC)本构模拟中密-密砂的应变软化行为,并利用开发的用户子程序,研究条形平板锚基础在砂土地...
准确预测砂土中平板锚的抗拔承载力,对海上浮动可再生能源装置的锚泊稳定性评估具有重要意义,为此,基于二维有限元技术,采用修正Mohr-Coulomb(MMC)本构模拟中密-密砂的应变软化行为,并利用开发的用户子程序,研究条形平板锚基础在砂土地基中的抗拔承载力。通过与有关理论解及其他离心机试验结果的对比分析,验证有限元模型的可靠性。一系列参数分析表明,平板锚的埋置深度对抗拔承载力有较大影响,与H/B=1相比,H/B=10处承载力系数高273%;砂土相对密度越大,抗拔承载力越大;致密砂(D_(r)=100%)和松砂(D_(r)<33%)相比,承载力系数提高25%;平板锚的摩擦因数对抗拔承载力系数几乎没有影响。根据数值模拟的结果,对平板锚基础在中密及密砂地基中不同深度处的抗拔承载力系数公式进行校正,为平板锚基础在中密砂以及密砂地基中的应用提供了理论依据。
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关键词
海上风电
平板锚基础
MMC模型
抗拔承载力
砂土
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职称材料
循环荷载下花岗岩动力响应及本构模型
7
作者
丁小彬
赵君行
董耀俊
《郑州大学学报（工学版）》
北大核心
2024年第1期90-97,共8页
利用真三轴试验机,对尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的花岗岩试样进行了循环荷载下的试验研究,探究非破坏状态下不同围压、动载频率、动应力幅以及循环周次下花岗岩动弹性模量以及动阻尼比的变化规律,并将所得数据进行对比分析...
利用真三轴试验机,对尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的花岗岩试样进行了循环荷载下的试验研究,探究非破坏状态下不同围压、动载频率、动应力幅以及循环周次下花岗岩动弹性模量以及动阻尼比的变化规律,并将所得数据进行对比分析。试验结果表明:花岗岩动弹性模量随围压线性增长,动阻尼比随围压线性递减,动弹性模量增幅逐渐变大;花岗岩动弹性模量随动载频率指数增长,动阻尼比随动载频率幂函数增长,在20 Hz的动载频率下岩石内部活动较为剧烈,动载频率对岩石的影响程度较大;动弹性模量随动应力幅二次函数增长,动阻尼比随动应力幅幂函数减小,动阻尼比变化受到岩性影响;改进邓肯-张模型很好地反映了花岗岩在不同作用下岩石动态本构关系。该试验得到的模型可为后续动力特性的反演提供参考。
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关键词
三轴试验
动弹性模量
动阻尼比
改进邓肯-张模型
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职称材料
寒区隧道应力和位移弹塑性统一解及对比分析
被引量：
3
8
作者
蒋望涛
马勤国
+1 位作者
姜海强
李永东
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期161-168,共8页
选择合理的屈服准则分析寒区隧道弹塑性解能为寒区隧道稳定性分析提供理论基础。为此,结合Mohr-Coulomb准则(即M-C准则)和外接圆Drucker-Prager准则(即D-P准则)分析得到考虑中间主应力效应的统一强度准则,建立寒区隧道弹塑性力学计算模...
选择合理的屈服准则分析寒区隧道弹塑性解能为寒区隧道稳定性分析提供理论基础。为此,结合Mohr-Coulomb准则(即M-C准则)和外接圆Drucker-Prager准则(即D-P准则)分析得到考虑中间主应力效应的统一强度准则,建立寒区隧道弹塑性力学计算模型,基于线性非关联准则推导得出考虑围岩不均匀冻胀特性的寒区隧道应力场及位移场的弹塑性统一解,并对所得统一解答式进行算例及参数分析。研究表明:采用M-C准则计算偏于保守,而利用外接圆D-P准则计算偏于危险,考虑中间主应力效应能充分发挥围岩承载潜能,有效缩小塑性半径,缓解衬砌冻胀变形;统一强度理论参数b保持常数时,初始地应力、衬砌强度、不均匀冻胀系数及围岩体积冻胀率等参数的变化对寒区隧道应力及塑性半径变化影响显著。该研究成果可丰富寒区隧道工程设计理论。
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关键词
寒区隧道
弹塑性解
统一强度理论
中间主应力效应
不均匀冻胀
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职称材料
冻融模型相似性分析及试验验证
被引量：
8
9
作者
汪恩良
姜海强
+2 位作者
韩红卫
解飞
崔恩彤
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第S1期333-340,共8页
为提高冻融模型与原型的相似程度,提出冻结指数相似比和实验室修正系数的概念及计算方法。以哈尔滨地区黄土为试验材料,将该地区2010–2012年3年日平均气温进行线性简化,基于含相变热传导的微分方程基础上,采用相似理论,在几何、温度和...
为提高冻融模型与原型的相似程度,提出冻结指数相似比和实验室修正系数的概念及计算方法。以哈尔滨地区黄土为试验材料,将该地区2010–2012年3年日平均气温进行线性简化,基于含相变热传导的微分方程基础上,采用相似理论,在几何、温度和时间比尺约束下对密度为1.60 g/cm^3、含水率为20%的试样进行冻融循环模型试验,确定实验室修正系数K值为1.13,得到冻结指数相似比CI为1:102.5。对冻融阶段温控历时进行优化,进行冻融循环模型试验。通过对比可知,优化后模型的最大冻深值为21.33 cm,与模型预定值20 cm相差仅6.5%;优化后冻融模型弥补了太阳辐射对冻深的影响,一个冻融周期由108.14 h减少为84.53 h。以实验室修正系数K和冻结指数相似比CI优化冻融过程的各温控阶段历时合理,显著提高了冻融模型的最大冻深和冻融过程在几何比尺和时间比尺上的相似度。
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关键词
冻融
模拟试验
冻结指数相似比
实验室修正系数
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职称材料
基于神经网络算法的滚刀磨损量预测方法
被引量：
10
10
作者
丁小彬
谢宇轩
+1 位作者
薛皓文
李世佳
《郑州大学学报（工学版）》
CAS
北大核心
2023年第1期83-88,95,共7页
为了给盾构施工开仓换刀提供参考,将滚刀磨损简化为多元非线性拟合问题,构建了数据分析框架,综合考虑机械、地质、管理3大类因素,对滚刀磨损量进行预测。以广州地铁18号线番禺广场站到南村万博站区间盾构区间为工程背景,选取共14种参数...
为了给盾构施工开仓换刀提供参考,将滚刀磨损简化为多元非线性拟合问题,构建了数据分析框架,综合考虑机械、地质、管理3大类因素,对滚刀磨损量进行预测。以广州地铁18号线番禺广场站到南村万博站区间盾构区间为工程背景,选取共14种参数,结合公式获得标定后数据共2386条,包含34把正面滚刀,共81次滚刀磨损量。通过SMBO方法和LM算法改进BPNN算法训练过程,充分发挥神经网络优势,所得模型对83.3%的测试样本的预测值决定系数(R^(2))高于0.86,相比标定样本时参考的公式,准确度有较大提高,表明该方法所训练模型对滚刀磨损量的发展趋势预测更加准确。
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关键词
盾构机
滚刀磨损
改进BP神经网络
优化算法
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职称材料
题名
纳米材料在土体改性方面的研究进展
被引量：
11
1
作者
王施涵
牛富俊
张恒
机构
华南理工大学
亚热带建筑科学国家重点实验室
华南理工大学华南岩土工程研究院
出处
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021年第4期209-219,共11页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(41901074)
中国科学院科技服务网络计划(STS计划)项目(KFJ-STS-ZDTP-037)。
文摘
随着纳米技术的发展和多学科的交叉应用,纳米材料作为一种新型添加剂应用于土体改良。为深入认识纳米材料对土体性质产生的影响以及作用机理,提高对纳米技术与岩土工程之间关系的理解,对不同类型纳米材料在土体改性方面的研究现状、有效性、适用性进行回顾与总结。重点讨论了纳米硅溶胶、纳米二氧化硅、纳米黏土矿物、纳米氧化铝等纳米材料对土体改性的影响,结合宏观力学性质以及微观结构变化解释纳米颗粒与土颗粒之间的相互作用机制。纳米粉末状颗粒通过提高抗压强度、降低水力传导系数加固土体;利用纳米硅溶胶、膨润土悬浮液、硅酸镁锂的可渗透性和触变性缓解土体液化。尽管相关试验研究表明添加少量纳米材料可引起土体性质的显著改善,但是大部分研究仍局限于室内试验,需要进一步探索易于现场施工、成本低、环境友好的新方法和新技术。
关键词
纳米技术
纳米材料
土体改性
水力传导系数
土体液化
作用机理
膨胀土
力学性能
Keywords
nanotechnology
nanomaterial
soil modification
hydraulic conductivity
liquefaction of soil mass
function mechanism
expansive soil
mechanical properties
分类号
TU447 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
冻土多物理场耦合作用理论与模型研究现状
被引量：
2
2
作者
王朋宾
夏胡熙
姜海强
马勤国
机构
华南理工大学
土
木与交通学院
出处
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期78-86,共9页
基金
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0905)
国家自然科学基金项目(41901074)
广东省自然科学基金项目(2020A1515010745)。
文摘
冻害是多种因素综合作用结果,开展冻土多物理场耦合研究对解决冻害问题具有重要意义。通过归纳冻土多物理场耦合理论,指出毛细理论和冻结缘理论均忽略各向异性冰应力,冻结缘是否存在以及冰透镜体生长机制仍有争议。讨论水热盐力耦合关系,认为应进一步研究力对温度的影响及冻土压融问题。归纳常见未冻水含量模型,指出基于未冻水含量与温度关系的预测模型形式简单,但质量未冻水含量难以直接测量;三参数模型和五参数模型考虑土壤物理性质影响,但参数较多。总结和评价冻土多物理场耦合模型,认为一些经验表达式无法体现参数动态变化的特点,模型边界条件设置与实际情况不符。基于研究现状及存在问题,今后应探索更准确描述参数变化的数学表达式,将气候条件纳入模型考虑范围,设置更接近实际情况的边界条件,同时,加强冻土受力变形行为本构模型研究。
关键词
冻土
盐渍土
多场耦合
研究进展
Keywords
frozen soil
saline soil
multi-field coupling
review
分类号
TU445 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
盾构隧道病害分析及上方架空轻质回填研究
被引量：
9
3
作者
刘庭金
林少群
机构
华南理工大学华南岩土工程研究院
华南理工大学
出处
《铁道工程学报》
EI
北大核心
2019年第7期64-69,共6页
基金
基于三维激光扫描变形的地铁盾构隧道结构安全评估研究(51678248)
局部高温下粘钢加固盾构隧道衬砌的破坏机制及防控措施研究(51878296)
“钢衬-SCC-管片”新型压力隧洞的承载机理及优化研究(IWHR-SKL-KF201818)
文摘
研究目的:紧邻地铁盾构隧道的抗拔锚杆高压注浆易诱发严重的隧道病害,包括管片环错台、椭圆度超限、开裂、接缝及螺栓孔渗漏水等,影响地铁正常运营及结构安全。本文基于实际工程案例中基坑施工历程、隧道病害现状、监测数据,借助数值模拟手段,分析隧道上浮及病害成因,并提出一种隧道上方架空轻质回填的方案,为类似工程提供借鉴。研究结论:(1)基坑地下室大面积抗拔锚杆高压注浆是造成隧道发生上浮的主要原因,地下水位上升引起的隧道上方土层重度减小及强风化粉砂质泥岩的软化、膨胀,降低了隧道上方土层的抵抗作用;(2)隧道纵向不均匀上浮和注浆引起的隧道侧方压力增大,导致隧道发生环径向错台、椭圆度变形超限,过大的“竖鸭蛋”变形是隧道管片侧墙开裂、接缝及螺栓孔渗漏水的直接原因;(3)针对隧道开裂、渗漏水及椭圆度变形,提出相应的病害处理措施;(4)提出“架空结构+轻质EPS板”的回填方案、相应的施工工序及EPS板施工要点,实测结果表明该地铁保护方案将隧道沉降控制在9.1 mm;(5)本研究成果可供类似盾构隧道上方堆载工程参考。
关键词
盾构隧道
病害
抗拔锚杆
回填
地铁保护
Keywords
shield tunnel
damage
uplift anchor
backfill
metro protection
分类号
U25 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
活塞风对寒区高铁隧道衬砌结构传热影响分析
4
作者
姜海强
牛富俊
汪恩良
何嘉睿
蒋望涛
机构
东北农业
大学
水利与
土
木
工程
学院
华南理工大学
亚热带建筑科学国家重点实验室
华南理工大学华南岩土工程研究院
出处
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第2期243-251,共9页
基金
东北农业大学青年才俊项目(22QC08)
新疆生产建设兵团科技计划项目(2024AB079)
+1 种基金
黑龙江省自然科学基金项目(LH2023D001)
中铁隧道局重大科研项目(201805)。
文摘
针对寒区高铁隧道频繁发生的冻害问题,本文结合隧址区现场监测数据,对两车交会情形下最冷日内隧道洞内外空气和隧道结构层的传热过程进行模拟和分析,并探讨了车速(80~250 km/h)和洞外气温(-4~-30℃)对结构层和洞内空气传热过程的影响,得出以下结论:最冷日隧道洞内空气和结构层内部温度沿纵向方向大体上呈现出对称性,并且在洞口处温度相对较低,活塞风不会改变洞内气温和结构层内温度的整体分布趋势。洞外气温和车速对洞口段附近处的空气温度和二衬内部温度影响较大,且洞外气温越低、车速越大,洞内空气和二衬内部的温度降低越明显。洞外气温对隧道结构层温度影响主要集中在距离隧道洞口500 m范围内,而车速对结构层内温度影响的最大纵向长度则可达1 000 m。
关键词
寒区
温度分布
高铁隧道
传热过程
活塞风
冻害
数值模拟
衬砌结构
Keywords
cold regions
temperature distribution
high-speed railway tunnel
heat transfer process
piston wind
frost damage
numerical analysis
lining structures
分类号
U25 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
硬脆性岩石多尺度损伤蠕变模型及长期强度研究
被引量：
14
5
作者
赵伦洋
赖远明
牛富俊
李鹏飞
朱其志
机构
华南理工大学
亚热带建筑科学国家重点实验室
华南理工大学华南岩土工程研究院
中国科学院西北生态环境资源
研究院
冻
土
工程
国家重点实验室
巴黎东部
大学
多尺度模拟与仿真实验室
河海
大学
岩
土
力学与堤坝
工程
教育部重点实验室
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期3071-3080,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(42001053)
青藏高原第二次科学考察项目(2019QZKK0905)
+1 种基金
中国博士后科学基金资助项目(2020M682707,2021T140219)
广东省基础与应用基础研究基金联合基金资助项目(2019A1515110626)。
文摘
从损伤累积角度,考虑在应力溶蚀作用下微裂纹的亚临界扩展,在硬脆性岩石多尺度摩擦损伤耦合力学模型的基础上,探究细观时效损伤的演化规律。在摩擦准则中引入时效损伤变量,构建合适的时效损伤演化准则,进而推导宏观非弹性应变和细观损伤之间的定量关系,建立可完整反映硬脆性岩石蠕变曲线三阶段特征的多尺度损伤蠕变本构模型。以裂纹损伤应力作为反映硬脆性岩石长期强度的指标,结合摩擦损伤耦合分析和细观时效损伤演化规律研究,获得硬脆性岩石长期强度的解析表达式和模型参数的跨尺度标定方法。运用提出的多尺度损伤蠕变模型模拟向家坝砂岩的三轴压缩蠕变试验,验证模型的准确性和有效性。研究结果表明:提出的蠕变模型不仅完整地描述了不同应力水平下硬脆性岩石各阶段的蠕变特征,而且充分考虑了应变历史对时效损伤的影响。此外,长期强度的解析表达式也为蠕变试验荷载的分级提供理论依据。
关键词
多尺度
硬脆性岩石
时效损伤
蠕变
长期强度
Keywords
multi-scale
hard brittle rock
time-dependent damage
creep
long-term strength
分类号
U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
平板锚基础在砂土地基中抗拔承载力
被引量：
1
6
作者
程力
牛富俊
周密
姜海强
谢杰辉
赖远明
机构
亚热带建筑科学国家重点实验室(
华南理工大学
)
华南理工大学华南岩土工程研究院
不详
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期126-134,共9页
基金
广东省基础与应用基础研究基金(2021A1515010828,2020A1515410001)
广州市天河智慧城地下管廊科研课题(0692-189C04410681/01)。
文摘
准确预测砂土中平板锚的抗拔承载力,对海上浮动可再生能源装置的锚泊稳定性评估具有重要意义,为此,基于二维有限元技术,采用修正Mohr-Coulomb(MMC)本构模拟中密-密砂的应变软化行为,并利用开发的用户子程序,研究条形平板锚基础在砂土地基中的抗拔承载力。通过与有关理论解及其他离心机试验结果的对比分析,验证有限元模型的可靠性。一系列参数分析表明,平板锚的埋置深度对抗拔承载力有较大影响,与H/B=1相比,H/B=10处承载力系数高273%;砂土相对密度越大,抗拔承载力越大;致密砂(D_(r)=100%)和松砂(D_(r)<33%)相比,承载力系数提高25%;平板锚的摩擦因数对抗拔承载力系数几乎没有影响。根据数值模拟的结果,对平板锚基础在中密及密砂地基中不同深度处的抗拔承载力系数公式进行校正,为平板锚基础在中密砂以及密砂地基中的应用提供了理论依据。
关键词
海上风电
平板锚基础
MMC模型
抗拔承载力
砂土
Keywords
offshore wind power
plate anchor foundation
MMC model
uplift bearing capacity
sand
分类号
TU47 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
循环荷载下花岗岩动力响应及本构模型
7
作者
丁小彬
赵君行
董耀俊
机构
华南理工大学
土
木与交通学院
华南理工大学华南岩土工程研究院
出处
《郑州大学学报（工学版）》
北大核心
2024年第1期90-97,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(41827807)
广东省现代土木工程技术重点实验室项目(2021B1212040003)。
文摘
利用真三轴试验机,对尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的花岗岩试样进行了循环荷载下的试验研究,探究非破坏状态下不同围压、动载频率、动应力幅以及循环周次下花岗岩动弹性模量以及动阻尼比的变化规律,并将所得数据进行对比分析。试验结果表明:花岗岩动弹性模量随围压线性增长,动阻尼比随围压线性递减,动弹性模量增幅逐渐变大;花岗岩动弹性模量随动载频率指数增长,动阻尼比随动载频率幂函数增长,在20 Hz的动载频率下岩石内部活动较为剧烈,动载频率对岩石的影响程度较大;动弹性模量随动应力幅二次函数增长,动阻尼比随动应力幅幂函数减小,动阻尼比变化受到岩性影响;改进邓肯-张模型很好地反映了花岗岩在不同作用下岩石动态本构关系。该试验得到的模型可为后续动力特性的反演提供参考。
关键词
三轴试验
动弹性模量
动阻尼比
改进邓肯-张模型
Keywords
triaxial test
dynamic elastic modulus
dynamic damping ratio
improved Duncan-Chang model
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
寒区隧道应力和位移弹塑性统一解及对比分析
被引量：
3
8
作者
蒋望涛
马勤国
姜海强
李永东
机构
华南理工大学
土
木与交通学院
华南理工大学华南岩土工程研究院
华南理工大学
亚热带建筑科学国家重点实验室
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期161-168,共8页
基金
国家自然科学基金(U2268215)
中铁隧道局重大科研项目(隧研合2018-05-01)。
文摘
选择合理的屈服准则分析寒区隧道弹塑性解能为寒区隧道稳定性分析提供理论基础。为此,结合Mohr-Coulomb准则(即M-C准则)和外接圆Drucker-Prager准则(即D-P准则)分析得到考虑中间主应力效应的统一强度准则,建立寒区隧道弹塑性力学计算模型,基于线性非关联准则推导得出考虑围岩不均匀冻胀特性的寒区隧道应力场及位移场的弹塑性统一解,并对所得统一解答式进行算例及参数分析。研究表明:采用M-C准则计算偏于保守,而利用外接圆D-P准则计算偏于危险,考虑中间主应力效应能充分发挥围岩承载潜能,有效缩小塑性半径,缓解衬砌冻胀变形;统一强度理论参数b保持常数时,初始地应力、衬砌强度、不均匀冻胀系数及围岩体积冻胀率等参数的变化对寒区隧道应力及塑性半径变化影响显著。该研究成果可丰富寒区隧道工程设计理论。
关键词
寒区隧道
弹塑性解
统一强度理论
中间主应力效应
不均匀冻胀
Keywords
tunnels in cold regions
elastoplastic solutions
unified strength theory
effect of intermediate principal stress
non-uniform frost heave
分类号
TU41 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
冻融模型相似性分析及试验验证
被引量：
8
9
作者
汪恩良
姜海强
韩红卫
解飞
崔恩彤
机构
东北农业
大学
水利与
土
木
工程
学院
华南理工大学
土
木与交通学院
华南理工大学华南岩土工程研究院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第S1期333-340,共8页
基金
国家自然科学基金(No.51541901)
黑龙江省博士后科研启动项目(No.LBH-Q17011)
中央引导地方科技发展专项(No.ZY18A02)~~
文摘
为提高冻融模型与原型的相似程度,提出冻结指数相似比和实验室修正系数的概念及计算方法。以哈尔滨地区黄土为试验材料,将该地区2010–2012年3年日平均气温进行线性简化,基于含相变热传导的微分方程基础上,采用相似理论,在几何、温度和时间比尺约束下对密度为1.60 g/cm^3、含水率为20%的试样进行冻融循环模型试验,确定实验室修正系数K值为1.13,得到冻结指数相似比CI为1:102.5。对冻融阶段温控历时进行优化,进行冻融循环模型试验。通过对比可知,优化后模型的最大冻深值为21.33 cm,与模型预定值20 cm相差仅6.5%;优化后冻融模型弥补了太阳辐射对冻深的影响,一个冻融周期由108.14 h减少为84.53 h。以实验室修正系数K和冻结指数相似比CI优化冻融过程的各温控阶段历时合理,显著提高了冻融模型的最大冻深和冻融过程在几何比尺和时间比尺上的相似度。
关键词
冻融
模拟试验
冻结指数相似比
实验室修正系数
Keywords
freeze-thaw
simulation test
freezing index similarity ratio
laboratory correction factor
分类号
TU445 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于神经网络算法的滚刀磨损量预测方法
被引量：
10
10
作者
丁小彬
谢宇轩
薛皓文
李世佳
机构
华南理工大学
土
木与交通学院
华南理工大学华南岩土工程研究院
广州轨道交通建设监理有限公司
出处
《郑州大学学报（工学版）》
CAS
北大核心
2023年第1期83-88,95,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(41827807)
广东省现代土木工程技术重点实验室(2021B1212040003)。
文摘
为了给盾构施工开仓换刀提供参考,将滚刀磨损简化为多元非线性拟合问题,构建了数据分析框架,综合考虑机械、地质、管理3大类因素,对滚刀磨损量进行预测。以广州地铁18号线番禺广场站到南村万博站区间盾构区间为工程背景,选取共14种参数,结合公式获得标定后数据共2386条,包含34把正面滚刀,共81次滚刀磨损量。通过SMBO方法和LM算法改进BPNN算法训练过程,充分发挥神经网络优势,所得模型对83.3%的测试样本的预测值决定系数(R^(2))高于0.86,相比标定样本时参考的公式,准确度有较大提高,表明该方法所训练模型对滚刀磨损量的发展趋势预测更加准确。
关键词
盾构机
滚刀磨损
改进BP神经网络
优化算法
Keywords
shield tunnel
disc cutter wear
improved BP neural network
optimization algorithm
分类号
TU94 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
纳米材料在土体改性方面的研究进展
王施涵
牛富俊
张恒
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021
11
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职称材料
2
冻土多物理场耦合作用理论与模型研究现状
王朋宾
夏胡熙
姜海强
马勤国
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
3
盾构隧道病害分析及上方架空轻质回填研究
刘庭金
林少群
《铁道工程学报》
EI
北大核心
2019
9
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职称材料
4
活塞风对寒区高铁隧道衬砌结构传热影响分析
姜海强
牛富俊
汪恩良
何嘉睿
蒋望涛
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
5
硬脆性岩石多尺度损伤蠕变模型及长期强度研究
赵伦洋
赖远明
牛富俊
李鹏飞
朱其志
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
14
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职称材料
6
平板锚基础在砂土地基中抗拔承载力
程力
牛富俊
周密
姜海强
谢杰辉
赖远明
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
7
循环荷载下花岗岩动力响应及本构模型
丁小彬
赵君行
董耀俊
《郑州大学学报（工学版）》
北大核心
2024
0
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职称材料
8
寒区隧道应力和位移弹塑性统一解及对比分析
蒋望涛
马勤国
姜海强
李永东
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
9
冻融模型相似性分析及试验验证
汪恩良
姜海强
韩红卫
解飞
崔恩彤
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
8
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职称材料
10
基于神经网络算法的滚刀磨损量预测方法
丁小彬
谢宇轩
薛皓文
李世佳
《郑州大学学报（工学版）》
CAS
北大核心
2023
10
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职称材料
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