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变向水平加载下裙式吸力基础三维运动及周围砂土变形规律试验研究
1
作者 张雨坤 杨逸飞 李大勇 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期78-91,共14页
海上风电基础长期受到水平风、波浪荷载作用,荷载方向随季节和气象变化显著,影响基础安全服役。裙式吸力基础是海上风电新型基础形式,开展模型试验,研究其在变向水平单调荷载下三维运动及砂土表面变形规律。研究表明:水平荷载方向改变之... 海上风电基础长期受到水平风、波浪荷载作用,荷载方向随季节和气象变化显著,影响基础安全服役。裙式吸力基础是海上风电新型基础形式,开展模型试验,研究其在变向水平单调荷载下三维运动及砂土表面变形规律。研究表明:水平荷载方向改变之后,裙式吸力基础运动方向并非始终与加载方向一致,基础运动模式分为三个阶段,第一阶段主要发生基础水平面内转角的改变(水平面内即扭转运动),第二阶段基础水平面内转角与竖直方向倾角变化程度相近,第三阶段主要发生竖直方向倾角的改变。加载方向改变后,裙式吸力基础在水平面内运动方向随水平荷载的增加由初始加载方向逐渐向水平荷载加载方向偏移,即水平面内运动轨迹变化具有“滞后性”,且裙式吸力基础比传统吸力基础“滞后性”更加明显,表明变向水平荷载作用下裙式吸力基础有更强的稳定性。荷载方向改变后,基础周围土体表面变形范围不规则、沿水平加载方向不对称,不对称性主要表现在初始加载方向前侧和后侧,且当荷载偏转角度为90°时,不对称性最明显。裙式吸力基础周围土体表面变形范围大于传统吸力基础,最大为传统吸力基础的1.60倍;裙式吸力基础前后侧土体表面变形范围之比小于传统吸力基础。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 变向水平加载 模型试验 基础三维运动 土体变形
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深部高应力破碎软岩巷道支护技术研究及其应用 被引量：78
2
作者 孟庆彬 韩立军 +3 位作者 张建 文圣勇 张帆舸 李浩 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3861-3872,共12页
针对深部高应力破碎软岩巷道围岩变形量大、变形剧烈、底臌严重、流变性强、支护难等特点,基于巷道围岩松动圈地质雷达探测、收敛变形监测等地质力学测试技术,揭示深部高应力破碎软岩巷道变形破坏特征;采用数值模拟技术手段,从围岩强度... 针对深部高应力破碎软岩巷道围岩变形量大、变形剧烈、底臌严重、流变性强、支护难等特点,基于巷道围岩松动圈地质雷达探测、收敛变形监测等地质力学测试技术,揭示深部高应力破碎软岩巷道变形破坏特征;采用数值模拟技术手段,从围岩强度特性、流变特性、巷道断面形状、软岩巷道群开挖相互影响、支护设计这5个方面分析深部高应力破碎软岩巷道变形破坏机理。针对安徽省淮南市朱集西矿深部开拓巷道特征与工程地质条件,提出"锚网索喷+U型钢支架+注浆+底板锚注"分步联合支护技术方案;基于大型三维模型试验系统,验证分步联合支护技术方案的可行性;采用FLAC 3D研究分析不同支护方案的支护效果,模拟验证分步联合支护方案的合理性。研究结果表明:分步联合支护技术方案有效地控制了深部高应力破碎软岩巷道的大变形与底臌,保证了巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。 展开更多
关键词 深部高应力 破碎软岩巷道 变形破坏机理 分步联合支护
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旧水泥路面沥青加铺改造中弯沉指标研究 被引量：23
3
作者 单景松 郭忠印 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期540-545,共6页
使用有限元方法建立旧水泥混凝土路面模型,采用弹簧单元模拟水泥路面接缝处荷载传递性能,分析了接缝两侧水泥混凝土板的弯沉差和平均弯沉随弹簧单元弹性系数的变化规律.在此基础上,建立水泥路面沥青加铺层模型.计算发现,沥青加铺层底部... 使用有限元方法建立旧水泥混凝土路面模型,采用弹簧单元模拟水泥路面接缝处荷载传递性能,分析了接缝两侧水泥混凝土板的弯沉差和平均弯沉随弹簧单元弹性系数的变化规律.在此基础上,建立水泥路面沥青加铺层模型.计算发现,沥青加铺层底部在原水泥路面接缝处存在剪应力集中现象,进而分析了旧水泥路面接缝处沥青加铺层底部的剪应力随弯沉差的变化规律.根据莫尔-库仑强度理论,以沥青加铺层底部的剪应力不大于其容许剪切强度为判断标准,提出旧水泥混凝土路面的弯沉差指标.此指标在旧水泥路面沥青加铺改造时可作为评价接缝传荷能力的参考依据. 展开更多
关键词 接缝水泥混凝土路面 沥青加铺层 弯沉指标 接缝弯沉 弹簧单元 沥青层层底剪应力
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分层土中裙式吸力基础吸力沉贯特性模型试验研究 被引量：3
4
作者 张雨坤 秦廷辉 +1 位作者 李大勇 王冲冲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1317-1325,共9页
针对一种新型海上风电基础形式-裙式吸力基础,开展模型试验,研究其在分层土地基中的沉贯特性。讨论了土层分布形式(砂土、黏性土、上层砂土及下层黏性土(简称上砂下黏)、上层黏性土及下层砂土(简称上黏下砂))、沉贯方式的影响。研究表明... 针对一种新型海上风电基础形式-裙式吸力基础,开展模型试验,研究其在分层土地基中的沉贯特性。讨论了土层分布形式(砂土、黏性土、上层砂土及下层黏性土(简称上砂下黏)、上层黏性土及下层砂土(简称上黏下砂))、沉贯方式的影响。研究表明:裙式吸力基础在分层土中具有良好的沉贯性能。与传统吸力基础相比,裙式吸力基础在砂土、黏性土、上砂下黏和上黏下砂地基中最终沉贯深度较传统吸力基础分别增加10.0%、2.3%、3.0%和9.6%,沉贯最大吸力值分别增加0.9%、14.4%、66.2%和92.2%。黏性土层位置和厚度对基础沉贯特性影响显著。上黏下砂地层中,基础最大吸力值出现在土层分界面处,最大吸力值随土层分布系数t(上层土厚度与土体总厚度的比值)的增加而逐渐增大,最终沉贯深度随土层分布系数增加而逐渐减小。上砂下黏地层中,裙式吸力基础最大吸力值出现在最大沉贯深度处,吸力最大值随土层分布系数的增加而逐渐减小,最终沉贯深度受土层分布系数影响较小。此外,同时抽吸主桶和裙结构内水体进行沉贯,最终沉贯深度大于只抽主桶情况。在砂土、黏性土、上黏下砂(t=0.4)和上砂下黏(t=0.4)等4种地基中,裙式吸力基础采用同时抽主桶和裙结构的沉贯方式,最终沉贯深度较只抽主桶情况分别增大了13.8%、3.4%、16.4%和4.6%。研究成果为进一步阐明吸力基础在分层土中沉贯机制及指导工程实践,具有借鉴意义。 展开更多
关键词 裙式吸力基础(MSC) 分层土 模型试验 沉贯方式 吸力变化 土塞高度
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风蚀性粒子降尘浓度的动力学预报模式 被引量：3
5
作者 丛晓春 陈志龙 朱晓敏 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1171-1176,共6页
为探求开放源露天煤尘在自然风力作用下的扩散情况,本研究采用空气动力学的数值计算方法,以离散相拉格朗日随机轨道为计算模型,预测了原煤、大矿、水洗和精煤4类煤种料堆的降尘浓度分布,并采用风洞试验对结果进行了对比验证.结果表明:... 为探求开放源露天煤尘在自然风力作用下的扩散情况,本研究采用空气动力学的数值计算方法,以离散相拉格朗日随机轨道为计算模型,预测了原煤、大矿、水洗和精煤4类煤种料堆的降尘浓度分布,并采用风洞试验对结果进行了对比验证.结果表明:动力学模式对风蚀粒子的预报误差在±25%,其中原煤种的预报度最高,误差10%.动力学模式与高斯沉降模式相比,高斯模式对尘源处的降尘浓度预报误差过大,动力学预报模式是基于颗粒群的运动轨迹的行为预报,能准确地描述粗大颗粒的跃移运动状态,对于满足Rosin-Rammler粒径分布的固体粒子降尘浓度的预报良好. 展开更多
关键词 风蚀粒子 运动轨迹 动力学预报 风洞试验
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基于动态质量平衡的室内颗粒物沉降规律研究 被引量：2
6
作者 丛晓春 赵建建 +2 位作者 景洲 王庆刚 倪鹏飞 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第4期1265-1273,共9页
目前室内颗粒物污染问题已经受到广泛关注.越来越多的流行病学研究表明,大气悬浮颗粒物浓度对人体健康存在显著的负影响.由于个人在室内滞留的时间可能超过全天时间的90%,因此剖析室外颗粒物向室内的传输渗透机理,对掌握室内微环境下的... 目前室内颗粒物污染问题已经受到广泛关注.越来越多的流行病学研究表明,大气悬浮颗粒物浓度对人体健康存在显著的负影响.由于个人在室内滞留的时间可能超过全天时间的90%,因此剖析室外颗粒物向室内的传输渗透机理,对掌握室内微环境下的颗粒浓度水平至关重要.本实验以青岛一办公室为研究对象,使用具有4个尺寸间隔的光学计数器同时测量室内和室外的颗粒物浓度,粒径分布范围在0.3~2.5μm,采集时间为2016年4月~9月.根据实验数据,采用基于时间的动态质量平衡模型,估算了换气次数在0.03~0.25h-1范围内的室内颗粒物渗透率和沉降速率分别为0.45~0.82h-1和0.94~2.82m/h,并分析了这些参数随粒径大小的变化规律.其结论为进一步研究颗粒物在室内的传输机理和运动轨迹提供参数. 展开更多
关键词 动态质量平衡模型 室内外颗粒物浓度比 换气次数 渗透率 沉降率
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海水海砂火山渣混凝土断裂性能试验研究 被引量：2
7
作者 黄一杰 张靖雪 +1 位作者 田翔升 殷磊 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第3期948-959,969,共13页
海洋岛礁工程建设面临着取材困难、运输与材料成本昂贵等问题。为此,开发了新型海水海砂火山渣混凝土(SSAC),以推动海工建设的发展。通过混凝土三点弯曲梁断裂试验,探讨了不同缝高比(0.2、0.3、0.4)和组料类型对SSAC断裂力学性能的影响... 海洋岛礁工程建设面临着取材困难、运输与材料成本昂贵等问题。为此,开发了新型海水海砂火山渣混凝土(SSAC),以推动海工建设的发展。通过混凝土三点弯曲梁断裂试验,探讨了不同缝高比(0.2、0.3、0.4)和组料类型对SSAC断裂力学性能的影响,获取了双K断裂韧度、断裂能与软化曲线等断裂参数的变化规律。结果表明,受粗骨料的影响,采用火山渣的混凝土的荷载-裂缝口张开位移曲线(P-CMOD)与普通混凝土相似,但其下降段更为陡峭。SSAC断裂韧度小于普通混凝土,且均不受缝高比影响。受海水海砂的影响,SSAC的断裂韧度和断裂能较淡水河砂火山渣试件分别提高14.30%和6.77%。基于试验数据,推导得出考虑组料影响的双K断裂韧度与软化关系计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。 展开更多
关键词 海水海砂火山渣混凝土 断裂性能 双K断裂韧度 断裂能 软化曲线 P-CMOD曲线
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水平不共面单调及循环荷载下裙式吸力基础承载特性
8
作者 张雨坤 宫伟远 +1 位作者 李大勇 张恒 《岩土工程学报》 2025年第12期2528-2539,共12页
裙式吸力基础具有承载力高,控制侧移能力强的优点,非常适合作为深远海超大容量海上风机基础形式。作用于海上风机结构的风浪荷载具有长期不共面性,导致基础承载特性异常复杂。开展模型试验,研究砂土中裙式吸力基础在不共面单调荷载(模... 裙式吸力基础具有承载力高,控制侧移能力强的优点,非常适合作为深远海超大容量海上风机基础形式。作用于海上风机结构的风浪荷载具有长期不共面性,导致基础承载特性异常复杂。开展模型试验,研究砂土中裙式吸力基础在不共面单调荷载(模拟风荷载)和循环荷载(模拟波浪荷载)作用下的累积侧移、运动规律及水平承载力变化规律。试验结果表明,共面加载下,裙式吸力基础运动方向与荷载方向始终一致;不共面加载下,裙式吸力基础在水平面内逐渐向单调荷载方向运动,这种现象随循环荷载幅值和双向循环加载程度的增大逐渐明显。相同循环荷载次数下,裙式吸力基础总累积侧移最大值出现在单调荷载和循环荷载夹角为30°情况,说明将风浪荷载等效为共面作用进行分析设计,结果将偏于危险。各荷载夹角下,裙式吸力基础的总累积侧移均小于传统吸力基础。基于试验结果,得到了不共面单调及循环荷载共同作用下,裙式吸力基础水平面内总累积侧移预测公式。此外,裙式吸力基础在共面及不共面加载后,水平承载力均较加载前有所提升,原因为循环加载使基础周围砂土变密实。然而,不共面加载后,裙式吸力基础承载力低于共面加载情况,降低幅度随单调荷载和循环荷载夹角的增大逐渐增加。加载前后,裙式吸力基础水平承载力均显著高于传统吸力基础。研究成果对裙式吸力基础在深远海风电的推广应用提供了借鉴。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 不共面水平单调和循环加载 模型试验 累积侧移 水平承载力
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