不同pH环境中石煤中锰元素释放规律及机理研究

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作者 曾兴 廖小宝 苏佳 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第8期2945-2954,共10页

为探究不同pH值下石煤中锰(Mn)释放规律及机理,对湖南省益阳市安化县某矿区新鲜石煤开展了不同初始pH值的浸泡试验。结果显示:pH值越低,越有利于重金属Mn的释放;随着浸泡时间增加,不同初始pH值的浸泡液的pH值均趋近中性。试验前后扫描电... 为探究不同pH值下石煤中锰(Mn)释放规律及机理,对湖南省益阳市安化县某矿区新鲜石煤开展了不同初始pH值的浸泡试验。结果显示:pH值越低,越有利于重金属Mn的释放;随着浸泡时间增加,不同初始pH值的浸泡液的pH值均趋近中性。试验前后扫描电镜-能谱仪对比显示,浸泡后颗粒表面裂纹增多,反应向内部进行;X射线荧光数据对比显示,浸泡后颗粒表面重金属Mn与碱金属Ca、Al、Fe等元素质量分数不同程度增加,非金属元素O、S等质量分数下降;X射线衍射对比分析显示,颗粒表面黄铁矿FeS_(2)、方解石CaCO_(3)与云母(AM_(2~3)T_(4)O_(10)X_(2))质量分数下降。经分析,推定浸泡作用下Mn^(2+)的释放过程中主要发生了FeS_(2)氧化产酸,CaCO_(3)中和H^(+)与黑云母K(Fe,Mg,Al)_(3)[Si_(4)O_(10)]_(2)(OH)(2)的蚀变反应,并对粒径为1 mm的石煤颗粒参与反应的原子层数进行了理论估算,得到f=1.74×10^(4)层,参与反应的厚度约为0.522 mm。通过探究环境pH值与石煤矿的相互作用,揭示石煤中Mn的释放规律及机理,为石煤矿的安全处置和污染管控提供了理论依据。 展开更多

关键词 环境学 石煤 浸泡 重金属 影响因素 反应机理

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基于声发射实验层状砂岩力学特性及破坏机理 被引量：13

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作者 刘运思 王世鸣 +4 位作者 颜世军 傅鹤林 陈琛 史越 岳健 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1419-1427,共9页

为了探究层理面影响下砂岩力学特性和破坏机理,采用声发射技术,开展砂岩单轴和巴西劈裂试验,研究砂岩拉压强度分布规律、应力应变关系、破坏形式与声发射之间的关系。研究结果表明:随着层理角度从0°增加至90°,砂岩单轴抗压强... 为了探究层理面影响下砂岩力学特性和破坏机理,采用声发射技术,开展砂岩单轴和巴西劈裂试验,研究砂岩拉压强度分布规律、应力应变关系、破坏形式与声发射之间的关系。研究结果表明:随着层理角度从0°增加至90°,砂岩单轴抗压强度先减小再增大,呈U型分布,而劈裂拉伸强度呈增大趋势;砂岩在单轴和劈裂试验下应力应变曲线具有明显的各向异性;在单轴试验下,当层理角度为0°,15°,75°和90°时,砂岩破坏形式为压缩破坏,当层理角度为30°,45°和60°时,砂岩破坏形式为沿弱面剪切破坏;在劈裂试验下,圆盘均沿着中心起裂破坏形式为拉伸破坏;随着层理角度从0°增加至90°,在单轴和劈裂试验下,裂纹发展所对应的轴向应变率降低,裂纹贯通困难,破坏所需峰值应力增大;峰值应力越大,对应的声发射能量率越大。 展开更多

关键词 岩石力学 层状砂岩 声发射 拉压力学特性 破坏机理 能量

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上软下硬地层隧道掌子面稳定性及塌方形态 被引量：25

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作者 安永林 李佳豪 +2 位作者 曹前 岳健 欧阳鹏博 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期79-87,共9页

为分析上软下硬地层对新奥法施工隧道稳定性的影响,定义掌子面软弱地层相对厚度系数无量纲参数;应用有限元模拟和强度折减相结合的方法,研究不同相对厚度系数下隧道掌子面的稳定性及其塌方形态。结果表明:软硬地层分界线在掌子面中,软... 为分析上软下硬地层对新奥法施工隧道稳定性的影响,定义掌子面软弱地层相对厚度系数无量纲参数;应用有限元模拟和强度折减相结合的方法,研究不同相对厚度系数下隧道掌子面的稳定性及其塌方形态。结果表明:软硬地层分界线在掌子面中,软弱地层相对厚度系数越大,稳定性越小;随着软弱地层相对厚度系数的增大,掌子面前方塌方范围扩大,最大位移在掌子面软弱地层中心偏下位置,应力拱的范围在扩大,且传递到掌子面下部的力更大,因此更应注重掌子面下部的加固。黏聚力和内摩擦角对掌子面稳定性的共同影响存在最优路径,沿此路径加固效果最为有效;掌子面稳定性随土体重度、开挖高度和掌子面软弱地层厚度的增大而减小;覆跨比对掌子面稳定性影响存在极值,以此作为确定隧道合理埋深的参考条件之一;地表超载只在浅埋情况下才影响掌子面的稳定性。 展开更多

关键词 隧道工程 上软下硬地层 掌子面稳定 塌方形态 强度折减法

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基于PCA-BP融合的边坡稳定性评价模型 被引量：6

4

作者 高文华 罗新辉 胡泽涛 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期6-10,共5页

针对边坡岩土体物理力学性质复杂、边坡稳定性影响因素众多等特点,提出将主成分分析(PCA)和BP神经网络结合起来进行边坡稳定性评价的方法。若BP神经网络训练误差一定,则网络信息容量与样本数成正比。当样本数较少时,就必须减少样本维数... 针对边坡岩土体物理力学性质复杂、边坡稳定性影响因素众多等特点,提出将主成分分析(PCA)和BP神经网络结合起来进行边坡稳定性评价的方法。若BP神经网络训练误差一定,则网络信息容量与样本数成正比。当样本数较少时,就必须减少样本维数,以达到较好的匹配效果,为此,引入主成分分析法(PCA)对影响边坡稳定的众多变量进行降维处理,以消除输入数据间的相关性,有效地减少预测模型的输入量,优化网络的输入节点数,提高网络的运行效率。针对BP算法容易落入局部最小、收敛速度慢等缺点,引入粒子群优化算法(PSO)优化神经网络的连接权重与阀值,从而克服了BP神经网络的固有缺陷。在此基础上,建立基于PSO优化算法的PCA-BP融合的边坡稳定性评价模型。模型分为3个层次,第一层次为输入层,即经过PCA分析之后获得的主成分;第二层次为隐含层;第三层次为输出层,即安全系数。应用该评价模型进行算例分析,结果表明,安全系数的模型计算值与参考值的绝对误差均很小,相对误差均控制在6%以内,吻合程度较高。 展开更多

关键词 安全工程 粒子群优化算法 BP神经网络 主成分分析 评价模型

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水平成层土坡破坏机理及稳定性分析 被引量：12

5

作者 王志斌 姚亮 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1915-1922,共8页

采用室内模型试验及极限分析上限法对水平成层土坡破坏机理与稳定性进行研究。首先,构建室内模型分别模拟不同边坡高度与不同分层厚度条件下的水平成层土质边坡,分析在坡顶条形荷载作用下坡顶与坡面位移-荷载变化规律、极限承载力及破... 采用室内模型试验及极限分析上限法对水平成层土坡破坏机理与稳定性进行研究。首先,构建室内模型分别模拟不同边坡高度与不同分层厚度条件下的水平成层土质边坡,分析在坡顶条形荷载作用下坡顶与坡面位移-荷载变化规律、极限承载力及破坏面形态和位置。基于极限分析上限法基本原理,针对水平成层土质边坡圆弧+直线的破坏模式建立机动容许速度场,推导该类边坡在坡顶条形荷载作用下极限承载力的求解公式,并将室内试验结果与数值分析结果进行对比分析。研究结果表明:水平成层土质边坡在坡顶条形荷载作用下的破坏模式为圆弧+直线组合式,其滑动面由凹向边坡体内部的圆弧曲面和平面2部分组成,圆弧曲面上端位于加载梁后缘处,下端处于填土分层处,平面为填土分层交界面;上限法在求解水平成层土质边坡稳定性问题上具有一定的合理性。 展开更多

关键词 水平成层土坡 破坏机理 稳定性 模型试验 极限分析上限法 滑动面

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可拓法评估运营隧道衬砌结构健康实例 被引量：8

6

作者 安永林 李佳豪 +2 位作者 赵丹 张运良 杨高尚 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期422-428,共7页

为综合评价服役隧道结构健康状况,构建隧道结构健康状况多级可拓评估模型与计算流程,以某隧道某断面病害检测为实例,给出分级标准与评价指标体系,并对评价指标的相关检测量值进行归一化处理后,评估该断面的结构健康等级。研究结果表明:... 为综合评价服役隧道结构健康状况,构建隧道结构健康状况多级可拓评估模型与计算流程,以某隧道某断面病害检测为实例,给出分级标准与评价指标体系,并对评价指标的相关检测量值进行归一化处理后,评估该断面的结构健康等级。研究结果表明:该断面的隧道结构健康等级属于亚健康,需要进行维修加固;并获得各准则层的病害等级,如衬砌变形和空洞对隧道健康影响等级是病害等级,渗漏水和裂缝为亚健康等级。从而可以有针对性地采取不同的加固策略,如渗漏水采用注浆或者引排,裂缝采用修补或者注浆+锚杆等,脱空采用注浆或回填等。 展开更多

关键词 隧道工程 健康检测 结构健康评估 可拓评估

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富水程度及饱水时间对隧道掌子面稳定性影响 被引量：6

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作者 安永林 曾贤臣 +3 位作者 赵丹 岳健 胡文轩 欧阳鹏博 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1261-1266,共6页

为了分析富水程度及饱水时间对隧道掌子面稳定的影响,建议非饱和围岩强度参数是围岩含水量或者饱和度的函数;饱和围岩强度参数是围岩饱水时间的函数。如受实验及经费限制,则可根据围岩软化系数以及Hoek-Brown准则,确定围岩不同饱和度下... 为了分析富水程度及饱水时间对隧道掌子面稳定的影响,建议非饱和围岩强度参数是围岩含水量或者饱和度的函数;饱和围岩强度参数是围岩饱水时间的函数。如受实验及经费限制,则可根据围岩软化系数以及Hoek-Brown准则,确定围岩不同饱和度下的围岩强度参数。进而提出基于强度折减法和上限法分析矿山法隧道掌子面稳定的思路,并给出相应的算例。研究结果表明:随着饱水时间的增长和饱和度的增加,掌子面安全系数降低;采用台阶法能够显著提高掌子面的稳定性。 展开更多

关键词 隧道工程 掌子面稳定 富水隧道 极限分析法 强度折减法

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基于极限分析的进尺对隧道掌子面稳定性影响 被引量：8

8

作者 安永林 李佳豪 +2 位作者 曹前 岳健 欧阳鹏博 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期443-449,共7页

为了分析进尺对隧道掌子面的影响,基于极限分析法推导掌子面稳定安全系数的公式,并同Vermeer公式做对比分析,进行参数影响规律分析。研究结果表明:低黏聚力围岩,除了采用短进尺外,必须要采取加固措施,提高围岩强度;随着黏聚力提高,内摩... 为了分析进尺对隧道掌子面的影响,基于极限分析法推导掌子面稳定安全系数的公式,并同Vermeer公式做对比分析,进行参数影响规律分析。研究结果表明:低黏聚力围岩,除了采用短进尺外,必须要采取加固措施,提高围岩强度;随着黏聚力提高,内摩擦角的增大,各进尺下稳定安全系数提高。随着开挖高度的增加,稳定安全系数降低,在较小开挖高度下,更能体现短进尺对稳定安全系数的作用。随着进尺的增加,拱效应开始发挥时的临界覆跨比C/D随着进尺的增大而增大;大进尺下,需要更大的埋深才能使得破坏不扩展至地表。各进尺下稳定安全系数随着重度的增加而降低;局部破坏下,地表超载对稳定安全系数没有影响;破坏波及到地表时,不同进尺下,稳定安全系数随着地表超载的增大而降低。 展开更多

关键词 隧道工程 掌子面稳定 进尺 极限分析

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进尺对浅埋隧道掌子面稳定性及变形受力影响 被引量：2

9

作者 安永林 欧阳鹏博 +1 位作者 岳健 胡文轩 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期787-794,共8页

基于强度折减有限元法分析不同进尺对隧道掌子面稳定性和破坏形态的影响,研究不同进尺下掌子面变形形态、拱顶沉降特性、地表沉降槽形状,并揭示不同进尺下掌子面前方、进尺开挖段、支护段的应力传递路径、拱效应特征及应力演化过程。结... 基于强度折减有限元法分析不同进尺对隧道掌子面稳定性和破坏形态的影响,研究不同进尺下掌子面变形形态、拱顶沉降特性、地表沉降槽形状,并揭示不同进尺下掌子面前方、进尺开挖段、支护段的应力传递路径、拱效应特征及应力演化过程。结果表明:进尺对稳定性的影响呈现非线性特征,整体上随着进尺的增大,稳定安全系数降低,塑性分布范围增大,位移影响范围增大,且从掌子面附近逐渐扩展到开挖段,位移矢量角呈现非线性增大,即竖向位移所占比重增加。掌子面前方及进尺开挖段均存在拱效应,竖向拱效应大于横向拱效应,水平拱效应最弱,应加强掌子面底部围岩的稳定和已支护段的强度;根据竖向应力距掌子面距离的不同,可以将其分为三个区段:掌子面附近为应力降低区,即卸荷区;掌子面前方一段距离为应力升高区,即应力承载区;掌子面较远处,为原岩应力区。 展开更多

关键词 隧道工程 掌子面稳定 进尺 坍方形态 强度折减法

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设坝垃圾填埋场沿衬里界面地震稳定性的拟静力分析 被引量：2

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作者 贺建清 施爽彦 高文华 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1736-1742,共7页

复合衬里系统是现代垃圾填埋工程中常有的防渗结构体系,因其界面抗剪强度比较低,垃圾填埋场易沿底部复合衬里界面发生平移破坏,且随着作用在复合衬里界面上的法向应力增加,破坏面在复合衬里不同界面间发生转移。考虑填埋场底部复合衬里... 复合衬里系统是现代垃圾填埋工程中常有的防渗结构体系,因其界面抗剪强度比较低,垃圾填埋场易沿底部复合衬里界面发生平移破坏,且随着作用在复合衬里界面上的法向应力增加,破坏面在复合衬里不同界面间发生转移。考虑填埋场底部复合衬里极限破坏界面转移和垃圾坝对填埋体稳定性的影响,采用拟静力法引入地震力,建立填埋场沿坝背和沿坝底破坏模式下的五楔体分析模型。对各楔体进行拟静力平衡分析,并建立平衡方程,求解地震作用下填埋体沿底部复合衬里界面滑动的安全系数。结果表明,水平地震惯性力对垃圾填埋场沿底部复合衬界面的稳定性有显著影响,随水平地震惯性力增加,填埋场安全系数显著降低。水平地震惯性力高的情况下,竖向地震惯性力对填埋场安全系数的影响不容忽视,在高设防条件下,应考虑竖向地震惯性力的影响。垃圾坝背坡坡角较小时,沿坝背发生平移破坏的可能性较大,反之,沿坝底发生平移破坏的可能性较大。随水平地震惯性力增加,沿坝背发生平移破坏的可能性增加,沿坝底发生平移破坏的可能性减小。 展开更多

关键词 安全工程 地震 垃圾填埋场 垃圾坝 稳定性分析 拟静力方法

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斜井掌子面形状与倾角对隧道开挖面稳定性影响 被引量：3

11

作者 安永林 李佳豪 +1 位作者 赵丹 岳健 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2612-2617,共6页

基于强度折减极限有限元法,建立直立形、倾斜形和曲面形3种掌子面形状的模型。针对不同倾角的斜井模型,研究网格多少以及局部加密自适应网格对计算结果的影响,分析掌子面安全系数与破坏形状之间的关系,并将安全系数同有限元分析作对比... 基于强度折减极限有限元法,建立直立形、倾斜形和曲面形3种掌子面形状的模型。针对不同倾角的斜井模型,研究网格多少以及局部加密自适应网格对计算结果的影响,分析掌子面安全系数与破坏形状之间的关系,并将安全系数同有限元分析作对比。研究结果表明:网格越精细,安全系数越低;曲面形掌子面的稳定系数小于直立形式的,直立形式的小于倾斜形式的;掌子面越倾斜,越稳定,类似于起到核心土的作用;掌子面底部与拱顶存在次应变集中带,隧道在纵断面上存在分区破坏;当掌子面形状为微椭圆形时,其稳定性略有提高,但随着椭圆度增大,安全系数降低,实际施工中,椭圆度不宜控制,建议有条件下可采用斜掌子面;斜井倾角越大,掌子面稳定性越低,所以大倾角斜井与大反坡隧道施工,更要采取措施控制掌子面的稳定;低黏聚力的破碎围岩,应通过注浆等措施,改善围岩力学参数,提高掌子面稳定性。 展开更多

关键词 隧道工程 掌子面稳定 掌子面形状 斜井倾角

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水岩作用下红层软岩损伤劣化特征及本构模型研究

12

作者 胡惠华 李军伟 +2 位作者 范文韬 林滢 贺建清 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期685-694,共10页

以沅麻盆地红层软岩为研究对象,开展不同饱水时长下的岩石单轴压缩试验、电镜扫描试验、弹性纵波波速测试,研究饱水红层软岩力学性质、微观结构、弹性纵波波速随时间的变化规律;采用数字图像处理技术对岩石微观结构特征进行量化处理,定... 以沅麻盆地红层软岩为研究对象,开展不同饱水时长下的岩石单轴压缩试验、电镜扫描试验、弹性纵波波速测试,研究饱水红层软岩力学性质、微观结构、弹性纵波波速随时间的变化规律;采用数字图像处理技术对岩石微观结构特征进行量化处理,定量分析岩石微结构变化特征;基于损伤力学理论,构建水化作用下红层软岩损伤模型。研究结果表明,红层软岩饱水1、2、3、5 d后强度分别下降了14%、27%、39%、80%。随着饱水时间的增加,红层软岩单轴抗压强度单调递减,其破坏模式从脆性破坏模式逐渐往延性破坏模式发展,破坏时岩石破裂面与水平面夹角逐渐变小,主贯穿剪切裂缝周围的次生裂纹数量呈先增大后减小的趋势。红层软岩岩样缺陷面积占比随着饱水时间的增长逐渐增加,孔隙数量与孔隙平均尺寸呈负相关,孔隙数量表现为先升高再降低的趋势,红层软岩缺陷面积占比增量与饱水时间呈线性递增关系;同时,随着饱水时间的增长,红层软岩纵波波速降低,expdecl函数适用于拟合红层软岩纵波波速与饱水时间的关系。建立了红层软岩饱水损伤模型,并将模型计算值与试验值进行对比,验证了模型的准确性。该模型能以无损检测的方式准确预测不同饱水时长下岩石的单轴抗压强度,能较好地描述红层软岩饱水后的损伤特性。 展开更多

关键词 红层 软岩 强度 劣化 损伤模型

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设坝垃圾填埋场沿底部衬里滑动的稳定性分析 被引量：2

13

作者 袁深根 贺建清 +1 位作者 胡伟 高文华 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期25-30,共6页

考虑填埋场底部衬里极限破坏界面转移和垃圾坝的作用,将填埋场分为垃圾坝、被动楔体、两个中间楔体和主动楔体5个部分,分别对每个部分进行极限平衡分析,并建立了平衡方程,求解填埋场沿底部复合衬里界面滑动的安全系数。结合工程实例分... 考虑填埋场底部衬里极限破坏界面转移和垃圾坝的作用,将填埋场分为垃圾坝、被动楔体、两个中间楔体和主动楔体5个部分,分别对每个部分进行极限平衡分析,并建立了平衡方程,求解填埋场沿底部复合衬里界面滑动的安全系数。结合工程实例分析了垃圾坝、垃圾土及填埋场底部衬里界面剪切强度对填埋场稳定性的影响,分析结果表明,垃圾土粘聚力csw、内摩擦角φsw增加,填埋场安全系数Fs呈线性小幅增长,φsw对Fs的影响略大于csw。随着坝底界面粘聚力cd和摩擦角δd增加,Fs逐渐增大,且与cd近似呈线性关系,δd对Fs的影响大于cd。增加垃圾坝坝高H2、减小坝背倾角η,Fs增大。填埋场底部衬里界面粘聚力cb和摩擦角δb增加,Fs增大,并与cb近似呈线性关系。高法向应力界面的强度指标对Fs的影响程度远大于低法向应力界面的强度指标,δb对Fs的影响尤为显著。 展开更多

关键词 填埋场 防渗 复合衬里 稳定性 垃圾坝 破坏面转移

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超载预压施工过程软土固结变形特征研究 被引量：1

14

作者 贺建清 王湘春 +3 位作者 胡惠华 陈谦 林滢 张鹏 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期2277-2285,共9页

超载预压法作为一种有效的软土地基处理方法,常被广泛应用于对工后沉降有严格要求的软基处理工程。为研究软土在超载预压、卸荷回弹、再加载(运营)各个阶段的次固结变形特征,尤其是超载卸除后土体的回弹、次固结变形特征,模拟超载预压... 超载预压法作为一种有效的软土地基处理方法,常被广泛应用于对工后沉降有严格要求的软基处理工程。为研究软土在超载预压、卸荷回弹、再加载(运营)各个阶段的次固结变形特征,尤其是超载卸除后土体的回弹、次固结变形特征,模拟超载预压处理软土地基施工过程现场土体受压工况,重塑洞庭湖安乡软土进行一维固结蠕变试验。研究结果表明,超载预压阶段,软土的压缩曲线主、次固结分界明显,次固结阶段的压缩曲线近似直线。随着预压荷载增大,次固结系数呈逐渐减小。卸荷回弹阶段,回弹峰值及达到回弹峰值所需时间与预压卸荷增量比呈线性递增关系,并提出了相应的计算公式。卸除超载可延缓但不能阻止土体次固结变形,次固结系数受预压荷载影响明显,随着预压荷载增加,呈现出逐渐增大的趋势。再加载阶段,主、次固结阶段曲线连接线逐渐平缓,次固结系数随着施加荷载增加呈逐渐减小的趋势。经超载预压处理软土的次固结系数明显降低,超载预压法能有效控制工后沉降。 展开更多

关键词 超载预压 一维固结蠕变试验 洞庭湖 安乡软土 次固结系数 回弹 工后沉降

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基于上限定理确定隧道式锚碇极限抗拔承载力

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作者 贺建清 王津 +3 位作者 林孟源 王湘春 范文韬 胡惠华 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期129-138,共10页

隧道式锚碇作为一种新型的悬索桥锚碇结构,因具有因地制宜、经济环保的优点在多山的西南地区得到了广泛应用。已有研究表明,锚塞体围岩性质较差、埋深较浅,锚塞体与围岩接触界面结合程度较好的隧道式锚碇极易发生倒楔形冲切破坏。将破... 隧道式锚碇作为一种新型的悬索桥锚碇结构,因具有因地制宜、经济环保的优点在多山的西南地区得到了广泛应用。已有研究表明,锚塞体围岩性质较差、埋深较浅,锚塞体与围岩接触界面结合程度较好的隧道式锚碇极易发生倒楔形冲切破坏。将破坏体视为以锚塞体中心线为轴线的旋转楔形体,假定破坏面为最小旋转曲面,利用变分法经典欧拉方程求解破坏体最小旋转曲面问题,确定旋转曲面母线方程;基于改进的Mohr-Coulomb强度准则,由主缆拉拔荷载和楔形体自重所做的外功率与楔形体沿滑移面所消耗的内功率相等的条件建立虚功方程,推导隧道式锚碇极限抗拔承载力上限解。开展隧道式锚碇室内模型试验,研究了拉拔承载过程中的坡面位移的变化规律及隧道式锚碇的破坏模式。研究结果表明,拉拔作用点的荷载-位移曲线可分为4个阶段:克服重力阶段、弹性阶段、弹塑性阶段以及破坏阶段;隧道式锚碇破坏模式为围岩倒楔形冲切破坏,破坏体可近似视为以锚塞体中心线为轴线的旋转楔形体;由推导公式得到的隧道式锚碇极限抗拔承载力计算值与实测值一致性较好,具有一定的可靠性,可为隧道式锚碇的设计提供参考。 展开更多

关键词 隧道式锚碇 修正Mohr-Coulomb强度准则 极限分析法 室内模型试验

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上覆层填料物理力学特性对复合衬垫界面剪切特性影响研究 被引量：1

16

作者 杨贵花 王湘春 +2 位作者 贺建清 陈秋南 李军伟 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第1期16-20,共5页

采用改进ZLB-1型三联流变直剪仪研究了填料特性对复合衬垫界面剪切特性的影响,得到上覆层填料不同物理力学特性在不同法向应力下的剪切应力-位移曲线。结果表明,黏土与砂土均出现了位移软化现象,且随含砂率增加,位移软化现象更明显;土工... 采用改进ZLB-1型三联流变直剪仪研究了填料特性对复合衬垫界面剪切特性的影响,得到上覆层填料不同物理力学特性在不同法向应力下的剪切应力-位移曲线。结果表明,黏土与砂土均出现了位移软化现象,且随含砂率增加,位移软化现象更明显;土工膜-钠基膨润土垫界面在复合衬垫界面中摩擦系数最低,且饱和状态下界面摩擦系数明显低于非饱和状态下界面摩擦系数。含砂率增加,复合衬垫界面间似黏聚力降低,似摩擦角先降低后增加再降低;含水率增加,似黏聚力和似摩擦角均先增大后减小。 展开更多

关键词 上覆层 填料 直剪仪 衬垫材料 防渗材料 界面摩擦系数

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横观各向同性岩体内时损伤本构模型研究 被引量：8

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作者 刘运思 王世鸣 +2 位作者 郭志广 岳健 颜世军 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1407-1414,共8页

层状岩体一般视作横观各向同性体,其力学特性在不同的层面倾角下存在较大的差异。为了解决这一问题并研究层面倾角与力学特性之间的内在联系,引入横观各向同性体体积模量和剪切模量与层面倾角的函数关系式。从内时理论出发,通过内蕴时... 层状岩体一般视作横观各向同性体,其力学特性在不同的层面倾角下存在较大的差异。为了解决这一问题并研究层面倾角与力学特性之间的内在联系,引入横观各向同性体体积模量和剪切模量与层面倾角的函数关系式。从内时理论出发,通过内蕴时间的重新构造,在Helmholtz自由能中引入损伤变量,利用不可逆热力学的基本原理推导出横观各向同性岩体的内时损伤本构方程,并给出确定本构模型中各参数的方法。对该方程在单轴应力条件下进行求解、分析与验证。研究结果表明:该本构方程能很好地描述横观各向同性岩体在损伤发生前后的变形特点,并能有效地反映横观各向同性岩体的非线性和剪胀扩容等物理力学现象。 展开更多

关键词 岩石力学 横观各向同性体 内时理论 本构模型 损伤

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水下浅埋暗挖小净距隧道安全贯通的力学行为与施工措施 被引量：6

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作者 岳健 冷伍明 +2 位作者 安永林 刘运思 罗浩 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期142-151,共10页

长沙市浏阳河公路隧道是一座水下浅埋暗挖小净距隧道,从河两岸对头施工,四洞在河底两两先后贯通时,不仅要考虑四洞施工的相互影响,还要考虑水渗流的影响,施工风险高。结合数值模拟与现场实测,首先比较了4种贯通方案以选择最优方案,然后... 长沙市浏阳河公路隧道是一座水下浅埋暗挖小净距隧道,从河两岸对头施工,四洞在河底两两先后贯通时,不仅要考虑四洞施工的相互影响,还要考虑水渗流的影响,施工风险高。结合数值模拟与现场实测,首先比较了4种贯通方案以选择最优方案,然后研究了关键部位在贯通过程中的力学性状并提出了相应的施工措施,最后分析了贯通效果与贯通后的延续影响。结果表明:应采用两贯通处纵向间隔23 m、先后单向施工到贯通处的贯通方案;贯通处岩柱的最大压应力出现在岩柱底部,贯通处岩柱呈现顶窄底宽的楔形状态有利于岩柱受力;在贯通时,不用施作临时支护,应快速将隧道上台阶贯通处岩柱从上至下一次性全挖掉后施作初衬;应关注河床沉降的变化;隧道贯通力学行为对于围岩应力场与渗流场的影响具有时间效应;隧道安全贯通而且贯通的效果较好。所得结论可为类似高风险水下隧道的安全贯通提供参考。 展开更多

关键词 水下小净距隧道 浅埋暗挖法 贯通 力学行为 渗流

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基于改进的Mohr-Coulomb强度准则下岩石锚杆极限抗拔承载力计算 被引量：6

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作者 贺建清 肖兰 +1 位作者 张文勇 高文华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2484-2488,共5页

岩石锚杆基础作为风电机组基础的一种特殊基础型式,可以充分发挥原状岩体的力学性能,具有良好的抗拔性能。已有研究表明,小而非零拉伸截断改进的Mohr-Coulomb(简称M-C)强度准则更适用于描述岩体的破坏特性。基于小而非零拉伸截断改进的... 岩石锚杆基础作为风电机组基础的一种特殊基础型式,可以充分发挥原状岩体的力学性能,具有良好的抗拔性能。已有研究表明,小而非零拉伸截断改进的Mohr-Coulomb(简称M-C)强度准则更适用于描述岩体的破坏特性。基于小而非零拉伸截断改进的M-C强度准则,建立破坏面上单位面积的能量耗损率表达式。从塑性力学极限分析上限定理出发,构建岩楔体平移破坏机构。根据外部作用荷载和岩楔体自重所做的外功率与沿岩楔体圆破坏锥面的能量耗损率相等的条件,建立虚功率方程,并由此得到了岩石锚杆极限抗拔承载力的计算公式。经原型试验验证,推导公式所得计算值与实测值一致性较好,具有一定的可靠性,且能满足工程实际应用要求。 展开更多

关键词 小而非零拉伸截断 Mohr-Coulomb强度准则 极限分析 锚杆 极限抗拔承载力

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洞庭湖冲湖积软土次固结效应研究 被引量：13

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作者 陈立国 吴昊天 +1 位作者 陈晓斌 贺建清 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2362-2369,I0004,I0005,共10页

软土地区建(构)筑物产生的工后沉降主要由土体的次固结沉降控制。为了探明洞庭湖软土的次固结特性,开展了一系列的一维固结蠕变试验,分析软土次固结系数随固结压力的变化特征,研究软土次固结系数与含水量、压缩指数的关系,及压缩曲线的... 软土地区建(构)筑物产生的工后沉降主要由土体的次固结沉降控制。为了探明洞庭湖软土的次固结特性,开展了一系列的一维固结蠕变试验,分析软土次固结系数随固结压力的变化特征,研究软土次固结系数与含水量、压缩指数的关系,及压缩曲线的历时特征。研究结果表明:软土的主次固结的划分与固结压力、固结状态、加荷比等因素有关;次固结系数与固结压力的关系曲线呈现两处峰值点,分别位于先期固结压力和结构屈服强度附近;上覆土自重应力作用下的次固结系数随天然含水量线性增加,可以按Cα?0.0232w粗略估算洞庭湖软土在上覆土自重应力作用下的次固结系数;次固结系数Cα与压缩指数Cc大致呈线性关系,Cα/Cc值的范围为0.0354~0.0568,平均值为0.0449。不同固结时间的e-lgp曲线可近似看作直线,随固结时间增长,压缩指数呈线性缓慢减小;不同固结时间的e-lgp曲线相互不平行,随着固结压力增大,相互靠拢。研究结果对指导洞庭湖地区软基工程的设计和施工具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 洞庭湖 软土 次固结系数 加荷比 压缩指数

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