桩承式路堤土拱效应的试验和数值研究 被引量：39

1

作者 费康 王军军 陈毅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1975-1983,共9页

对桩承式路堤中的土拱效应进行了三维模型试验研究。根据试验结果,分析了应力折减系数大小和填土中的竖向应力分布特点。对比分析了实测值与Terzaghi方法和Hewlett&Randolph方法计算值之间的差异,验证了各方法的适用性。采用三维有... 对桩承式路堤中的土拱效应进行了三维模型试验研究。根据试验结果,分析了应力折减系数大小和填土中的竖向应力分布特点。对比分析了实测值与Terzaghi方法和Hewlett&Randolph方法计算值之间的差异,验证了各方法的适用性。采用三维有限元对模型试验进行了数值模拟,重点分析了路堤填土的大主应力方向、应力水平和沉降模式等几个关键问题。试验和数值结果表明,Terzaghi方法与Hewlett、Randolph方法给出的应力折减系数数值接近,但填土中竖向应力分布模式截然不同,且与实测值有所区别。若在Terzaghi方法中采用合适的滑动面形状,得到的计算结果与实测值较吻合,能够反映竖向应力沿深度分布的特点。 展开更多

关键词 桩承式路堤 土拱效应 模型试验 有限元

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桩承式加筋路堤设计理论研究进展 被引量：20

2

作者 费康 刘汉龙 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2008年第4期89-94,共6页

综述国内外关于桩承式加筋(GRPS)路堤设计理论的研究成果,分析了土拱效应理论和拉膜效应理论。指出了目前桩承式加筋路堤设计理论的不足,提出了GRPS路堤中路堤、桩和土工合成材料三部分设计中有待进一步研究的问题。

关键词 桩承式加筋路堤 土拱效应 拉膜效应

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桩承式路堤中填土破坏模式研究 被引量：3

3

作者 费康 陈毅 王军军 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第2期258-262,共5页

为了研究桩承式路堤中填土的破坏模式,采用有限元方法对不同桩间距、填土高度和摩擦角进行了参数敏感性分析。根据计算得到的屈服区和增量等效塑性应变结果,分析了不同情况下填土的破坏机理。结果显示:对于填土高度与桩间距之比H/s≤1... 为了研究桩承式路堤中填土的破坏模式,采用有限元方法对不同桩间距、填土高度和摩擦角进行了参数敏感性分析。根据计算得到的屈服区和增量等效塑性应变结果,分析了不同情况下填土的破坏机理。结果显示:对于填土高度与桩间距之比H/s≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;对于H/s≥1.2的高路堤的情况,最终填土中将发展出类似经典地基承载力理论中的由弹性楔体、径向剪切区和被动破坏区组成的区域,并且由于相邻桩的影响,填土中破坏面的具体形式会有所改变。 展开更多

关键词 桩承式路堤 土拱效应 有限元 破坏模式

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桩承式路堤土拱效应发挥过程研究 被引量：22

4

作者 费康 陈毅 王军军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1367-1374,共8页

通过三维模型试验对桩承式路堤中土拱效应发挥过程进行了研究,重点分析了不同桩顶盖板尺寸、不同加筋方式下应力折减系数与差异沉降之间的关系。结果表明,土拱效应随变形的增加而发挥;加筋材料的设置减小了差异沉降,削弱了填土中的土拱... 通过三维模型试验对桩承式路堤中土拱效应发挥过程进行了研究,重点分析了不同桩顶盖板尺寸、不同加筋方式下应力折减系数与差异沉降之间的关系。结果表明,土拱效应随变形的增加而发挥;加筋材料的设置减小了差异沉降,削弱了填土中的土拱效应,荷载向桩顶的传递是土拱效应和拉膜效应共同作用的结果。采用有限元法对桩间距、填土高度等未能在模型试验中考虑的关键因素进行了参数敏感性分析,总结了土拱效应发挥过程的相关规律。根据有限元计算结果、试验数据和文献中收集到的实测资料,提出用土拱效应发挥系数和归一化位移来描述土拱效应的发挥过程,建议二者之间采用双曲线方程模拟,从而在设计中体现土拱效应随位移的发展,并满足路堤填土、加筋材料和地基之间的变形协调要求。 展开更多

关键词 桩承式路堤 土工加筋材料 土拱效应 差异沉降 模型试验 有限元

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加筋形式对桩承式路堤工作性状影响的试验研究 被引量：15

5

作者 费康 陈毅 王军军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2312-2317,共6页

对无加筋和采用不同加筋材料、加筋层数下桩承式路堤的工作性状进行了三维模型试验研究,侧重分析了桩土应力比、应力折减系数、填土中竖向应力分布、地基沉降等内容。结果表明加筋材料的设置有利于荷载向桩顶的转移,可有效减小沉降,但... 对无加筋和采用不同加筋材料、加筋层数下桩承式路堤的工作性状进行了三维模型试验研究,侧重分析了桩土应力比、应力折减系数、填土中竖向应力分布、地基沉降等内容。结果表明加筋材料的设置有利于荷载向桩顶的转移,可有效减小沉降,但不同加筋形式下桩承式路堤的工作性状有所不同。使用单层或双层土工布时,路堤的荷载传递机理主要是填土的土拱效应和加筋材料的拉膜效应,但拉膜效应发挥相对较晚。使用双层格栅时,加筋材料与周围砂土形成半刚性平台。单层格栅的作用介于两者之间。试验结果与常规拉膜效应设计方法的对比表明,若假设荷载只由相邻桩间的加筋材料条带承担,计算的拉力将偏大,过于保守。 展开更多

关键词 桩承式路堤 土工合成材料 土拱效应 拉膜效应 模型试验

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深圳公明供水调蓄工程进水塔抗震分析 被引量：2

6

作者 费康 张福海 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2009年第1期52-56,共5页

采用三维振型分解反应谱法分析深圳公明供水调蓄工程进水塔结构的自振特性,研究了正常蓄水位下分别遭遇顺水流向和垂直于水流向地震时进水塔的地震加速度、动位移和动应力响应,并验证进水塔的抗震稳定性。验证结果表明进水塔的变形和强... 采用三维振型分解反应谱法分析深圳公明供水调蓄工程进水塔结构的自振特性,研究了正常蓄水位下分别遭遇顺水流向和垂直于水流向地震时进水塔的地震加速度、动位移和动应力响应,并验证进水塔的抗震稳定性。验证结果表明进水塔的变形和强度满足设计要求。为提高进水塔桩基础的水平承载力,建议在垂直于水流方向增加6根桩。 展开更多

关键词 进水塔 振型分解反应谱法 抗震分析 公明供水调蓄工程

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含砾黏土压实及强度特性的实验研究 被引量：12

7

作者 费康 张永强 闻玮 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第B07期12-16,共5页

采用室内重型击实实验对含砾黏土的压实特性进行分析,结合CT断层扫描研究材料整体干密度、最优含水率及黏土的压实程度与掺砾量、含水率等因素之间的关系。根据无侧限抗压强度实验结果,比较不同掺砾量和不同含水率下的无侧限抗压强度大... 采用室内重型击实实验对含砾黏土的压实特性进行分析,结合CT断层扫描研究材料整体干密度、最优含水率及黏土的压实程度与掺砾量、含水率等因素之间的关系。根据无侧限抗压强度实验结果,比较不同掺砾量和不同含水率下的无侧限抗压强度大小。结果表明:掺砾量较低时砾粒与黏土之间就已出现粒间空隙;含水率较高时,这些空隙及黏土孔隙中的水在击实过程中难以排出,同时水还阻碍了封闭气泡的逸出,造成黏土的压实效果明显降低;随着含砾量的增加砾粒逐渐起到骨架作用,减小了作用在黏土上的击实能量,也造成黏土的压实程度差于纯黏土。含砾黏土的无侧限抗压强度主要由黏土成分的密实程度控制,因而受到砾粒含量和含水率的影响,整体上随着含砾量的增加而降低,含水率较高时的下降幅度更明显。 展开更多

关键词 含砾黏土 最大干密度 最优含水率 不排水强度

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掺砾黏土动力特性研究进展 被引量：2

8

作者 费康 闻玮 张永强 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2015年第4期112-118,共7页

综述了掺砾黏土动力特性的研究现状,分析了动剪切模量、阻尼比和动强度的影响因素,提出研究掺砾黏土的动力特性需要考虑材料的细观结构特征,总结了考虑材料细观结构特征的数值方法及分析理论。指出今后需要在掺砾黏土的细观结构特征及... 综述了掺砾黏土动力特性的研究现状,分析了动剪切模量、阻尼比和动强度的影响因素,提出研究掺砾黏土的动力特性需要考虑材料的细观结构特征,总结了考虑材料细观结构特征的数值方法及分析理论。指出今后需要在掺砾黏土的细观结构特征及其影响因素、细观结构对材料宏观动力性能的影响机理和基于颗粒增强复合材料理论的细观力学模型等方面作重点研究。 展开更多

关键词 掺砾黏土 动力特性 动剪切模量 阻尼比 动强度 细观结构 综述

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温度对饱和黏性土剪切特性影响的试验研究 被引量：13

9

作者 费康 周莹 付长郓 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1679-1686,共8页

采用温控三轴仪,考虑不同的温度–应力路径,对两种正常固结的饱和黏性土进行了固结不排水和固结排水剪切试验,研究了温度变化对土体强度、应力应变关系、孔压响应和流动法则等的影响。结果表明,温度效应的强弱与土的类别有关,温度变化... 采用温控三轴仪,考虑不同的温度–应力路径,对两种正常固结的饱和黏性土进行了固结不排水和固结排水剪切试验,研究了温度变化对土体强度、应力应变关系、孔压响应和流动法则等的影响。结果表明,温度效应的强弱与土的类别有关,温度变化对粉质黏土的剪切特性基本没有影响,但对黏土的影响不容忽视。随着温度的增加,黏土的不排水和排水峰值强度有明显的提高,临界摩擦角基本保持不变。不同温度下黏土不排水剪切过程中均产生正的超孔压,排水剪切中土体体积均持续减小,表明高温下偏应力偏应变曲线出现软化的原因与强超固结土的剪胀机理有区别。黏土剪切特性的变化程度与温度–应力路径相关,先升温后固结试样的不排水强度比固结后升温试样的低。温度循环一周后,黏土的不排水强度较室温下有明显提高。 展开更多

关键词 黏土 粉质黏土 三轴试验 剪切特性 温度效应

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热–力耦合作用下黏性土体积变形特性试验研究 被引量：9

10

作者 费康 戴迪 付长郓 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1752-1758,共7页

采用温控三轴仪,对饱和黏性土在热-力耦合作用下的体积变形特性进行了研究。试验中共考虑了温度循环后的应力加卸载试验、升高或降低不同温度后的应力加卸载试验3 种方案。结果表明,黏性土温度体积变形的大小与围压无关。温度循环会造... 采用温控三轴仪,对饱和黏性土在热-力耦合作用下的体积变形特性进行了研究。试验中共考虑了温度循环后的应力加卸载试验、升高或降低不同温度后的应力加卸载试验3 种方案。结果表明,黏性土温度体积变形的大小与围压无关。温度循环会造成黏性土塑性体积变形持续发展,但单周塑性应变增量随温度循环周数的增加而减小,体现了温度历史的影响。将土样继续加载后,温度的历史效应将被覆盖,后续温度循环中产生的塑性体积应变量值及发展规律与初始循环下的类似。不同温度下土体的压缩指数和回弹指数基本不变。同一塑性体积应变下,屈服应力随温度的增加而减小。温度变化引起的塑性体积应变也会造成屈服应力提高,可近似采用与力学塑性体积应变硬化一致的规律进行描述。 展开更多

关键词 黏性土 室内试验 热-力耦合作用 塑性体积应变 屈服应力

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能量桩群桩工作特性简化分析方法研究 被引量：7

11

作者 费康 朱志慧 +1 位作者 石雨恒 周莹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3889-3898,共10页

采用双曲线模型模拟桩土界面上的力学行为,利用剪切位移法反映剪应力在土层中的传递,考虑群桩之间的相互作用,建立了热-力耦合作用下能量桩群桩基础工作特性的简化分析方法。该方法能反映桩土界面上的非线性、桩顶的约束条件和能量桩位... 采用双曲线模型模拟桩土界面上的力学行为,利用剪切位移法反映剪应力在土层中的传递,考虑群桩之间的相互作用,建立了热-力耦合作用下能量桩群桩基础工作特性的简化分析方法。该方法能反映桩土界面上的非线性、桩顶的约束条件和能量桩位置的影响,可直接计算所有桩的位移和轴力。与现有方法相比,计算得到的双桩相互作用因子更加合理。通过与文献中试验数据的对比表明,若只有局部桩经历温度变化,能量桩运行过程中各桩之间存在差异变形,基础出现倾斜,桩顶荷载发生重分布。所建立方法计算方便,能合理模拟能量桩群桩基础的主要工作特性,可用于大规模能量桩群桩基础的设计计算。 展开更多

关键词 能量桩群桩 热-力耦合荷载 相互作用 差异沉降 荷载重分布

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升降温作用对黏性土剪切特性影响的试验研究

12

作者 丁诗佳 张哲安 费康 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期132-135,共4页

采用温控三轴仪,对升降温作用后的正常固结饱和黏土进行了固结不排水剪切试验,研究了升降温作用对土体强度、有效应力路径、超孔压等的影响。结果表明,在100,200,400 kPa固结围压下,土样在升降温作用后呈现出类似超固结土的特性,固结不... 采用温控三轴仪,对升降温作用后的正常固结饱和黏土进行了固结不排水剪切试验,研究了升降温作用对土体强度、有效应力路径、超孔压等的影响。结果表明,在100,200,400 kPa固结围压下,土样在升降温作用后呈现出类似超固结土的特性,固结不排水剪切强度分别提高了25.8%,22.1%,14.8%。强度的变化主要表现为黏聚力的提高,临界摩擦角基本保持不变。对比室温下不同超固结比(OCR)土样的固结不排水剪切试验结果,发现升降温作用后土样的峰值强度与OCR=1.5的土样相近,但升降温作用过程中产生的塑性体积应变增量远小于力学加-卸载所产生的,表明升降温作用对土体的硬化作用与超固结土的体积硬化机理有所区别。 展开更多

关键词 黏土 升降温 三轴试验 剪切特性

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高聚物胶凝堆石料技术及其抗震性能 被引量：11

13

作者 刘汉龙 费康 +1 位作者 杨贵 刘平 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2016年第1期60-65,70,共7页

为提高坝体堆石料的整体性及强度、改善土石坝的抗震性能,在分析高土石坝地震危害和抗震措施的基础上,提出加固坝顶和坝坡浅层等局部位置的高聚物胶凝堆石料技术,通过静、动三轴试验分析高聚物对堆石料的改性作用。试验结果表明,掺加高... 为提高坝体堆石料的整体性及强度、改善土石坝的抗震性能,在分析高土石坝地震危害和抗震措施的基础上,提出加固坝顶和坝坡浅层等局部位置的高聚物胶凝堆石料技术,通过静、动三轴试验分析高聚物对堆石料的改性作用。试验结果表明,掺加高聚物之后材料的黏聚力大幅增加,动弹性模量略有提高,残余变形明显减小,显现良好的抗震性能。某典型高土石坝的数值计算分析结果表明,采用高聚物胶凝堆石料技术进行加固后,坝坡地震过程中的最小抗滑安全系数增加约10%,大坝的抗震稳定性得到提高。 展开更多

关键词 高聚物胶凝堆石料 土石坝 抗震性能 抗剪强度 动弹性模量 残余变形

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PCC桩低应变检测中的三维效应 被引量：26

14

作者 费康 刘汉龙 张霆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1095-1102,共8页

分析了低应变检测对PCC大直径薄壁混凝土管桩的适用性。对低应变中受瞬间冲击荷载作用的完整和缺陷PCC桩的动力响应进行了一维及三维有限元模拟,详细研究了PCC桩低应变检测中的三维效应。研究结果表明:除了一维应力波理论中的纵向振动外... 分析了低应变检测对PCC大直径薄壁混凝土管桩的适用性。对低应变中受瞬间冲击荷载作用的完整和缺陷PCC桩的动力响应进行了一维及三维有限元模拟,详细研究了PCC桩低应变检测中的三维效应。研究结果表明:除了一维应力波理论中的纵向振动外,PCC桩顶所测的动力响应中还包含弯曲振动以及波在桩顶表面传播和内外边界上的反射的影响。在研究结果的基础上,对PCC桩低应变检测试验中激振点和测点的最佳位置和如何合理分析试验结果给出了建议。 展开更多

关键词 现浇薄壁管桩 低应变检测 有限元

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ABAQUS的二次开发及在土石坝静、动力分析中的应用 被引量：59

15

作者 费康 刘汉龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期881-890,共10页

利用UMAT子程序,在ABAQUS中开发了用于静力分析的邓肯非线性弹性模型和用于动力分析的等效线性模型,丰富了ABAQUS软件的材料库;针对土石坝的分级填土施工、新填土层的位移修正、土石坝蓄水后的浸水湿化效应、坝体材料的液化判别和地震... 利用UMAT子程序,在ABAQUS中开发了用于静力分析的邓肯非线性弹性模型和用于动力分析的等效线性模型,丰富了ABAQUS软件的材料库;针对土石坝的分级填土施工、新填土层的位移修正、土石坝蓄水后的浸水湿化效应、坝体材料的液化判别和地震永久变形计算等土石坝分析中的特定问题在ABAQUS中的实现提出了相应的解决方案。算例的计算结果合理可靠,表明经二次开发后ABAQUS可用于土石坝的静、动力分析,从而可利用ABAQUS前后处理方便、计算精度高和模拟复杂问题能力强的优点,为土石坝分析提供一种可供选择的手段。 展开更多

关键词 土石坝 ABAQUS 二次开发 静力分析 动力分析

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桩承式加筋路堤的现场试验及数值分析 被引量：48

16

作者 费康 刘汉龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1004-1012,共9页

对一桩体面积置换率为8.7%的低置换率桩承式加筋路堤进行了现场试验及三维有限元分析。现场主要进行了桩、土荷载分担,孔压、沉降及侧向水平变形等内容的观测。将观测数据与常规设计方法及三维有限元分析结果进行了对比研究,在此基础上... 对一桩体面积置换率为8.7%的低置换率桩承式加筋路堤进行了现场试验及三维有限元分析。现场主要进行了桩、土荷载分担,孔压、沉降及侧向水平变形等内容的观测。将观测数据与常规设计方法及三维有限元分析结果进行了对比研究,在此基础上对设计方法的适用性进行了分析。研究结果表明,路堤填土的土拱效应造成荷载向桩体转移,这种荷载转移大幅度减小了在软土层中产生的超孔隙水压力。当填土高度大于2.5m时,土拱效应的应力折减系数可用Russell和Pierpoint或Hewlett和Randolph提出的土拱效应分析方法进行计算,其结果与三维有限元分析也较相符,但在路堤高度较小时,只有Russell和Pierpoint方法与实测结果相接近。路堤施工过程中,实测的水平变形与沉降之比仅为0.2左右,这表明采用桩承式加筋路堤不仅可减小沉降,而且可减小水平向的变形,提高路堤的稳定性。 展开更多

关键词 桩承式加筋路堤 土拱效应 现场试验 三维有限元分析

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桩承式路堤土拱效应简化分析方法 被引量：6

17

作者 费康 王军军 陈毅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期2408-2414,共7页

为了加强对桩承式路堤中土拱效应的理解,采用有限元方法对不同桩间距、填土高度和内摩擦角的情况进行了参数敏感性分析。计算结果表明,对于填土高度与桩净间距之比H/(s-a)≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;而对于H/(s-a)... 为了加强对桩承式路堤中土拱效应的理解,采用有限元方法对不同桩间距、填土高度和内摩擦角的情况进行了参数敏感性分析。计算结果表明,对于填土高度与桩净间距之比H/(s-a)≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;而对于H/(s-a)≥1.5的高路堤的情况,最终填土中将发展成类似经典地基承载力理论中的由弹性楔体、径向剪切区和被动破坏区组成的区域。基于有限元得到的破坏模式,建立了土拱效应的二维简化分析方法,并与有限元和文献收集得到的试验数据进行了比较。结果表明,由于采用了合适的破坏面假设,简化方法的计算结果可靠合理。 展开更多

关键词 桩承式路堤 土拱效应 有限元 破坏模式 应力折减系数

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桩承式路堤承载特性的颗粒流模拟 被引量：10

18

作者 许朝阳 周健 完绍金 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期501-507,共7页

现有的土拱效应计算方法中,由于采用的计算模型不同,计算结果差异很大。文中克服传统连续介质力学模型的宏观连续性假设,采用二维颗粒流程序(PFC)建立基于模型试验的细观数值分析模型,对桩承式路堤中土体接触力、应力分布、主应力方向... 现有的土拱效应计算方法中,由于采用的计算模型不同,计算结果差异很大。文中克服传统连续介质力学模型的宏观连续性假设,采用二维颗粒流程序(PFC)建立基于模型试验的细观数值分析模型,对桩承式路堤中土体接触力、应力分布、主应力方向、竖向位移进行分析,并比较计算和实测结果,研究土拱效应的荷载传递机制。同时,对不同桩帽、桩间距、填土高度、颗粒大小、摩擦角的情况进行PFC方法的参数敏感性分析。研究结果表明,桩承式路堤桩顶处局部范围可按弹性核考虑;土拱的分布型式受桩帽型式、桩净距、格栅的影响;实际土拱作用的影响范围主要集中在路堤底面以上约1倍桩净距的区域;土拱内部的竖向应力和水平应力均随深度非线性改变,桩土应力比随着荷载水平、土体内摩擦角、颗粒大小的增大而增加。 展开更多

关键词 桩承式路堤 土拱效应 PFC颗粒流分析 桩土应力比

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桩承式路堤土拱效应三维分析 被引量：6

19

作者 费康 王军军 陈毅 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2012年第5期77-84,共8页

通过模型试验和有限元分析,研究桩承式路堤中填土的破坏模式。结果表明,对于填土高度与桩净间距之比H/(s-a)≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;而对于H/(s-a)≥1.5的高路堤,破坏面为位于桩顶以上的泡状曲面,可假设为对数... 通过模型试验和有限元分析,研究桩承式路堤中填土的破坏模式。结果表明,对于填土高度与桩净间距之比H/(s-a)≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;而对于H/(s-a)≥1.5的高路堤,破坏面为位于桩顶以上的泡状曲面,可假设为对数螺旋曲面。基于模型试验和有限元分析得到的破坏模式,建立了土拱效应的三维简化分析方法,并与有限元和文献收集得到的试验数据进行了比较。结果表明,由于采用了合适的破坏面假设,该简化方法的计算结果可靠合理。 展开更多

关键词 桩承式路堤 土拱效应 有限元 破坏模式

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黏土地基中能量桩力学特性数值分析 被引量：21

20

作者 费康 钱健 +1 位作者 洪伟 刘汉龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2651-2661,共11页

能量桩是将地源热泵系统中的换热管埋置在桩体内部,桩同时起到承载和换热的作用,是一种新型的基础型式。为了合理分析黏土地基中能量桩的力学特性,需要了解能量桩运行过程中桩和地基土的温度响应,并考虑温度变化对土体力学性能的影响。... 能量桩是将地源热泵系统中的换热管埋置在桩体内部,桩同时起到承载和换热的作用,是一种新型的基础型式。为了合理分析黏土地基中能量桩的力学特性,需要了解能量桩运行过程中桩和地基土的温度响应,并考虑温度变化对土体力学性能的影响。基于有限元软件ABAQUS建立了能量桩传热分析三维有限元模型,把能量桩的传热简化为换热管内液体与管壁之间的对流传热、桩体中的热传导和地基中的热传导,将计算结果与常规理论和实测数据进行了对比验证。对热力耦合边界面本构模型进行了二次开发,通过算例验证了模型对土体压缩和剪切性状温度效应的模拟能力。利用所提出的能量桩传热分析方法和热边界面模型,考虑不同的桩顶工作荷载水平,对正常固结黏土地基中能量桩单桩的长期性能进行了研究,分析了温度循环对桩顶沉降、桩侧摩阻力和桩身轴力的影响。结果表明,工作荷载越高,温度循环次数越多,桩顶累积沉降越大。 展开更多

关键词 能量桩 黏土 循环温度荷载 热塑性 力学特性

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