减湿过程中南京粉细砂孔隙结构演化精细表征

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作者 张恒 张巍 +3 位作者 徐文瀚 朱鸿鹄 施烨辉 程荷兰 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期74-85,共12页

饱和度影响着非饱和土土水特性与工程性质,孔隙结构是影响砂土抗液化强度的本征指标之一。为定量探究砂土饱和度与孔隙结构之间的相关性,使用了6μm工业显微CT扫描减湿过程中的重塑南京粉细砂试样,对三维重构后的试样不同高度位置分别... 饱和度影响着非饱和土土水特性与工程性质,孔隙结构是影响砂土抗液化强度的本征指标之一。为定量探究砂土饱和度与孔隙结构之间的相关性,使用了6μm工业显微CT扫描减湿过程中的重塑南京粉细砂试样,对三维重构后的试样不同高度位置分别提取出表征单元体,使用最大球算法获得各表征单元体的孔隙网络模型,计算孔隙形态与孔隙结构参数,分析减湿过程中不同阶段孔隙结构演化特征。结果表明,试样单孔隙几何形态以细长椭球体为主,减湿过程中喉道长度和孔隙球度变化较小,而喉道半径减小;样品孔隙定向性发生循环变化,具体表现为:含水率30%时试样无主定向性;含水率20%降至5%时,孔隙平面角与空间角的数学期望均出现在120°方向;而干燥样孔隙重新丧失主定向性。孔隙结构参数定量分析结果表明,南京粉细砂饱和试样连续失水过程可划分为4个阶段:过饱和含水率降至含水率30%阶段,孔隙结构参数增大,孔隙连通性提高;含水率30%降至20%阶段,孔隙结构参数减小,孔隙连通性降低;含水率20%降至5%阶段,试样失水干裂,孔隙结构参数增大,连通性提高;含水率5%降至0阶段,裂隙结构被破坏并被砂土颗粒填充,孔隙结构参数减小,连通性降低。研究成果为进一步理解非饱和南京粉细砂液化特性打下基础。 展开更多

关键词 南京粉细砂 非饱和土 孔隙结构演化 定向性 精细表征

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南京粉细砂三轴压缩过程中颗粒结构演化特征

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作者 李海洋 张巍 +3 位作者 徐文瀚 胡赋晨 程荷兰 朱鸿鹄 《高校地质学报》 北大核心 2025年第4期385-396,共12页

颗粒结构演化影响着南京粉细砂的物理力学性质,使用自主研发的微型三轴试验仪对南京粉细砂试样进行固结不排水剪切试验,同步进行同步辐射显微CT扫描。分别采用特征椭球体拟合、球棍模型与特征颗粒提取等方法,对砂土颗粒形状、接触关系... 颗粒结构演化影响着南京粉细砂的物理力学性质,使用自主研发的微型三轴试验仪对南京粉细砂试样进行固结不排水剪切试验,同步进行同步辐射显微CT扫描。分别采用特征椭球体拟合、球棍模型与特征颗粒提取等方法,对砂土颗粒形状、接触关系、运动特征演化进行了定量表征与分析,并讨论了颗粒结构与孔隙结构演化的相关性。结果发现:加载试验过程中试验先软化、后硬化,发生中部隆起的鼓形区状破坏,固结不排水剪切对南京粉细砂有一定的磨圆效应;相较于颗粒配位数,颗粒接触面积和孔隙配位数对于土体结构破坏更为敏感,且过程中颗粒配位数普遍低于孔隙配位数;颗粒旋转影响着试样孔隙网络的发育;在水平方向上,试样中存在一中心位置,越靠近中心颗粒的水平位移越小,在竖直方向上,试样在破坏区存在一个锥形分界面,其两侧颗粒竖向位移量存在较大差异,为区状破坏内因。研究成果有助于进一步理解饱和南京粉细砂宏观工程性质演化的微细观机理,可为研究江河漫滩地质环境韧性与城市安全提供支撑。 展开更多

关键词 南京粉细砂 三轴压缩 同步辐射显微CT 三维重构 颗粒结构演化

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南京市天生桥河景区段边坡地质灾害特征研究

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作者 唐波 张莉萍 +1 位作者 周玲玲 赵雨顺 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第S01期97-102,共6页

天生桥河是一条沟通秦淮河流域和石臼湖流域的人工运河.几百年来,天生桥河,特别是其景区段,滑坡、崩塌等地质灾害频发,不仅给汛期行洪构成阻碍,还随时威胁着文物本身及游人、工作人员的生命安全.文章在地质测绘、钻探、物探、原位测试... 天生桥河是一条沟通秦淮河流域和石臼湖流域的人工运河.几百年来,天生桥河,特别是其景区段,滑坡、崩塌等地质灾害频发,不仅给汛期行洪构成阻碍,还随时威胁着文物本身及游人、工作人员的生命安全.文章在地质测绘、钻探、物探、原位测试及土工试验工作获得的一手资料的基础上,对场地地质环境条件及滑坡、崩塌灾害成因、演化过程进行了分析,并对其稳定性、危害性和发展趋势进行了评价,为地质灾害治理提供了地质依据. 展开更多

关键词 天生桥河 地质环境 地质灾害 空间分布 稳定分析

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盾构超近距离下穿对既有隧道变形的影响

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作者 戴正彬 卢云龙 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第10期2154-2162,共9页

近几年城市建设不断稳步发展,中国众多城市陆续加大开发建设城市轨道交通项目,地铁工程建设引起周边地表沉降和构筑物变形时有发生。依托南京某地铁盾构隧道工程,通过现场监测结合数值模拟方法,分析了盾构超近距离下穿时对隧道结构产生... 近几年城市建设不断稳步发展,中国众多城市陆续加大开发建设城市轨道交通项目,地铁工程建设引起周边地表沉降和构筑物变形时有发生。依托南京某地铁盾构隧道工程,通过现场监测结合数值模拟方法,分析了盾构超近距离下穿时对隧道结构产生的影响,总结盾构施工引起的周边土体变形规律,为后续工程提供可靠经验。研究结果表明:分析现场实测值和模拟计算值可知盾构在靠近隧道时地表沉降量较小;隧道侧墙位移大体水平方向是朝向坑内移动,同时既有隧道结构的底板竖向位移变化量大于顶板中心轴线上的沉降变化量,主要取决于盾构掘进具体位置;盾构近距离下穿过程中对隧道抗拔桩影响显著,需及时动态调整盾构掘进压力;最大沉降位于盾构双线中心位置的正上方且为“V”形状。 展开更多

关键词 超近距离下穿 盾构隧道 数值模拟 变形监测

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深基坑降水三维变参数非稳定渗流与地面沉降耦合模型 被引量：31

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作者 陈兴贤 骆祖江 +2 位作者 安晓宇 谈金忠 田开洋 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1572-1578,共7页

为了精确模拟预测松散沉积层中深基坑降水引起的地下水渗流场和地面沉降的变化特征，考虑土体孔隙度、渗透系数、储水率随地下水位下降发生的动态变化，建立了深基坑降水三维变参数非稳定渗流与太沙基一维固结理论的地面沉降耦合模型，... 为了精确模拟预测松散沉积层中深基坑降水引起的地下水渗流场和地面沉降的变化特征，考虑土体孔隙度、渗透系数、储水率随地下水位下降发生的动态变化，建立了深基坑降水三维变参数非稳定渗流与太沙基一维固结理论的地面沉降耦合模型，并采用有限元数值分析方法对模型进行求解。以南京地铁三号线浦珠路站深基坑降水为例进行模拟计算。结果表明：采用15口坑内抽水井，抽水井过滤器埋深为22．0～37．0m，基坑围护连续墙底部埋深至41．5m为最优降水方案；不仅使基坑内地下水位满足开挖要求，又使基坑外地面沉降在控制范围内。经验证，所建立的模型合理，计算结果可靠，研究理论用于模拟预测此类地区深基坑降水引起的地下水流场变化具有较高的可信度。 展开更多

关键词 松散沉积层 深基坑降水 三维渗流 变参数 数值模拟

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冻土与结构接触面冻结强度压桩法测定系统研制及试验研究 被引量：17

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作者 石泉彬 杨平 +1 位作者 谈金忠 汤国毅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期139-147,共9页

为探究冻土与结构接触面冻结强度影响因素及其影响规律,依据接触面冻结强度传统定义,应用压桩法原理研制冻土与结构接触面冻结强度测定系统,并利用该系统开展多影响因素条件下接触面冻结强度测定试验研究。试验研究表明:冻土与结构接触... 为探究冻土与结构接触面冻结强度影响因素及其影响规律,依据接触面冻结强度传统定义,应用压桩法原理研制冻土与结构接触面冻结强度测定系统,并利用该系统开展多影响因素条件下接触面冻结强度测定试验研究。试验研究表明:冻土与结构接触面冻结强度呈现脆性破坏及应变软化,残余强度呈周期性波动及衰变等典型特征;冻土与结构接触面冻结强度受接触面温度和粗糙度影响显著,在试验温度范围内,分别呈线性和对数函数关系。利用埋设于抗压桩身侧面的微型土压力传感器,揭示了接触面压应力沿桩身分布规律,以及接触面压应力随冻结时间、剪切位移变化规律,并将其与接触面温度、冻结强度等变化规律进行对比分析和验证。 展开更多

关键词 冻结强度 压桩法 测定系统 冻土 接触面

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冻土与结构接触面次峰值冻结强度试验研究 被引量：15

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作者 石泉彬 杨平 +1 位作者 于可 汤国毅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2025-2034,共10页

为探究冻土与结构接触面次峰值冻结强度影响因素、影响规律及其预估方法,选取南京河西地铁施工区域典型粉细砂为试验土样,利用改进后的大型多功能冻土直剪仪,开展多影响因素条件下的冻结强度直剪试验研究。在对次峰值冻结强度定义和量... 为探究冻土与结构接触面次峰值冻结强度影响因素、影响规律及其预估方法,选取南京河西地铁施工区域典型粉细砂为试验土样,利用改进后的大型多功能冻土直剪仪,开展多影响因素条件下的冻结强度直剪试验研究。在对次峰值冻结强度定义和量化标准约定的基础上,研究发现极限峰值后剪应力陡降、峰后剪应力周期性变化、软化衰变等典型变化规律。将次峰值冻结强度与接触面温度、粗糙度、法向应力拟合后发现其分别呈反比例线性、二次抛物线、正比例线性关系。通过关系数据库管理软件数据挖掘,得出次峰值冻结强度关键影响因素及大小依次为接触面法向应力、粗糙度,而接触面温度为非关键影响因素。经多元非线性回归,构建了耦合接触面温度、法向应力及粗糙度三因素的次峰值冻结强度预估模型,可为人工冻土区或天然冻土区冻结加固设计、盾构法施工、地下结构物设计等提供冻结强度参数选取依据。 展开更多

关键词 次峰值冻结强度 影响因素 影响规律 预估模型 冻土 接触面

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南通市高层建筑荷载对地面沉降的影响 被引量：8

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作者 付延玲 骆祖江 +2 位作者 金玮泽 陈兴贤 谈金忠 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期336-342,360,共8页

针对长江中下游第四纪松散沉积层地区由高层建筑荷载引发的地面沉降问题,根据土体非线性流变理论,将比奥固结理论中的本构关系拓展到黏弹塑性,并考虑土体孔隙度、渗透系数及变形参数随有效应力动态变化的关系,建立了南通市高层建筑荷载... 针对长江中下游第四纪松散沉积层地区由高层建筑荷载引发的地面沉降问题,根据土体非线性流变理论,将比奥固结理论中的本构关系拓展到黏弹塑性,并考虑土体孔隙度、渗透系数及变形参数随有效应力动态变化的关系,建立了南通市高层建筑荷载、地下水渗流与土体变形三维全耦合数学模型.在对模型进行识别、验证的基础上,在地下水停采、仅有高层建筑荷载单独影响的条件下,模拟预测了2010年12月底到2025年12月底每年各含水层组地下水流场变化特征和地面沉降发展趋势.结果表明:南通市崇川区最大地面沉降量为55.28 mm,最大地面沉降速率为3.69mm·a^(-1);通州主城区最大地面沉降量为38.87 mm,最大地面沉降速率为2.59 mm·a^(-1);地面沉降量较大地区位于高层建筑荷载密集区. 展开更多

关键词 高层建筑荷载 地面沉降 比奥固结理论 地下水渗流 三维全耦合数学模型

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深基坑降水与地面沉降模拟预测软件研制 被引量：3

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作者 骆祖江 金鹏 +1 位作者 田开洋 谈金忠 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期352-358,共7页

以太沙基固结理论为基础,考虑孔隙度、渗透系数及储水率随含水层发生固结沉降的变化特征,建立了深基坑降水与地面沉降三维耦合模型.采用FORTRAN95语言将计算过程编制成程序,并使用VB6.0研发了深基坑降水与地面沉降控制模拟预测可视化操... 以太沙基固结理论为基础,考虑孔隙度、渗透系数及储水率随含水层发生固结沉降的变化特征,建立了深基坑降水与地面沉降三维耦合模型.采用FORTRAN95语言将计算过程编制成程序,并使用VB6.0研发了深基坑降水与地面沉降控制模拟预测可视化操作软件.以图形化界面方式,模拟和表达深基坑降水与地面沉降的关系,据此提出深基坑降水的最优化方案.以南京地铁三号线柳州东路站深基坑降水工程为例,运用该软件对深基坑降水进行数值模拟.结果表明:采用15口井降水方案,降水10 d后,基坑内部地下水位维持在基坑底板1.0 m以下(埋深20.8 m);降水66 d后,基坑周围100.0 m处地面沉降量小于0.015 m,满足沉降控制要求. 展开更多

关键词 深基坑降水 地面沉降 变参数 数值模拟 可视化软件

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高层建筑荷载引发地面沉降与隆起变形三维数值模拟 被引量：2

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作者 付延玲 金玮泽 +1 位作者 陈兴贤 谈金忠 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1587-1594,共8页

针对地下水埋深较浅地区,由高层建筑荷载引起的土体变形问题,以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将土体本构关系推广到黏弹塑性;同时考虑土体力学参数及水力参数的动态变化关系,建立了高层建筑荷载引发地面沉降与隆起变形的... 针对地下水埋深较浅地区,由高层建筑荷载引起的土体变形问题,以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将土体本构关系推广到黏弹塑性;同时考虑土体力学参数及水力参数的动态变化关系,建立了高层建筑荷载引发地面沉降与隆起变形的三维有限元数值模型,详细研究了高层建筑荷载影响下的土体变形特征及此过程中土体力学参数及水力学参数的变化特征。结果表明:由高层建筑荷载引起的地面沉降呈现漏斗状,以建筑物中心为漏斗中心,高层建筑荷载施加初期,高层建筑周围出现隆起,到达最大值后隆起逐渐消失;高层建筑底部浅层土体孔隙度、渗透系数及泊松比均呈现缓慢减小趋势,弹性模量呈现缓慢增大趋势;而高层建筑周围浅层土体的孔隙度、渗透系数及泊松比呈现先增大后减小的变化趋势,弹性模量则呈现先减小后增大的变化趋势;高层建筑影响区域浅部土体参数的变化趋势与土体的回弹及压缩有关。 展开更多

关键词 高层建筑荷载 地下水渗流 地面沉降 隆起变形 比奥固结理论 三维全耦合模型 参数变化

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云南华昌山Pb-Zn矿床热液流体演化:方解石REE及C-O同位素证据 被引量：3

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作者 唐波浪 刘英超 +2 位作者 岳龙龙 马旺 庄亮亮 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1178-1191,共14页

云南华昌山Pb-Zn矿床是发育在典型褶皱逆冲带内的密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床,矿体多沿断裂及断裂两侧分布。本次工作通过对华昌山矿区内关键平硐的编录,识别出4套不同属性的断裂,其中3套对应发育了三种不同期次的热液流体:无矿流体、... 云南华昌山Pb-Zn矿床是发育在典型褶皱逆冲带内的密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床,矿体多沿断裂及断裂两侧分布。本次工作通过对华昌山矿区内关键平硐的编录,识别出4套不同属性的断裂,其中3套对应发育了三种不同期次的热液流体:无矿流体、含铜银流体、含铅锌流体。三期流体均发育热液矿物方解石,通过对三期方解石的原位稀土元素分析发现,这三期流体均是与岩浆作用无关的热液流体,且三期热液流体存在不同的稀土元素配分模式曲线图、不同的lg(Y/Ho)-lg(La/Ho)分布特征和不同的Yb/Ca(原子比)-Yb/La(原子比)分布特征,说明三期热液流体的来源属性不同或者同源但受不同作用的改造。三期方解石的碳、氧同位素值表明热液流体中的碳来自盆地海相碳酸盐岩的溶解作用,方解石的氧同位素特征表明三期流体均为盆地卤水,且铅锌成矿期的流体中混入大气降水。分析华昌山矿床的构造断裂活动和热液流体特征,本文认为区域逆冲断裂之后的张性断裂是控制华昌山铅锌矿床的控矿断裂。 展开更多

关键词 华昌山铅锌矿床 热液方解石 原位稀土元素 C-O同位素 控矿断裂

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黔东南平秋金矿成因研究:来自氢、氧、硫同位素的制约

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作者 陈祎 陈葛成 +1 位作者 王中群 肖旭东 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期448-457,共10页

黔东南地处江南造山带西南段雪峰隆起西南端,区内金矿床(点)广布,是湘黔金矿集中区的重要组成部分。平秋金矿是该区金矿床的典型代表,其矿体产于下江群番召组浅变质火山-沉积岩,严格受北东向断裂褶皱控制。为理清其成因,对平秋金矿床含... 黔东南地处江南造山带西南段雪峰隆起西南端,区内金矿床(点)广布,是湘黔金矿集中区的重要组成部分。平秋金矿是该区金矿床的典型代表,其矿体产于下江群番召组浅变质火山-沉积岩,严格受北东向断裂褶皱控制。为理清其成因,对平秋金矿床含矿石英脉中的石英包裹体进行了氢、氧同位素测试。结果显示,其δD为-51.3‰~-59‰,δ18OH2O-SMOW为4.46‰~8.16‰,表明平秋金矿成矿期流体以变质水为主。对成矿期黄铁矿的硫同位素分析结果表明,其δ34S值为-1.86‰~4.55‰,而围岩下江群浅变质岩中黄铁矿的δ34S值为9.63‰~13.56‰,二者相差巨大,表明矿床中硫不是直接来自于赋矿围岩。根据上述氢、氧、硫同位素测定结果并结合区域地质背景,本文认为平秋金矿的成矿流体和成矿物质源自下伏地层的变质脱水作用,成矿作用与加里东运动造成的变质变形有关。 展开更多

关键词 氢、氧、硫同位素 变质脱水作用 黔东南 平秋金矿

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双级模块式加筋土挡墙动力响应数值分析

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作者 祁高 李思汉 +3 位作者 蔡博渊 蔡晓光 黄鑫 王磊 《震灾防御技术》 2025年第3期523-532,共10页

针对地震作用下双级加筋土挡墙临界台阶宽度不明、上下阶墙高选取随意,不利于加筋土挡墙推广应用的情况,基于双级模块式加筋土挡墙的振动台试验结果,建立FLAC3D数值模型,研究了不同台阶宽度(10、20、30、40、50、60cm)、不同墙高比(上... 针对地震作用下双级加筋土挡墙临界台阶宽度不明、上下阶墙高选取随意,不利于加筋土挡墙推广应用的情况,基于双级模块式加筋土挡墙的振动台试验结果,建立FLAC3D数值模型,研究了不同台阶宽度(10、20、30、40、50、60cm)、不同墙高比(上下阶墙体分别为3/7、4/6、1/1、6/4、7/3)下加筋土挡墙的墙面位移、加速度响应及地震土压力分布情况。结果表明,面板位移随台阶宽度的增加先减小后增大,最小值出现在台阶宽度为50cm工况中;加速度放大系数沿墙高非线性递增,上阶挡墙在台阶宽度为40cm和60cm时出现加速度响应衰减;下阶墙体土压力在台阶宽度为50cm时数值最小;上下阶挡墙墙高比为4/6时,墙面峰值位移最小;墙高比为6/4时,上阶挡墙的加速度放大系数最大,墙高比为1/1时,下阶挡墙的加速度放大系数最大;墙高比为7/3时,上阶挡墙的地震土压力值最大,墙高比为1/1时,下阶挡墙的地震土压力值最大。综合分析可知,墙高比为1/1时,临界台阶宽度在50 cm附近;当台阶宽度为20cm时,上下阶墙体高度应有所区别,不宜均分,也不宜差距过大。研究成果可为双级加筋土挡墙工程设计中台阶宽度和上下阶墙高设置提供数据支撑。 展开更多

关键词 双级加筋土挡墙 振动台试验 数值模拟 台阶宽度 墙高比

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