基于非线性分析法的碎裂结构岩体力学参数预测 被引量：3

1

作者 刘汉东 张世英 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2020年第6期78-84,共7页

确定岩体物理力学参数的方法有很多,近年来最常用的是非线性分析法。鉴于各种非线性分析法的局限性,基于BP神经网络,利用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对神经网络的初始权值和阈值进行优化从而改进预测方法,并利用工程实例验证其有效... 确定岩体物理力学参数的方法有很多,近年来最常用的是非线性分析法。鉴于各种非线性分析法的局限性,基于BP神经网络,利用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对神经网络的初始权值和阈值进行优化从而改进预测方法,并利用工程实例验证其有效性。以前坪水库右坝肩碎裂结构岩体为研究对象,利用52组岩体的物理力学参数试验结果,基于改进的神经网络程序,建立了岩体力学参数预测模型,并将岩体力学参数的预测结果与实测结果相比较,以验证模型的有效性。结果表明:GA-BP神经网络模型可以解决常规预测方法中的结构不合理、个别结果误差较大等问题;预测结果的精度可达到0.95以上,能够有效预测前坪水库坝址区岩体的力学参数。该方法可为碎裂结构岩体力学参数的优化选取提供一种新途径。 展开更多

关键词 碎裂结构岩体 BP神经网络 遗传算法 岩体力学参数

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吸力历史对非饱和弱膨胀土力学性质的影响 被引量：13

2

作者 张俊然 孙德安 姜彤 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3094-3100,3120,共8页

对经历较广吸力范围内不同吸力历史的非饱和弱膨胀土进行了一系列吸力控制的三轴剪切试验。关于最大吸力的施加,高吸力采用蒸汽平衡法;较低吸力采用轴平移技术。试验结果表明:在净应力和吸力相同条件下,经过湿化试样的应力-应变关系曲... 对经历较广吸力范围内不同吸力历史的非饱和弱膨胀土进行了一系列吸力控制的三轴剪切试验。关于最大吸力的施加,高吸力采用蒸汽平衡法;较低吸力采用轴平移技术。试验结果表明:在净应力和吸力相同条件下,经过湿化试样的应力-应变关系曲线升高、剪缩体变小;经过高吸力试样的应力-应变关系曲线也升高、剪缩体变小,随着经历过最大吸力的增加其应力比-应变关系、体变表现出的超固结土特性明显。其主要原因是前期试样受过较大的吸力,相当于受过较大前期固结压力,同时弱膨胀土失水收缩性明显,经过较大吸力后试样孔隙比明显减小,使试样剪切过程中表现出超固结黏土的特性。因此,讨论非饱和弱膨胀性土的应力-应变关系和强度时需考虑吸力历史引起的体积收缩影响。 展开更多

关键词 非饱和弱膨胀土 吸力历史 蒸汽平衡法 体积收缩 超固结

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非饱和黄土高吸力下的水力力学特性及微观结构分析 被引量：4

3

作者 张俊然 宋陈雨 +3 位作者 姜彤 王俪锦 赵金玓 熊潭清 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2229-2237,共9页

联合压力板仪和蒸汽平衡法在全吸力范围内对原状与重塑黄土进行持水特性试验,使用非饱和三轴仪对高吸力下的原状与重塑黄土进行剪切试验,同时采用扫描电镜仪(scanning electron microscope,SEM)和压汞仪(mercury injection apparatus,M... 联合压力板仪和蒸汽平衡法在全吸力范围内对原状与重塑黄土进行持水特性试验,使用非饱和三轴仪对高吸力下的原状与重塑黄土进行剪切试验,同时采用扫描电镜仪(scanning electron microscope,SEM)和压汞仪(mercury injection apparatus,MIP)进行微观试验,探讨了非饱和黄土结构性差异对其水力力学特性的影响。试验结果表明:随着吸力的增大,原状和重塑土的饱和度、含水率均减小,孔隙比稍有减小。由于原状及重塑黄土的初始孔隙比基本一致,因此两者压汞试验总进汞量接近。由扫描电镜和压汞试验得到的原状及重塑黄土的孔隙结构形态及优势孔径范围不一样,结构性有所差异,导致土-水特征曲线在不同吸力范围内呈现不一样的规律。原状和重塑土的应力-应变关系多呈软化现象,吸力为3.29 MPa的重塑土呈硬化现象。且随着吸力的增大,原状和重塑土的黏聚力和峰值强度均明显增加,体变由剪缩趋向剪胀现象。由于原状土具备一定结构性,胶结作用较强,其黏聚力的增幅会大于重塑土,峰值强度也高于重塑土,而两者的内摩擦角基本一致。 展开更多

关键词 非饱和黄土 高吸力 微观结构 土-水特征曲线 三轴剪切

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边坡失稳岩体结构控制论 被引量：5

4

作者 刘汉东 赵亚文 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2022年第6期51-59,共9页

边坡失稳是世界范围内广泛分布的地质灾害,直接威胁人民生命财产、重大工程建设和生态环境等方面的安全。岩体是由结构面和岩石组成,岩体结构控制岩体的稳定性和变形破坏模式,岩体结构控制论是岩体工程地质力学的基础。本文总结了岩体... 边坡失稳是世界范围内广泛分布的地质灾害,直接威胁人民生命财产、重大工程建设和生态环境等方面的安全。岩体是由结构面和岩石组成,岩体结构控制岩体的稳定性和变形破坏模式,岩体结构控制论是岩体工程地质力学的基础。本文总结了岩体结构控制论的研究现状,论述了岩体结构对边坡稳定性的控制作用。结合云南省鲁甸县红石岩滑坡分析,提出了边坡失稳岩体结构控制论。即:边坡岩体稳定性取决于其本身的地质条件和赋存环境,尤其是岩体结构面组合;数值分析方法已成为边坡稳定性分析的重要手段,但应首先明确边坡体的介质类型(连续介质、非连续介质)、非均质各向异性和不确定性,并结合岩体结构类型和结构面组合特征选取合适的数值计算方法和计算参数;边坡岩体力学参数选取和优化随现代数学理论的引入有所发展,但脱离了现场工程地质工作,即使获得十分精确的计算结果也与工程实际不相符;锁固型滑坡研究从新的角度研究边坡失稳启动机理,边坡失稳动力响应规律和破坏机理研究有利于地震灾区的防灾减灾;边坡失稳定时预报尚不能达到精确预报。 展开更多

关键词 岩体工程地质力学 岩体结构 边坡失稳 红石岩滑坡

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预制裂隙对砂岩蠕变力学特性及声发射前兆特征影响试验研究 被引量：2

5

作者 王冠强 于怀昌 +2 位作者 席伟 程广利 牛睿 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2023年第2期72-79,共8页

裂隙岩体的长期强度以及失稳破坏特征对于工程的长期稳定和安全具有重要的影响。分别对无预制裂隙以及含两条预制裂隙的砂岩试样进行相同条件下的室内单轴压缩蠕变声发射试验,基于试验结果,研究了试样的力学特性、声发射特征以及破坏声... 裂隙岩体的长期强度以及失稳破坏特征对于工程的长期稳定和安全具有重要的影响。分别对无预制裂隙以及含两条预制裂隙的砂岩试样进行相同条件下的室内单轴压缩蠕变声发射试验,基于试验结果,研究了试样的力学特性、声发射特征以及破坏声发射前兆特征。结果表明:相同应力水平下,预制裂隙试样的瞬时应变、蠕应变以及总应变均大于无预制裂隙试样的相应值,预制裂隙对试样的蠕应变影响最大,总应变其次,而对试样的瞬时应变影响最小;预制裂隙试样的长期强度是无预制裂隙试样的79.5%,预制裂隙的存在导致试样长期强度大幅降低,在工程中应考虑裂隙存在对岩石长期强度降低的问题;预制裂隙试样产生的累计声发射事件总数达20837个,是无预制裂隙试样累计声发射事件总数的23.70倍,预制裂隙试样单级应力水平下声发射事件数和各级应力水平下累计声发射事件数均显著高于无预制裂隙试样的相应值,预制裂隙试样内部微破裂活动更为剧烈;声发射b值预测试样失稳破坏的效果优于轴向应变、累计振铃计数。声发射b值能更早地预示岩石的失稳破坏,对于工程中岩石的失稳破坏有较好的预警作用。 展开更多

关键词 预制裂隙 砂岩 蠕变 声发射 前兆信息

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不同岩体结构巷道冲击地压破坏特征的模型试验研究 被引量：4

6

作者 顾洋 陈杰 《山东煤炭科技》 2022年第3期155-157,共3页

深部煤矿的开采过程中,冲击地压的发生常造成井巷的破坏,通过两类岩体结构的物理模型试验,采用爆炸和静载共同作用的加载模式,在室内研究了巷道冲击地压的破坏特征。试验结果表明,在层状岩体结构的模型试验条件下,破坏主要表现为洞壁表... 深部煤矿的开采过程中,冲击地压的发生常造成井巷的破坏,通过两类岩体结构的物理模型试验,采用爆炸和静载共同作用的加载模式,在室内研究了巷道冲击地压的破坏特征。试验结果表明,在层状岩体结构的模型试验条件下,破坏主要表现为洞壁表面有薄层材料振落,而在小块状岩体结构的模型试验条件下,破坏表现为从爆心到洞壁出现较大塌落空腔,为深部煤矿巷道冲击地压的防治提供了借鉴。 展开更多

关键词 冲击地压 机理 模型试验 岩体结构 动载与静载共同作用

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裂隙灰岩卸围压破坏力学特性试验研究 被引量：3

7

作者 刘汉东 刘佳宾 +2 位作者 张亚峰 王艳艳 张世英 《水力发电》 北大核心 2020年第3期28-32,60,共6页

为研究裂隙岩体地下隧洞开挖时围岩的卸荷效应,以河口村水库坝肩含天然岩溶裂隙灰岩为研究对象,进行室内岩石三轴加载试验和恒定偏应力条件下的三轴卸围压试验,得到加载和卸围压条件下裂隙灰岩变形特性和卸围压条件下变形参数劣化规律... 为研究裂隙岩体地下隧洞开挖时围岩的卸荷效应,以河口村水库坝肩含天然岩溶裂隙灰岩为研究对象,进行室内岩石三轴加载试验和恒定偏应力条件下的三轴卸围压试验,得到加载和卸围压条件下裂隙灰岩变形特性和卸围压条件下变形参数劣化规律。结果表明,在卸围压过程中,体应变>径向应变>轴向应变;等效弹性模量在卸围压条件下逐渐减小,等效泊松比逐渐增大;等效弹性模量和等效泊松比的变化速率随着卸围压的进行逐渐增大;卸围压破坏以径向变形为主,等效弹性模量明显小于加载时的弹性模量,而等效泊松比却恰恰相反。 展开更多

关键词 岩石力学 裂隙灰岩 卸围压 变形特性 变形参数

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南水北调中线工程郭村矿采空区段稳定性研究 被引量：10

8

作者 刘汉东 朱华 黄银伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期519-524,共6页

南水北调中线工程禹州市郭村煤矿采空区地表形成了长1 700 m、宽400 m的移动盆地,采空区上覆岩体为典型的"三带型"(冒落带、断裂带和弯曲带)。通过布设高精度监测网,研究了施工前后采空区地表变形特征,监测结果表明,施工前,... 南水北调中线工程禹州市郭村煤矿采空区地表形成了长1 700 m、宽400 m的移动盆地,采空区上覆岩体为典型的"三带型"(冒落带、断裂带和弯曲带)。通过布设高精度监测网,研究了施工前后采空区地表变形特征,监测结果表明,施工前,采空区地表移动已基本结束,处于稳定状态;施工期间,注浆造成应力重新分布,注浆区域内地表变形有明显振荡,而对注浆区域外的地表影响不大;施工结束后,地表变形均趋于稳定。采用FLAC3D有限差分软件,分别计算了渠道运行期间无渗漏、一般渗漏和严重渗漏3种工况下渠道和采空区变形和应力分布规律。计算结果表明,随着渗漏的严重,竖向位移和影响深度增大,但是增幅减小,最大值可达5.5 cm;影响宽度区域沿着渠道对称分布,均匀增大;水平位移逐步增大,且增幅增大,但最大值为7 mm,影响较小;采空区灌浆加固使应力重新分布,仅在采空区两端产生应力集中,渗漏工况下渠道过水荷载所产生的附加应力与自重应力相比很小,对采空区稳定性影响不显著。 展开更多

关键词 南水北调 采空区 变形监测 渗流 稳定性分析

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强震作用下反倾层状岩质边坡变形及破坏模式研究 被引量：5

9

作者 刘汉东 耿正 +3 位作者 王忠福 牛林峰 王四巍 徐峰 《水力发电》 北大核心 2019年第9期17-21,38,共6页

以反倾层状岩质边坡为研究对象,通过振动台试验,对强震作用下反倾层状岩质边坡的变形规律和破坏模式进行了研究,并通过数值分析对试验结果进行了验证。结果表明,反倾层状岩质边坡在强震作用下坡体内的位移不断增大,能量不断累积,裂隙不... 以反倾层状岩质边坡为研究对象,通过振动台试验,对强震作用下反倾层状岩质边坡的变形规律和破坏模式进行了研究,并通过数值分析对试验结果进行了验证。结果表明,反倾层状岩质边坡在强震作用下坡体内的位移不断增大,能量不断累积,裂隙不断发育延伸;裂隙从边坡的中下部开始发育,沿结构面不断向边坡内部和上部延伸;裂隙的产生、发育和贯通是反倾层状岩质边坡整体失稳的主要原因。反倾层状岩质边坡在强震作用下主要变形规律为,在震动初期坡体表面部分岩体松动,最终脱离坡体坠落;随着震动的持续,裂隙沿坡体内部结构面逐渐贯通,产生崩塌破坏。 展开更多

关键词 反倾层状岩质边坡 变形规律 破坏模式 振动台试验 有限差分法

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震动强度对反倾层状岩质边坡动力响应规律的影响 被引量：7

10

作者 刘汉东 牛林峰 +2 位作者 王忠福 宁长春 王鲁琦 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期677-683,共7页

通过振动台模型试验探讨震动强度对反倾层状岩质边坡动力响应规律的影响，着重分析边坡加速度响应峰值、加速度放大系数随震动强度增加的变化规律。结果表明：①随着震动强度增加，模型边坡各测点的加速度响应峰值不断增大，地震波频率... 通过振动台模型试验探讨震动强度对反倾层状岩质边坡动力响应规律的影响，着重分析边坡加速度响应峰值、加速度放大系数随震动强度增加的变化规律。结果表明：①随着震动强度增加，模型边坡各测点的加速度响应峰值不断增大，地震波频率和测点位置影响加速度响应峰值的增加方式；②震动强度对模型边坡各测点加速度放大系数的影响因地震波频率、测点位置的不同而有不同的表现。同一频率地震波作用下，相同高程的测点加速度放大系数随震动强度增加的变化规律相同；③0．20g是边坡变形破坏的临界加速度值；④震动强度的变化并不改变加速度响应峰值、加速度放大系数在边坡中的分布。该研究结果对高地震区的地质灾害防治具有指导和借鉴意义。 展开更多

关键词 振动台试验 反倾岩质边坡 震动强度 加速度响应峰值 放大系数

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层状岩质边坡动力变形破坏特征的试验研究 被引量：7

11

作者 刘汉东 陈钧龙 +3 位作者 牛林峰 王忠福 朱瑞 姚亮 《水利与建筑工程学报》 2018年第2期90-94,120,共6页

以反倾层状岩质边坡为研究对象,通过振动台试验对地震作用下反倾层状岩质边坡的变形破坏过程进行了研究,观察记录了在不同频率、振幅、持时地震波作用下模型边坡的宏观变形破坏特征。在此基础上,对模型边坡的变形破坏模式进行了分析。... 以反倾层状岩质边坡为研究对象,通过振动台试验对地震作用下反倾层状岩质边坡的变形破坏过程进行了研究,观察记录了在不同频率、振幅、持时地震波作用下模型边坡的宏观变形破坏特征。在此基础上,对模型边坡的变形破坏模式进行了分析。试验结果表明:地震作用下边坡变形破坏特征与地震动参数密切相关;结构面对边坡的变形破坏有着控制作用;地震作用下反倾层状岩质边坡的变形破坏模式可概化为:地震诱发——顶部及浅表部松动变形——坡体裂缝发育、扩展及层间错动加剧——顶部及浅表部破坏加剧——坡脚拉张裂缝扩展及层间错动加剧,引起边坡大规模崩塌溃坏,散落岩体堆积坡脚。 展开更多

关键词 振动台试验 反倾岩质边坡 变形破坏特征 破坏模式

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基于PIV技术的反倾层状结构边坡模型试验研究 被引量：1

12

作者 牛林峰 朱瑞 +1 位作者 王忠福 陈钧龙 《水力发电》 北大核心 2017年第6期100-104,共5页

基于PIV技术,对顶部加载工况下的反倾层状结构边坡的变形破坏过程进行记录监测,研究反倾层状结构边坡的变形破坏机制。结果表明,顶部荷载较小时,边坡模型变形较小,位移集中在模型上部和后缘,形成与岩层平行的应变集中带;随着荷载的加大... 基于PIV技术,对顶部加载工况下的反倾层状结构边坡的变形破坏过程进行记录监测,研究反倾层状结构边坡的变形破坏机制。结果表明,顶部荷载较小时,边坡模型变形较小,位移集中在模型上部和后缘,形成与岩层平行的应变集中带;随着荷载的加大,边坡模型变形增大,上部位移方向反转,出现横向贯通的应变集中带,并随时间向下推移,最终位置固定,从坡脚处向上延伸,贯通整个边坡模型,与水平成15°~17°的夹角;边坡模型完全破坏时,形成自上而下的3条近于平行的破裂带,最底部的最先形成,最顶部的最后形成,变形破坏程度自上而下依次增大。 展开更多

关键词 PIV技术 反倾层状边坡 顶部加载 变形 破裂带

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反倾岩质边坡动力响应及地震动参数影响研究 被引量：5

13

作者 刘汉东 耿正 +2 位作者 王忠福 牛林峰 徐峰 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2019年第4期70-76,共7页

边坡的动力响应特性分析是研究动力条件下边坡失稳机制的前提。基于反倾层状岩质边坡振动台模型试验构建数值计算模型,利用校准后的数值模型研究地震动强度、频率、持时等对反倾层状岩质边坡动力响应特征的影响。结果表明:边坡内部及坡... 边坡的动力响应特性分析是研究动力条件下边坡失稳机制的前提。基于反倾层状岩质边坡振动台模型试验构建数值计算模型,利用校准后的数值模型研究地震动强度、频率、持时等对反倾层状岩质边坡动力响应特征的影响。结果表明:边坡内部及坡体表面的地面运动峰值加速度PGA(Peak Ground Acceleration)放大系数在竖直方向上都随边坡高度的增加呈非线性增长趋势;PGA放大系数的大小和分布受地震动参数影响显著,其中地震动频率对PGA放大系数影响最大,震动强度次之,持时影响最小。 展开更多

关键词 反倾岩质边坡 动力响应 地震动参数 PGA放大系数 数值模拟

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裂隙位置和开度对岩体抗剪强度影响的试验研究 被引量：3

14

作者 姜彤 尹纯阳 +1 位作者 王江锋 李洪军 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2023年第2期64-71,110,共9页

Jennings方法忽略了裂隙的位置和开度,直接按照裂隙连通率进行加权平均求得的岩体抗剪强度是不精确的。为了研究裂隙位置和开度对岩体抗剪强度的影响,以水泥浆为类岩石材料,浇筑裂隙岩体试件,在试件的不同位置预制不同开度的裂隙,在直... Jennings方法忽略了裂隙的位置和开度,直接按照裂隙连通率进行加权平均求得的岩体抗剪强度是不精确的。为了研究裂隙位置和开度对岩体抗剪强度的影响,以水泥浆为类岩石材料,浇筑裂隙岩体试件,在试件的不同位置预制不同开度的裂隙,在直剪仪上对裂隙岩体试件进行抗剪强度试验。试验结果表明:当裂隙开度一定,裂隙位于位置三(裂隙中心距剪刃50 mm)时,试件黏聚力最小,裂隙位于位置一(裂隙中心距剪刃10 mm)和位置五(裂隙中心距剪刃90 mm)时,试件黏聚力最大,裂隙位于位置二(裂隙中心距剪刃30 mm)和位置四(裂隙中心距剪刃70 mm)时,试件黏聚力位于两者之间;当裂隙位置一定时,1 mm开度的裂隙试件抗剪强度小于2 mm开度的试件;裂隙试件的内摩擦角受裂隙位置和开度影响不显著;裂隙扩展和剪断面破坏特征受裂隙开度影响显著,相同位置下,1 mm开度试件剪断后裂隙较平直,剪断面相对光滑,2 mm开度试件剪断后裂隙起伏度较大,剪断面凹凸不平。研究结果对加深裂隙岩体剪切破坏规律和破坏机制的认识以及现场裂隙岩体抗剪强度的合理取值,均具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 裂隙岩体 直剪试验 裂隙位置 裂隙开度 抗剪强度

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贯通裂隙岩体单轴压缩强度与能量演化机制研究

15

作者 郭威 《河南科技》 2023年第1期101-104,共4页

【目的】研究贯通裂隙岩体的力学特征以及能量演化机制。【方法】预制完整岩体、0°、15°、30°、45°、60°倾角的裂隙岩体,采用试验设备微机控制电液伺服压力试验机(YAW6202)与PCI-Ⅱ声发射试验仪对单轴加载条... 【目的】研究贯通裂隙岩体的力学特征以及能量演化机制。【方法】预制完整岩体、0°、15°、30°、45°、60°倾角的裂隙岩体,采用试验设备微机控制电液伺服压力试验机(YAW6202)与PCI-Ⅱ声发射试验仪对单轴加载条件下岩石强度与能量演化规律进行分析。【结果】贯通裂隙破坏了岩石材料的完整性和均匀性,随着裂隙倾角角度上升,试件单轴压缩的破坏由上下拉压岩石破坏转为随着预制结构面破坏;不同裂隙倾角试件的单轴抗压强度与弹性模量均出现劣化;试件在单轴压缩荷载下的应力应变曲线与声发射振铃计数变化情况较吻合,振铃计数可反映岩体内部的裂隙出现、发展直至岩石破坏失稳的过程。【结论】可为裂隙岩体的劣化性质研究提供参考。 展开更多

关键词 裂隙岩体 裂隙倾角 单轴压缩 能量演化

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波浪荷载下海上风力机桩基础滞回效应及水平承载力变化特性研究 被引量：2

16

作者 姜彤 何天乐 +1 位作者 王璇 王静 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期546-553,共8页

该研究以海上风电桩基础为研究对象,采用自主设计的水平加载装置模拟波浪荷载,结合粒子图像测速(PIV)技术开展缩尺模型试验。着重探究不同幅值的波浪荷载加载过程中,桩周土体的循环变形特征及加载前后,海上风力机桩基础水平承载能力变... 该研究以海上风电桩基础为研究对象,采用自主设计的水平加载装置模拟波浪荷载,结合粒子图像测速(PIV)技术开展缩尺模型试验。着重探究不同幅值的波浪荷载加载过程中,桩周土体的循环变形特征及加载前后,海上风力机桩基础水平承载能力变化。试验结果表明:桩顶累积转角随加载次数呈线性增长、缓慢增长和稳定发展的三阶段变化特性;桩周土体呈现典型的刚性桩两区域破坏形式,桩右被动区土体位移矢量场和位移云图影响范围受加载幅值变化影响显著;桩顶循环加载荷载位移曲线表现出明显的滞回性,滞回圈随加载次数右移并产生累积位移。伴随着滞回圈面积减小和割线刚度增大,桩周土体由以塑性变形向弹性变形为主导变化;循环加载后的滞回圈有明显捏缩,耗能能力减弱。桩基础水平承载能力及弹性变形能力较加载前均明显提高。 展开更多

关键词 海上风电 波浪荷载 桩基础 承载特性 滞回变化

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宽广吸力范围内弱膨胀土的抗剪强度及其预测 被引量：19

17

作者 张俊然 孙德安 +1 位作者 姜彤 黄志全 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1064-1070,共7页

在宽广吸力范围内对不同吸力的非饱和弱膨胀土进行了一系列吸力控制的三轴剪切试验。关于吸力的施加,较低吸力采用轴平移技术;高吸力采用蒸汽平衡法。试验结果表明:在净应力相同的条件下,试样的应力应变关系曲线随着吸力的增大而升高、... 在宽广吸力范围内对不同吸力的非饱和弱膨胀土进行了一系列吸力控制的三轴剪切试验。关于吸力的施加,较低吸力采用轴平移技术;高吸力采用蒸汽平衡法。试验结果表明:在净应力相同的条件下,试样的应力应变关系曲线随着吸力的增大而升高、剪缩量变小,并且随着吸力的增大其偏应力–应变关系和体变明显地表现出类似超固结土的特性。主要原因是试样受到较大的吸力,弱膨胀土试样失水收缩、孔隙比减小均明显,使试样剪切过程中表现出类似超固结黏土的特性。在宽广吸力范围内,吸力所引起弱膨胀性土体积收缩明显,不可忽视。根据压汞试验结果确定的微观饱和度引入有效饱和度中,再将试验结果与修正后的Bishop非饱和土强度公式的预测值进行比较,证明了修正后的Bishop非饱和土强度公式在宽广吸力范围内可较为准确地预测非饱和弱膨胀土的抗剪强度。 展开更多

关键词 宽广吸力范围内 弱膨胀土 压汞试验 抗剪强度 预测

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3种生物聚合物改良粉土的持水特性研究 被引量：12

18

作者 张俊然 赵鑫鑫 姜彤 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2157-2164,共8页

针对黄河流域水土流失防治,以往多采用水泥等灰色材料进行加固筑堤,但生态环境破坏严重。为响应黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略,采用环境友好的生物聚合物对黄河流域典型粉土进行改良,通过WP4C仪测量生物聚合物改良粉土的持水... 针对黄河流域水土流失防治,以往多采用水泥等灰色材料进行加固筑堤,但生态环境破坏严重。为响应黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略,采用环境友好的生物聚合物对黄河流域典型粉土进行改良,通过WP4C仪测量生物聚合物改良粉土的持水特性,并从微观角度分析了生物聚合物改良粉土持水特性的机制。研究结果表明,与未改良土相比,生物聚合物改良粉土饱和含水率增大,孔隙比增大,持水能力显著提高。黄原胶、结冷胶、瓜尔胶改良粉土的持水能力均随着掺量的增加而增加,结冷胶改良的效果优于黄原胶、瓜尔胶。其机制为生物聚合物颗粒经过水合作用形成水凝胶,填充颗粒间孔隙,增加颗粒之间的黏结性。而且黄原胶、结冷胶改良粉土中形成类似蜂巢结构的孔隙空间,为其提供储水空间,进而提高改良土的持水特性。上述研究结果可为生物聚合物安全、科学地应用于黄河流域水土流失的防治提供科学依据。 展开更多

关键词 粉土 黄原胶 结冷胶 瓜尔胶 持水特性

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基于粒子图像测速技术的黄土径向劈裂试验研究 被引量：7

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作者 姜彤 翟天雅 +4 位作者 张俊然 赵金玓 王俪锦 宋陈雨 潘旭威 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2120-2126,2140,共8页

用粒子图像测速(PIV)测试系统对黄土原状样和重塑样进行了一系列劈裂试验,同时用压汞仪对黄土原状样和重塑样进行了微观结构定量对比分析,探讨结构性、初始干密度对抗拉强度的影响。试验结果表明:当试样劈裂破坏时,原状样峰值荷载比重... 用粒子图像测速(PIV)测试系统对黄土原状样和重塑样进行了一系列劈裂试验,同时用压汞仪对黄土原状样和重塑样进行了微观结构定量对比分析,探讨结构性、初始干密度对抗拉强度的影响。试验结果表明:当试样劈裂破坏时,原状样峰值荷载比重塑样的大,重塑样的峰值荷载随着初始干密度的增加而增加。由位移矢量场可知,原状样劈裂破坏时主裂隙倾斜,次生裂隙不发育;重塑样劈裂破坏时主裂隙呈径向垂直,次生裂隙较发育;不同初始干密度重塑样的裂隙发育形态基本一致。当初始干密度相等时,原状样的累计汞压入量曲线和孔径分布密度曲线均高于重塑样,原状样的集聚体间孔隙比重塑样的多,但由于原状样具有明显的结构性,因而原状样的抗拉强度比重塑样的高。随着初始干密度增加,重塑样的累计汞压入量曲线向下移动,孔径分布密度曲线峰值向左移动,集聚体间孔隙逐渐减小甚至消失,导致抗拉强度随着初始干密度增大而增加。 展开更多

关键词 原状黄土 抗拉强度 位移矢量场 裂隙 压汞

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含水层底部单孔非完整疏放水井渗流特征砂槽试验 被引量：4

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作者 王文学 郝清扬 +2 位作者 薛景元 姜彤 董金玉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1290-1301,共12页

为研究含水层底部疏放水井渗流特征,设计研发了一种60°扇形体渗流砂槽系统,以潜水含水层底部疏放水为例,开展了不同井长单井非完整井疏放水渗流砂槽试验,研究结果表明:疏放水引起浸润线的下降,并在其上方形成饱和毛细水带负压区;... 为研究含水层底部疏放水井渗流特征,设计研发了一种60°扇形体渗流砂槽系统,以潜水含水层底部疏放水为例,开展了不同井长单井非完整井疏放水渗流砂槽试验,研究结果表明:疏放水引起浸润线的下降,并在其上方形成饱和毛细水带负压区;疏放水过程中含水层底部非完整井上部可划分为上层毛细水带、支持毛细水带、饱和毛细水带及自由水饱和带,饱和毛细水带可有效阻止上部空气进入井内;非完整井井片内部压力P存在4种水压分布形态,即P=0、P>0、P<0以及P_(up)<0且P_(down)>0,根据井内压力及井片上部自由水饱和带、饱和毛细带的分布,含水层底部非完整井疏放水似稳定流态水压分布可概化7种模型;非满管段的形成导致其上部自由水压力不能连续传递,其分布不再是满管时的由下至上递减规律,当井片上方存在浸润线时,压力水头分布由下至上呈先增加后减小的规律;当井片上方存在自由水饱和带或较大范围的饱和毛细水带时,渗流量随井内压力减小而增加,当自由水饱和带消失且饱和毛细水带垂直分布较小时,井内压力的减小对渗流的增加效应不明显;非完整井井长的增加可有效增加渗流量,但当井长大于临界值后,渗流量不再随着井长的增加而变化;疏放水过程中,疏放水量由静态补给与动态补给构成且静态补给以一阶指数函数减少、动态补给以一阶指数函数增加。 展开更多

关键词 渗流特征 底部疏放水 非完整疏放水井 砂槽试验

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