非对称冲刷条件下水平受荷桩侧向响应及p-y曲线

1

作者 赵子豪 尹衍秋 +1 位作者 汤永强 张正飞 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第26期11315-11326,共12页

局部冲刷通过去除桩基周围的土体而引起桩基承载力的显著损失,由于波浪和水流的方向性,使得冲刷坑具有非对称性。为了明确非对称冲刷条件下水平受荷载桩基的侧向响应问题,提出了一种不对称的冲刷坑模型,采用三维有限元软件ABAQUS建立模... 局部冲刷通过去除桩基周围的土体而引起桩基承载力的显著损失,由于波浪和水流的方向性,使得冲刷坑具有非对称性。为了明确非对称冲刷条件下水平受荷载桩基的侧向响应问题,提出了一种不对称的冲刷坑模型,采用三维有限元软件ABAQUS建立模型与实验进行了对比验证,然后通过系统的参数分析,研究了不同非对称冲刷率、最大冲刷深度、冲刷坡角以及荷载方向下,桩基的侧向响应,并建立了非对称冲刷条件下修正p-y曲线模型。结果表明:当非对称冲刷率减小、最大冲刷深度增加和冲坑坡角减小,都会使得桩基水平承载力和桩身最大弯矩减小、最大土体阻力增加且桩身弯矩最大值和土体阻力的最大值以及桩身旋转中心的位置都会向桩底移动。由于冲刷坑的非对称性,沿y轴正向加载和负向加载时桩基的侧向响应存在明显差异并且这种差异随最大冲刷深度增大而更加增大且随非对称冲刷率的增大而更加明显。 展开更多

关键词 不对称的冲刷坑 非对称冲刷率 最大冲刷深度 冲坑坡角 荷载方向 P-Y曲线 侧向响应

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海上风电四桩基础在软黏土中的水平承载特性 被引量：2

2

作者 赵子豪 张正飞 +1 位作者 杜威 吴凤元 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期446-452,共7页

为评估应变软化和应变率效应对四桩基础水平承载特性的影响,通过ABAQUS有限元软件,建立四桩基础二维平面应变模型,并在vumat用户子程序中定义软黏土不排水抗剪强度s_(u)随累积塑性剪切应变和最大剪切应变速率的变化关系,进而分析应变软... 为评估应变软化和应变率效应对四桩基础水平承载特性的影响,通过ABAQUS有限元软件,建立四桩基础二维平面应变模型,并在vumat用户子程序中定义软黏土不排水抗剪强度s_(u)随累积塑性剪切应变和最大剪切应变速率的变化关系,进而分析应变软化参数δ_(rem)、ξ_(95)和应变率参数μ对四桩基础水平承载特性的影响。分析结果表明:四桩基础水平承载力会随着应变软化参数δrem、ξ_(95)的减小而逐渐降低,其中δ_(rem)对水平承载力的影响较为显著;应变率参数μ与四桩基础水平承载力呈现线性正相关。最终,基于上述数值分析结果建立考虑应变软化和应变率效应的四桩基础水平承载力统一预测模型。 展开更多

关键词 海上风电 黏土 应变率 应变软化 水平承载力 四桩基础

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V-H-M复合加载模式下三桩基础的失效包络面研究 被引量：2

3

作者 赵子豪 张皓 +2 位作者 杜威 张正飞 张海旭 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期12-23,共12页

为了研究海上风机三桩基础在竖向荷载V、水平荷载H和弯矩荷载M复合加载模式下的极限承载特性,建立了350组三桩基础有限元极限分析模型,系统分析了三桩基础在单向加载、H-M双向加载和V-H-M三向复合加载条件下的失效包络面形态,探讨了深... 为了研究海上风机三桩基础在竖向荷载V、水平荷载H和弯矩荷载M复合加载模式下的极限承载特性,建立了350组三桩基础有限元极限分析模型,系统分析了三桩基础在单向加载、H-M双向加载和V-H-M三向复合加载条件下的失效包络面形态,探讨了深径比、距径比等因素对三桩基础失效包络面的影响规律。研究表明:①随着竖向荷载的增加,三桩基础在H-M平面上的失效包络线将持续收缩并整体向H和M坐标轴的负方向发生偏移,该影响在V=0.95 V_(0)^(+)时偏移现象尤其明显;②当竖向荷载V/V_(0)^(+)≤0.50时,三桩基础主要受水平荷载的影响发生倾覆破坏,而当竖向荷载V/V_(0)^(+)≥0.75时,基础则会发生竖直方向上的压入破坏;③三桩基础失效包络面尺寸随深径比与距径比的增大而增大;④所提出的经验公式可较为准确地预测三桩基础复合承载力大小。 展开更多

关键词 三桩基础 复合加载模式 失效包络面

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含水率对煤系土抗剪强度的影响 被引量：50

4

作者 胡昕 洪宝宁 +1 位作者 杜强 孟云梅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2291-2294,共4页

煤系土具有遇水软化的特点,强度随含水率的增加急剧下降。以分布在广州-梧州高速公路沿线的煤系土为研究对象,在分析其物理特性的基础上,通过常规直接剪切试验测定了不同含水状态煤系土试样的抗剪强度,分析了含水率对煤系土抗剪强度的影... 煤系土具有遇水软化的特点,强度随含水率的增加急剧下降。以分布在广州-梧州高速公路沿线的煤系土为研究对象,在分析其物理特性的基础上,通过常规直接剪切试验测定了不同含水状态煤系土试样的抗剪强度,分析了含水率对煤系土抗剪强度的影响,并提出了实际工程中处治煤系土的建议。研究结果表明:煤系土抗剪强度与起始含水率具有明显的相关关系,且起始含水率越大,抗剪强度越小。随着含水率的增大,煤系土黏聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性。当含水率小于某一值时,煤系土黏聚力随含水率增大变化幅度较小;当含水率高于该值后,煤系土黏聚力随含水率增大急剧降低,凝聚力对数与含水率呈线性关系。含水率变化对煤系土内摩擦角的影响较小,但在含水率增大过程中,煤系土内摩擦角先增后减,具有明显的峰值。 展开更多

关键词 煤系土 抗剪强度 水敏感性 直剪试验

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高液限土和煤系土抗剪强度的水敏感性比较研究 被引量：30

5

作者 胡昕 洪宝宁 +1 位作者 王海明 杜强 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期54-59,共6页

为研究分布在广梧高速公路沿线的高液限土和煤系土的水敏感性,通过常规直接剪切试验测定了不同含水状态高液限土和煤系土试样的抗剪强度,对比分析了含水量对两者抗剪强度的影响,并探讨了实际工程中应对高液限土和煤系土问题的策略。研... 为研究分布在广梧高速公路沿线的高液限土和煤系土的水敏感性,通过常规直接剪切试验测定了不同含水状态高液限土和煤系土试样的抗剪强度,对比分析了含水量对两者抗剪强度的影响,并探讨了实际工程中应对高液限土和煤系土问题的策略。研究结果表明:高液限土和煤系土的抗剪强度均与起始含水量具有明显的相关关系,起始含水量越大抗剪强度越小。随着含水量的增大,高液限土黏聚力的对数与含水量成线性关系减小,其内摩擦角则先小幅减小,后急剧减小。随着含水量的增大,煤系土黏聚力变化具有显著的分段性:先小幅减小,后大幅减小,且其对数与含水量成指数关系。含水量变化对煤系土内摩擦角的影响较小。粒组成分的不同是导致高液限土和煤系土水敏感性不同的主要原因。 展开更多

关键词 道路工程 特殊土 直剪试验 水敏感性 剪切强度

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Forchheimer型非达西渗流参数特征分析 被引量：20

6

作者 张文娟 王媛 倪小东 《水电能源科学》 北大核心 2014年第1期52-54,164,共4页

针对目前Forchheimer方程中研究渗流参数较少的问题,运用数值模拟对比分析了Forchheimer型非达西渗流和达西渗流,验证了高渗流速度下Forchheimer型非达西渗流的正确性,进而通过非达西效应分析了Forchheimer型非达西渗流参数特征。结果表... 针对目前Forchheimer方程中研究渗流参数较少的问题,运用数值模拟对比分析了Forchheimer型非达西渗流和达西渗流,验证了高渗流速度下Forchheimer型非达西渗流的正确性,进而通过非达西效应分析了Forchheimer型非达西渗流参数特征。结果表明,非达西流影响系数与渗流速度为反比关系;发生非达西渗流时,渗透系数会降低;非达西效应越明显,渗透系数越低。 展开更多

关键词 非达西渗流 Forchheimer方程 参数 非达西效应

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非均匀注浆盾构隧道管片纵缝错台量三维有限元分析 被引量：5

7

作者 许倩倩 王媛 《隧道建设》 2013年第7期567-572,共6页

注浆压力是造成管片纵缝错台的主要原因之一,通过ABAQUS软件建立三维有限元模型对该因素导致管片的纵缝错台量进行计算。模型考虑了土层、注浆层、管片、螺栓之间的互相作用,同时结合实际工程考虑浆液因扩散对管片造成的压力,对管片布... 注浆压力是造成管片纵缝错台的主要原因之一,通过ABAQUS软件建立三维有限元模型对该因素导致管片的纵缝错台量进行计算。模型考虑了土层、注浆层、管片、螺栓之间的互相作用,同时结合实际工程考虑浆液因扩散对管片造成的压力,对管片布置浆液压力荷载。分别计算了4孔对称注浆,注浆压力在0～0.5 MPa范围变化时均匀注浆、非均匀注浆工况下管片纵缝错台量。结果表明:非均匀注浆对封顶块和邻接块间错台量影响较大,且注浆压力不均匀程度越大该接缝错台量越大,最大错台量达到1.35mm;对隧道拱腰处接缝错台影响较小,均为0.1 mm左右。拱底管片接缝错台受下部注浆孔注浆作用影响较大,下部注浆孔无注浆时错台量最大值达到0.75 mm。相对于前人研究多重因素下的管片极限错台量10 mm,非均匀注浆因素造成的管片纵缝错台不容忽视。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片 纵缝错台 均匀注浆 非均匀注浆 三维有限元分析

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土颗粒排列与胶结作用对人造结构性土结构性影响研究 被引量：3

8

作者 梁传扬 吴跃东 +1 位作者 刘坚 吴回国 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2135-2142,共8页

人工制备结构性土通常在土中添加发泡聚苯乙烯(EPS)和水泥等外加剂实现土颗粒预定排列方式与粒间胶结作用,从而形成土体的结构性。然而目前针对土颗粒排列与胶结作用对人造结构性土结构性影响的研究较少。为此研究了土颗粒排列和粒间胶... 人工制备结构性土通常在土中添加发泡聚苯乙烯(EPS)和水泥等外加剂实现土颗粒预定排列方式与粒间胶结作用,从而形成土体的结构性。然而目前针对土颗粒排列与胶结作用对人造结构性土结构性影响的研究较少。为此研究了土颗粒排列和粒间胶结对土体初始结构性和结构性演变过程的影响规律及其作用机理。研究结果表明:土体初始结构性随着EPS掺量及其粒径增大而减小,随着水泥掺量增大而增大。这是因为EPS掺量和粒径越大,土体中孔隙数量越多,孔隙体积越大,减弱了土颗粒之间的胶结作用,从而降低土体的初始结构性;而水泥掺量越大,水化产物越多,土体的孔隙体积越小,胶结作用越显著,从而提高土体的初始结构性。在结构性演变过程中,初期应力较小时,土体的结构性随EPS掺量、粒径和水泥掺量的增大而增大,这主要与EPS颗粒吸能减能作用和水泥水化产物胶结作用的增强有关。研究成果不仅有助于增强对结构性土体中土颗粒排列和粒间胶结作用的认识,对人工制备结构性土工艺也有重要的技术指导意义。 展开更多

关键词 人造结构性土 颗粒排列 粒间胶结 发泡聚苯乙烯(EPS) 水泥

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运营期铁路隧道衬砌外水压力折减方法 被引量：8

9

作者 顾伟 董琪 +1 位作者 王媛 秦正贵 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第12期280-285,共6页

针对处于运营期的富水山体隧道复合衬砌外水压力问题,从实际工程排水系统入手,根据流体力学原理,建立隧道排水系统排水模型。发现隧道排水量与二衬外水压力呈非线性关系,进而推导得到复合衬砌外水压力的解析解;并将之与具有等效渗透系... 针对处于运营期的富水山体隧道复合衬砌外水压力问题,从实际工程排水系统入手,根据流体力学原理,建立隧道排水系统排水模型。发现隧道排水量与二衬外水压力呈非线性关系,进而推导得到复合衬砌外水压力的解析解;并将之与具有等效渗透系数的二衬透水线性排水模型解析解对比。结果发现线性排水模型计算得到的二衬外水压力折减系数偏小。然后在解析解的基础上,分析初支参数、注浆圈参数、排水系统参数对二衬外水压力折减系数的影响。研究可为隧道以及隧道排水系统设计提供一定参考。 展开更多

关键词 运营期 隧道 排水系统 二衬 外水压力

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非稳定渗流条件下含类泥质互层面板堆石坝稳定性分析 被引量：2

10

作者 顾芳燕 王媛 倪小东 《水电能源科学》 北大核心 2015年第2期63-66,共4页

国外某水电站混凝土面板堆石坝施工期间,坝体分层碾压时层面形成类泥状物质,因无法彻底清除,从而导致堆石区80cm/10cm的互层。为分析类泥质互层对面板堆石坝坝坡稳定性影响,建立了含类泥质互层三维坝体渗流及二维坝坡稳定性分析模型,分... 国外某水电站混凝土面板堆石坝施工期间,坝体分层碾压时层面形成类泥状物质,因无法彻底清除,从而导致堆石区80cm/10cm的互层。为分析类泥质互层对面板堆石坝坝坡稳定性影响,建立了含类泥质互层三维坝体渗流及二维坝坡稳定性分析模型,分析了非稳定渗流条件下坝体渗流场,研究了渗流作用下坝坡的稳定性。结果表明,蓄水及泄放洪期,类泥质互层对坝坡稳定性影响较大;滑弧底部基本是沿着类泥质夹层层面滑出;泄放洪期,水位骤降引起内水外渗,易导致坝坡失稳,因此提出控制水位下降速率以保证坝坡稳定性。 展开更多

关键词 混凝土面板堆石坝 类泥质夹层 非稳定渗流 坝坡稳定

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钙质结核土缩尺试验压缩系数修正方法研究 被引量：1

11

作者 梁传扬 吴跃东 +4 位作者 吴回国 林来贺 时秀莲 陈大硕 孙传明 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第2期207-213,共7页

为了研究钙质结核土缩尺试样的压缩特性及其参数的修正方法,本文提出适用于钙质结核土的缩尺方法,并对比分析不同钙质结核质量分数的钙质结核土大型压缩试验和缩尺试验下的压缩性,对缩尺试样的压缩系数进行修正。结果表明:对钙质结核土... 为了研究钙质结核土缩尺试样的压缩特性及其参数的修正方法,本文提出适用于钙质结核土的缩尺方法,并对比分析不同钙质结核质量分数的钙质结核土大型压缩试验和缩尺试验下的压缩性,对缩尺试样的压缩系数进行修正。结果表明:对钙质结核土使用相似级配法混合等质量替代法进行缩尺,可以获得适用于常规试验仪器的钙质结核土试样;在相同的钙质结核质量分数条件下,大型压缩试样压缩性普遍大于缩尺试样压缩性;修正后的压缩系数可以较好地反映钙质结核土的压缩性能,与工程中采用的压缩系数相比,更接近土体的天然性质。 展开更多

关键词 钙质结核土 大型压缩试验 缩尺试验 压缩曲线 压缩系数

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钙质结核含量对钙质结核土压缩性缩尺效应影响研究

12

作者 梁传扬 吴跃东 +3 位作者 刘坚 刘辉 陈大硕 林来贺 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2272-2279,共8页

钙质结核土的大尺寸试样和缩尺试样在压缩性等物理力学性质上存在缩尺效应,其主要受土体中钙质结核含量和级配组成的影响。然而,现有研究关注更多的是土体的级配组成对缩尺效应的影响,而忽略了钙质结核含量的影响效果。为此探讨了钙质... 钙质结核土的大尺寸试样和缩尺试样在压缩性等物理力学性质上存在缩尺效应,其主要受土体中钙质结核含量和级配组成的影响。然而,现有研究关注更多的是土体的级配组成对缩尺效应的影响,而忽略了钙质结核含量的影响效果。为此探讨了钙质结核含量对钙质结核土压缩性缩尺效应的影响行为,并揭示了其作用机理。研究结果表明:土体压缩性缩尺效应与钙质结核含量之间呈现阶梯曲线的关系,主要归因于在相同的钙质结核含量下,缩尺试样中的钙质结核更容易形成骨架效应。基于此,提出了一种考虑钙质结核骨架效应的土样屈服应力和压缩指数的计算模型,以减少试样的缩尺效应的影响。该计算模型可为利用缩尺试样压缩试验结果来获得大尺寸样压缩性参数提供新途径,经验证,计算结果可靠。 展开更多

关键词 钙质结核土 钙质结核含量 压缩性 缩尺效应 骨架效应

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组合工字形砌块内河航道护岸的现场试验

13

作者 时秀莲 吴跃东 +1 位作者 刘坚 徐楠 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第6期771-779,共9页

为研究组合工字形砌体挡墙在内河航道中的适用性,结合浙江省杭平申线航道改建升级项目,开展现场试验,对单层和双层砌体挡墙的地下水位、土压力、沉降、深层水平位移以及单层砌体挡墙的土工格栅应力进行监测。结果表明:组合工字形砌体挡... 为研究组合工字形砌体挡墙在内河航道中的适用性,结合浙江省杭平申线航道改建升级项目,开展现场试验,对单层和双层砌体挡墙的地下水位、土压力、沉降、深层水平位移以及单层砌体挡墙的土工格栅应力进行监测。结果表明:组合工字形砌体挡墙的生态功能、受力性能良好;单层砌体挡墙中,水平土压力的实测值在静止土压力和朗肯主动土压力之间,土压力系数随埋深呈现不规则变化;土工格栅应变值最大为1.1%;对比单层和双层砌体挡墙,水平土压力呈多段折线变化,并互有交叉,当埋深较小时,单层砌体挡墙的水平土压力数值较大,单层砌体挡墙的土工格栅拉筋发挥了与双层砌块相同的作用;单层和双层砌体挡墙的水平位移变化规律相同,双层砌体挡墙的土体沉降和墙身沉降都比单层的更大。 展开更多

关键词 组合工字形护岸 内河航道 现场试验 土压力 砌体挡墙

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