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近接运营地铁的城市地下工程施工安全韧性评估方法研究 被引量：2
1
作者 韩凯航 李岩松 +6 位作者 陈湘生 包小华 王树英 张成平 魏纲 张治国 赵千 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第10期2005-2015,共11页
为提出一种用于评估近接运营地铁的城市地下工程施工安全韧性的方法,首先,通过对近接施工的3个方面(新建地下工程、地层、既有地下结构)以及2个维度(技术和管理)的分析,建立一个较为完整的韧性指标体系;其次,结合层次分析法、熵权法和... 为提出一种用于评估近接运营地铁的城市地下工程施工安全韧性的方法,首先,通过对近接施工的3个方面(新建地下工程、地层、既有地下结构)以及2个维度(技术和管理)的分析,建立一个较为完整的韧性指标体系;其次,结合层次分析法、熵权法和博弈论,提出韧性指标体系的权重组合分析方法;同时,基于集对分析理论,提出研究体系复合性能Q的连续评估方法;最后,从“最大损伤”和“累计损伤”2个角度提出韧性R的综合评估计算公式,并将其应用于具体工程案例的分析。研究结果表明:1)新提出的韧性评估方法与传统的风险评估方法可以相互印证,且新的韧性评估方法考虑因素更为全面;2)提出的系统复合性能Q包含3个维度,即既有地下结构(Q_(A))、地层(Q_(B))、新建地下工程(Q_(C)),比传统的评估理论更全面;3)随着既有地下结构的动态指标限值越来越严格,系统复合性能Q的评估结果对应有所下降。 展开更多
关键词 城市地下工程 近接施工 韧性评估 集对分析法 案例分析
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工程堆载诱发邻近管线变形响应的快速解析方法 被引量：1
2
作者 叶俊能 王忠瑾 +1 位作者 王乾浩 冯国辉 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2082-2089,共8页
既有管线附近存在工程堆载情况下,管线会产生下沉位移,并进一步威胁到既有管线的正常工作。在这方面的研究大部分停留在有限元和室内试验方面,较少理论解用于分析既有邻近管线在工程堆载作用下的受力变形响应。基于此,采用理论解析的手... 既有管线附近存在工程堆载情况下,管线会产生下沉位移,并进一步威胁到既有管线的正常工作。在这方面的研究大部分停留在有限元和室内试验方面,较少理论解用于分析既有邻近管线在工程堆载作用下的受力变形响应。基于此,采用理论解析的手段研究该工况下管-土相互作用。首先采用Boussinesq解解析得到既有管线轴线处的附加应力,随后将管线简化成放置在双参数Pasternak模型上的无限长梁,进一步获得管线变形过程中的系统总能量,最后根据能量变分理论获得邻近管线受力变形响应。通过与既有试验实测数据对比,验证了所提方法的正确性;相比于所提方法的退化解析,所提方法更贴近实测数据。参数研究表明:管线的受力变形会随管线埋深的增大而非线性减小;增大管线直径会引起管线变形响应增强;管线和堆载区域夹角对管线受力变形不敏感;增大管线与堆载区域的水平距离能够有效减小管线受力变形响应,且减速呈现先增大后减小的现象。一系列分析成果可用于实际工程中工程堆载对邻近既有管线受力变形的影响分析。 展开更多
关键词 能量变分 工程堆载 既有管线 双参数地基模型 简化解析
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真空预压淤堵区渗透系数的计算方法 被引量：4
3
作者 崔允亮 潘方然 +1 位作者 高楥园 金子原 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2085-2093,共9页
在废弃泥浆的真空预压过程中,预制竖向排水板周围经常会形成淤堵区域。准确测量和计算淤堵区泥浆的渗透系数对于预测废弃泥浆固结的情况至关重要。由于淤堵区泥浆渗透系数难以直接测量,且缺乏理论推导方法,因此提出了淤堵区渗透系数与... 在废弃泥浆的真空预压过程中,预制竖向排水板周围经常会形成淤堵区域。准确测量和计算淤堵区泥浆的渗透系数对于预测废弃泥浆固结的情况至关重要。由于淤堵区泥浆渗透系数难以直接测量,且缺乏理论推导方法,因此提出了淤堵区渗透系数与淤堵区厚度的计算方法。为研究淤堵区的形成和验证计算方法,设计了一套试验装置进行验证,证明了该计算方法的实用性和可行性。同时,研究得出在工程现场对废弃泥浆进行真空预压时,应将真空度控制在90 kPa以下,并且在60~80 kPa之间,真空度越低,淤堵区的形成越慢。提出了淤堵区渗透系数计算方法,可用于预测真空预压过程中淤泥的固结程度。 展开更多
关键词 废弃泥浆 真空预压 淤堵区 渗透系数 计算方法
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伺服钢支撑控制旁侧既有盾构隧道变形试验研究 被引量：1
4
作者 王哲 吴鹏飞 +5 位作者 魏纲 冯韦皓 吴雪桦 李航 易子浩 胡恬华 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期795-806,共12页
为探明伺服钢支撑主动控制旁侧既有盾构隧道变形时基坑和隧道的整体受力变形规律和机理,解决工程中伺服钢支撑的不合理应用问题,开展室内缩尺模型试验,通过分析地连墙变形、隧道变形、隧道围压与内力、周围土压力等试验数据,以及伺服钢... 为探明伺服钢支撑主动控制旁侧既有盾构隧道变形时基坑和隧道的整体受力变形规律和机理,解决工程中伺服钢支撑的不合理应用问题,开展室内缩尺模型试验,通过分析地连墙变形、隧道变形、隧道围压与内力、周围土压力等试验数据,以及伺服钢支撑不同组合方式下的隧道变形控制效果,研究伺服钢支撑主动控制旁侧隧道变形的规律和机理。试验结果表明:伺服加载对隧道水平位移和拱顶沉降均有一定的控制效果,且对水平位移的控制效果更加显著,对隧道右拱腰围压与弯矩的影响最大,拱顶拱底次之,对左拱腰影响最小,对地表沉降未产生显著的控制效果。伺服加载在旁侧土体产生的附加应力,随着距离增大产生消散现象,在隧道右拱腰产生应力集中现象,伺服加载对地连墙变形、隧道围压和弯矩、隧道变形的影响同步产生且相互关联。伺服钢支撑设置位置越靠近隧道埋深处、设置层数越多对隧道变形控制效果越好,但设置位置不当时设置层数与隧道变形控制效果不成正比,甚至产生负向控制效果,工程中应重点考虑伺服钢支撑的设置位置,不可盲目增大设置层数,否则增加工程成本且可能产生工程风险。研究结果可为伺服钢支撑主动控制围护结构及旁侧隧道变形提供理论指导,利于其更加广泛而合理地应用。 展开更多
关键词 盾构隧道 深基坑 伺服钢支撑 地连墙变形 模型试验
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洞内注浆对盾构隧道竖向沉降的影响 被引量：1
5
作者 魏纲 李航 +3 位作者 齐永洁 张治国 朱成伟 韩凯航 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期222-233,共12页
为治理因下方新建隧道穿越或上方堆载等产生的隧道不均匀沉降,常采用隧道洞内注浆技术对沉降区域进行抬升。为研究洞内注浆对既有隧道竖向位移及轴线处附加应力的影响,首先,根据2个实际工况提出了隧道下方注浆圆柱模型;其次,考虑了注浆... 为治理因下方新建隧道穿越或上方堆载等产生的隧道不均匀沉降,常采用隧道洞内注浆技术对沉降区域进行抬升。为研究洞内注浆对既有隧道竖向位移及轴线处附加应力的影响,首先,根据2个实际工况提出了隧道下方注浆圆柱模型;其次,考虑了注浆土体的体积膨胀作用及浆液的空间流动性,提出了非均匀体积膨胀注浆圆柱力学计算模型;最后,基于随机介质理论推导了注浆引起的隧道竖向抬升位移及轴线处的附加应力计算公式,研究了既有隧道沉降及轴线处附加应力在不同注浆参数(注浆量V、注浆体顶部与隧道底部距离H、注浆角度α)及不同纵向注浆方案下的变化规律。研究结果表明:隧道洞内注浆对隧道进行了有效抬升,计算所得抬升结果与工程实测结果较为吻合;随着注浆量V提高,既有隧道沉降变形逐渐减小,但当注浆量V过大时,将会导致既有隧道发生隆起变形;随着注浆圆柱顶部与隧道底部距离H增大,抬升量逐渐减小;随着注浆角度α增大,抬升量不断增大;沿隧道纵向采取非等量注浆方案并在沉降最大区域集中注浆能有效提高最大抬升量。 展开更多
关键词 盾构隧道 不均匀沉降 洞内注浆 附加应力 竖向位移
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盾构下穿引起围压改变对既有盾构隧道的影响研究 被引量：1
6
作者 魏纲 蔡浩然 +2 位作者 齐永洁 冯国辉 徐天宝 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第4期708-718,共11页
为研究盾构下穿对既有隧道环向受力变形的影响,在考虑隧道开挖应力释放效应、环间剪切力和环间拉力的情况下,改进既有隧道的围压重分布模型,求出既有隧道环向荷载。结合工程案例,利用Midas GTS NX有限元软件建立精细化三环管片模型,模... 为研究盾构下穿对既有隧道环向受力变形的影响,在考虑隧道开挖应力释放效应、环间剪切力和环间拉力的情况下,改进既有隧道的围压重分布模型,求出既有隧道环向荷载。结合工程案例,利用Midas GTS NX有限元软件建立精细化三环管片模型,模拟围压重分布后既有隧道的变化。研究结果表明:1)盾构近距离下穿会引起既有隧道环向围压减小,在考虑环间剪切力和环间拉力条件下,既有隧道环向附加围压分布不对称,呈偏向穿越侧上小下大的歪“8”字形。2)沿既有隧道前进方向,距离穿越中心越远,附加围压绝对值越小,既有隧道附加收敛值越小;在距离穿越中心约Z_(0)处趋于0(Z_(0)为既有隧道埋深),既有隧道在210°和330°位置处变化最大,附加围压减小值分别为28.11 kPa和25.54 kPa,变化率分别为10.96%和11.84%。3)随着土体损失率增大,附加围压绝对值越大,既有隧道附加收敛值越大;在土体损失率达到1.5%时,附加收敛值为13.7 mm,变化率为48.9%。4)随着隧道间距增大,附加围压绝对值越小,既有隧道附加收敛值越小;在隧道间距为7.6 m时,附加收敛值为13.3 mm,变化率为47.5%。 展开更多
关键词 盾构下穿 附加围压 数值模拟 附加收敛值 既有盾构隧道
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软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形时效分析
7
作者 张治国 陈胤吉 +4 位作者 魏纲 倪寅 李骏杰 师敏之 木林隆 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第9期1793-1803,共11页
目前针对软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,且较少分析曲型隧道变形的特性,因此无法准确预测时间效应下基坑开挖对既有小曲率半径隧道变形的影响。首先,建立分数阶Mer... 目前针对软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,且较少分析曲型隧道变形的特性,因此无法准确预测时间效应下基坑开挖对既有小曲率半径隧道变形的影响。首先,建立分数阶Merchant黏弹性软土基坑开挖诱发邻近既有小曲率半径隧道变形力学模型,按照Laplace时域变化特性推导出分数阶黏弹性土体Laplace域参数;其次,基于基坑卸载和Mindlin应力解理论,求解出邻近既有小曲率半径隧道上附加应力场,再根据Pasternak地基和Timoshenko梁理论,通过有限差分法和Laplace正逆变换推导出既有小曲率半径隧道径向和竖向变形时域解;最后,将工程实测数据及三维数值模拟结果与解析解进行对比验证,得到了较好的一致性。 展开更多
关键词 基坑开挖 黏弹性地基 分数阶 时域解 小曲率半径隧道 变形
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软土小曲率盾构隧道开挖诱发黏弹性地层沉降的解析解
8
作者 张治国 陈胤吉 +2 位作者 朱正国 魏纲 孙苗苗 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期309-321,共13页
目前针对小曲率盾构开挖诱发地层沉降的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,因此无法准确预测时间效应下盾构沿曲线路径开挖的沉降变化。首先,建立Boltzmann黏弹性地基中的小曲率隧道掘进力学模型,将线弹性地层... 目前针对小曲率盾构开挖诱发地层沉降的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,因此无法准确预测时间效应下盾构沿曲线路径开挖的沉降变化。首先,建立Boltzmann黏弹性地基中的小曲率隧道掘进力学模型,将线弹性地层参数泊松比、剪切模量进行Laplace变换,得到了黏弹性地层的时域参数;其次,将地层损失解及Mindlin位移解进行Laplace正逆变换,推导出黏弹性地层小曲率盾构施工中,因超挖地层损失、盾构尾部地层损失、刀盘面不平衡推力、盾壳不平衡摩擦力及盾尾注浆压力共同影响的沉降解;最后,将工程实测数据及三维数值模拟结果与解析解进行对比验证,得到了较好的一致性。此外,针对隧道曲率半径、盾构刀盘面半径及黏弹性地层剪切模量比等进行参数分析。分析结果表明:小曲率隧道内外侧横向地表沉降呈不对称分布,沉降峰值向内侧偏移,随时间增长,沉降槽曲线向下移动,沉降量增大;相较于较大的隧道曲率半径,较小的曲率半径发生等量变化时对地层沉降的影响更显著;隧道曲率半径及黏弹性地层剪切模量比的减小,刀盘面半径及超挖量的增大,使得盾构尾部处横向地表沉降增大,也使得刀盘面前方和后方地表的隆起与沉降均增大。 展开更多
关键词 黏弹性地层 小曲率隧道 超挖量 地层沉降 LAPLACE变换
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坑底隆起对抗浮锚杆作用下既有隧道变形影响的计算
9
作者 王哲 周烨波 +2 位作者 魏纲 翁家华 韩凯航 《浙江工业大学学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
考虑基坑坑底隆起对下卧隧道的影响,建立坑底隆起引起带抗浮锚杆的盾构隧道位移计算模型。基于影像源法,推导得到坑底隆起引起下卧带抗浮锚杆盾构隧道的纵向变形公式。结合工程实例,对比工程实际测量值、理论计算值和三维有限元模拟值,... 考虑基坑坑底隆起对下卧隧道的影响,建立坑底隆起引起带抗浮锚杆的盾构隧道位移计算模型。基于影像源法,推导得到坑底隆起引起下卧带抗浮锚杆盾构隧道的纵向变形公式。结合工程实例,对比工程实际测量值、理论计算值和三维有限元模拟值,验证计算模型的准确性,研究抗浮锚杆数量对隧道变形的影响。研究结果表明:隧道隆起主要发生在强影响区内,环间转角和错台发生在弱影响区内;隧道隆起主要受基坑尺寸影响,假设基坑开挖长度为L,安装抗浮锚杆可以减小隧道隆起量、环间转角和错台量,环间转角和错台量主要受基坑开挖尺寸的影响,始终在±3L/5处达到极值;在一定范围内增加抗浮锚杆数量可以有效减小隧道变形量,抗浮锚杆超出一定数量后控制效果提升不明显。 展开更多
关键词 基坑工程 盾构隧道 影像源法 抗浮锚杆 隧道变形
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考虑土的粒径级配及变形的土-水特征曲线模型 被引量：1
10
作者 唐晓林 童立红 +3 位作者 徐长节 丁智 丁海滨 柳伟 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1629-1640,共12页
土的粒径分布(particle size distribution,简记为PSD)已被广泛应用于估算土-水特征曲线(SWCC),且土的孔隙分布(pore size distribution,简记为POSD)对SWCC具有重要影响,建立PSD与POSD之间的关系对于研究SWCC具有重要意义。通过对大量... 土的粒径分布(particle size distribution,简记为PSD)已被广泛应用于估算土-水特征曲线(SWCC),且土的孔隙分布(pore size distribution,简记为POSD)对SWCC具有重要影响,建立PSD与POSD之间的关系对于研究SWCC具有重要意义。通过对大量试验数据分析表明:粒径与孔径之间在双对数坐标下存在线性“阶梯”状的分布规律,粒径越大,线性“阶梯”越明显;粒径越小,“阶梯”逐渐消失并趋向于线性分布。基于这一结论,首先,根据线性“阶梯”状的分布规律构建粒径与孔径之间的关系;其次,根据Young-Laplace方程,引入粒径分布函数和孔隙比,建立考虑土的粒径级配考虑及变形的SWCC模型。最后,通过多组试验数据进行验证,结果表明本文所提出的模型均能较好地符合试验观测,验证了模型的可靠性。 展开更多
关键词 土-水特征曲线 粒径级配 Young-Laplace方程 土体变形
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基于细观拓扑结构演化的颗粒材料剪切诱导各向异性研究
11
作者 曹万达 梅江洲 +3 位作者 刘嘉英 周伟 常晓林 马刚 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1646-1659,共14页
颗粒材料在剪切条件下通常呈现出显著的各向异性特征,探究其演化规律对深入理解颗粒材料的宏观力学行为具有重要意义.采用应变控制式光弹性试验装置开展颗粒材料不排水剪切试验,揭示了剪切诱导各向异性的细观拓扑结构演化规律.研究表明... 颗粒材料在剪切条件下通常呈现出显著的各向异性特征,探究其演化规律对深入理解颗粒材料的宏观力学行为具有重要意义.采用应变控制式光弹性试验装置开展颗粒材料不排水剪切试验,揭示了剪切诱导各向异性的细观拓扑结构演化规律.研究表明,组构各向异性在加载初期迅速增加,达到稳态后趋于稳定;试验结果也证实了应力-力-组构关系的有效性.通过将颗粒系统划分为强、弱接触系统,发现强接触系统的各向异性远高于弱接触系统,表明系统整体的各向异性主要由强接触系统主导.进一步分析不同尺寸的细观力环结构的各向异性和传力性能,结果表明,不同尺寸的力环对各向异性的贡献存在差异,大尺寸力环的各向异性更高,而小尺寸的力环(特别是L3力环)结构更为稳定.根据主应力水平,将力环结构划分为强力环系统和弱力环系统,L3力环参与强力环系统的比例最高,其次是L4和L5,L5+参与比例最低,表明小力环结构在抵抗变形和承担外载荷中发挥重要作用.最后对比分析了粒径分布对各向异性的影响,发现宽级配试样表现出更显著的各向异性特征. 展开更多
关键词 颗粒材料 光弹性试验 组构张量 各向异性 力环
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盾构近接施工对既有砌体建筑损伤影响研究
12
作者 秦会来 马少坤 +4 位作者 刁红国 翟雷 靳军伟 朱雨轩 陈峥 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期529-543,共15页
老城区盾构近接施工引起的周边既有砌体损伤评估及应对措施已经成为地铁建设关心的热点问题之一。根据我国《砌体结构设计规范》中砌体结构抗剪强度计算理论,推导了可用于节理砌体模型中结构面的抗剪强度计算公式,并提出了抗剪强度相关... 老城区盾构近接施工引起的周边既有砌体损伤评估及应对措施已经成为地铁建设关心的热点问题之一。根据我国《砌体结构设计规范》中砌体结构抗剪强度计算理论,推导了可用于节理砌体模型中结构面的抗剪强度计算公式,并提出了抗剪强度相关参数的确定方法,从而为将节理砌体模型引入我国地铁施工诱发既有砌体结构损伤分析中奠定了基础。通过不同工况下弹性模型和节理砌体模型计算结果对比,验证了节理砌体模型的合理性,并总结了盾构隧道近接施工诱发砌体墙体损伤及基础沉降的特点和规律。针对节理砌体模型仅能对砌体结构墙体平面内的力学特性进行合理模拟,不能反映砌体墙体平面外力学特性的特点,提出了楼板永久荷载的改进模拟方法,并验证了所提出方法的合理性。最后针对某盾构穿越既有砌体建筑项目,采用节理砌体模型对盾构穿越过程进行有限元模拟分析,并与实际情况对比,进一步验证节理砌体模型模拟既有砌体结构的合理性。 展开更多
关键词 盾构施工 节理砌体模型 砌体损伤 有限元分析
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黏岩复合地层中盾构掘进引起的超欠挖分析
13
作者 齐永洁 蒋熠诚 +3 位作者 周建 章伟康 张迪 魏纲 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第6期1241-1252,共12页
盾构在上软下硬的黏岩复合地层中掘进时,易引起黏土超挖从而导致土体产生大变形.为了探究其规律,对传统柔性膜压缩试验进行改进,利用PFC3D离散元软件实现盾构动态开挖和土仓压力平衡模拟.依托杭州某工程定量分析黏土、硬岩及地层的开挖... 盾构在上软下硬的黏岩复合地层中掘进时,易引起黏土超挖从而导致土体产生大变形.为了探究其规律,对传统柔性膜压缩试验进行改进,利用PFC3D离散元软件实现盾构动态开挖和土仓压力平衡模拟.依托杭州某工程定量分析黏土、硬岩及地层的开挖率,与实测数据进行对比及可靠性验证.研究盾构掘进速度、刀盘转速、土仓压力、地层软硬比对黏土超欠挖的影响.研究结果表明:通过数值模拟得到的压缩后土样的破坏规律与试验试样破坏规律相似;3种地层中,稳定后的地层总开挖率分别为1.20、1.18、1.24,与实测值接近,均显示盾构超挖;盾构掘进速度降低、刀盘转速提高、土仓压力减小以及开挖断面内硬岩比例增大均会不同程度导致黏土超挖现象的加剧. 展开更多
关键词 盾构隧道 黏岩复合地层 开挖率 超挖量化 柔性颗粒膜模拟
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降承压水引起的软黏土中自由单桩变形特性分析
14
作者 应宏伟 刘冠 +2 位作者 高慧颖 章丽莎 熊一帆 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期741-749,共9页
抽降承压水引起上覆弱透水层发生释水固结沉降,影响既有桩基础服役性能甚至导致灾变.在大面积瞬时减压降水引起土层固结沉降研究的基础上,采用荷载传递法建立桩体平衡方程,解得瞬时减压降水引发均质弱透水层中自由摩擦单桩受力变形的半... 抽降承压水引起上覆弱透水层发生释水固结沉降,影响既有桩基础服役性能甚至导致灾变.在大面积瞬时减压降水引起土层固结沉降研究的基础上,采用荷载传递法建立桩体平衡方程,解得瞬时减压降水引发均质弱透水层中自由摩擦单桩受力变形的半解析解,通过退化至“虚土桩”及与有限元数值解的对比验证半解析解的合理性.以实际工程为背景构建算例,揭示减压降水作为诱因时弱透水层沉降随时间和深度的发展过程以及自由单桩的受力变形特性,并进行参数影响分析.结果表明,抽降承压水引起的弱透水层固结和对自由单桩的影响均自下而上发展,与桩基工程传统认识的“上部先于下部发展”不同;桩径越大,桩顶沉降越小但桩身轴力越大;承压水降深越大,桩侧摩阻力发展越快,桩身轴力和桩顶沉降越大;桩长越长,桩身轴力越大.中性点深度随桩长增加有相对下移的趋势,增加桩长可显著减小未打穿弱透水层的单桩沉降. 展开更多
关键词 固结 荷载传递法 负摩阻力 承压水降水 轴向受荷单桩
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盾构全过程掘进引起的地表位移简化计算方法
15
作者 齐永洁 廖星川 +3 位作者 木志远 周建 陈峰 魏纲 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2321-2334,共14页
为探究盾构全过程掘进引起的地表位移规律,考虑盾构掘进引起的刀盘附加推力p_(1)、盾壳侧摩阻力p_(2)、盾尾附加注浆压力p_(3)及土体损失影响,通过将均布荷载转化为集中力的方式进行简化运算,基于Mindlin解及随机介质理论对4个影响因素... 为探究盾构全过程掘进引起的地表位移规律,考虑盾构掘进引起的刀盘附加推力p_(1)、盾壳侧摩阻力p_(2)、盾尾附加注浆压力p_(3)及土体损失影响,通过将均布荷载转化为集中力的方式进行简化运算,基于Mindlin解及随机介质理论对4个影响因素引起的地表竖向位移简化计算公式进行推导,提出地表位移简化计算方法,依托3个典型工程案例计算各因素引起的地表位移并将简化法计算值与传统积分法计算值、实测数据进行对比验证,进一步分析关键参数变化对各因素位移计算值的影响规律以及对简化法准确性的影响规律,总结简化法的适用条件。研究结果表明:简化法计算获得的地表位移与积分法计算值、实测数据较为接近,三者的变化曲线相互吻合;影响p_(1)引起的地表位移计算结果准确性的主要因素是隧道深径比H_(d),而p_(1)取值及土体泊松比μ的影响则较小,当H_(d)>1.4时,其计算精度能控制在95%以上;p_(2)、μ、H_(d)的取值对p_(2)引起的地表位移计算结果的准确性影响均较小,计算精度能控制在96%以上;影响p_(3)引起的地表位移计算结果准确性的主要因素是μ和H_(d),p_(3)取值的影响较小,当0.245<μ<0.410、H_(d)>1.8时,计算精度能控制在95%以上;影响土体损失引起的地表位移计算结果准确性的主要因素是内摩擦角φ,土体损失率ε和H_(d)的影响较小,当φ<30°时,计算精度能控制在95%以上;总的来看,μ、φ、H_(d)是影响简化方法准确性的主要参数,在0.245<μ<0.410、φ<30°、H_(d)>1.8的工况中,简化方法的准确率在95%以上,适用于大部分黏土、砂土、粉砂土地层。 展开更多
关键词 盾构隧道 地表位移 简化方法 参数影响 准确性分析
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考虑软黏土结构性的改进小应变硬化模型的参数取值方法研究
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作者 张振宇 金鑫 +2 位作者 翟洪刚 孙苗苗 吴熙 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期67-74,共8页
通过加装弯曲元模块动三轴仪、常规固结仪系列的室内试验,参考杭州城西地区长大公路隧道明挖基坑工程中考虑土体小应变硬化模型(HSS),在此基础上引入软黏土的结构性参数ω,获得了考虑软黏土结构性的改进型土体小应变硬化模型(MHSS)参数... 通过加装弯曲元模块动三轴仪、常规固结仪系列的室内试验,参考杭州城西地区长大公路隧道明挖基坑工程中考虑土体小应变硬化模型(HSS),在此基础上引入软黏土的结构性参数ω,获得了考虑软黏土结构性的改进型土体小应变硬化模型(MHSS)参数取值方法。可以提升土体本构模型中变形计算的精度,合理分析并确定长大隧道工程基坑变形预警阈值。该研究方法能够使实际工程更容易通过地质勘测报告获取准确的小应变硬化模型参数。 展开更多
关键词 岩土工程 杭州软黏土 MHSS模型 结构性参数 弯曲元
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椭球颗粒体系宏、细观特性的3维离散元分析 被引量：3
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作者 肖浩波 漆天奇 +2 位作者 杨舒涵 周伟 刘嘉英 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期78-86,共9页
颗粒材料由大量不同形状的离散颗粒组成,其力学特性与构成颗粒体系的颗粒形状密切相关。目前,关于颗粒形状对颗粒材料剪切强度的影响已有大量的物理试验或数值模拟试验研究,而非球形颗粒材料在复杂应力路径下的宏、细观力学特性认识还... 颗粒材料由大量不同形状的离散颗粒组成,其力学特性与构成颗粒体系的颗粒形状密切相关。目前,关于颗粒形状对颗粒材料剪切强度的影响已有大量的物理试验或数值模拟试验研究,而非球形颗粒材料在复杂应力路径下的宏、细观力学特性认识还不够充分。本文采用离散单元法(DEM)对按一定级配生成的不同伸长率的椭球颗粒体系进行等σ_(3)(第3主应力)及等b(中主应力比)的真三轴加载数值模拟试验,研究椭球颗粒体系的3维宏、细观力学特性,并验证常用3维强度准则对椭球颗粒体系的适用性。结果表明:在3维加载路径下,不同于圆球颗粒体系宏、细观演化规律的一致性,椭球颗粒体系的宏观应力面与细观组构面演化规律不一致,宏观应力比与强接触网络组构偏值/均值比线性不为1,这是因为椭球颗粒体系弱接触网络对宏观应力的贡献;椭球颗粒体系宏观体应变、细观法向接触力分布、接触数目及配位数分布等宏、细观指标与加载路径无关;随着椭球伸长率LAR增大,Mohr–Coulomb准则、Lade–Duncan准则、Mastsuoka–Nakai准则及施维成3维强度准则对φ_(max)(峰值内摩擦角)–b关系预测准确度逐渐增大,其中,Lade–Duncan准则能更好地拟合不同加载路径下椭球颗粒体系的数据点。研究为真实应力状态下椭球颗粒材料的宏、细观特性的认识提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 离散元 颗粒形状 真三轴数值试验 3维强度准则 宏、细观特性
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水平砂垫层加速城市固体废弃物降解固结理论研究 被引量：1
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作者 李艳梅 梅国雄 +2 位作者 田乙 吴文兵 徐美娟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3573-3584,共12页
针对水平砂垫层加速城市固体废弃物(MSW)降解固结问题,首先,引入连续排水边界条件,建立双层MSW一维降解固结理论模型,得到相应的控制方程;其次,借助有限元软件COMSOL Multiphysics求得方程数值解,同时对固结过程中压缩性和渗透性的非线... 针对水平砂垫层加速城市固体废弃物(MSW)降解固结问题,首先,引入连续排水边界条件,建立双层MSW一维降解固结理论模型,得到相应的控制方程;其次,借助有限元软件COMSOL Multiphysics求得方程数值解,同时对固结过程中压缩性和渗透性的非线性变化条件进行简化,推导得到相应的解析解;最后,改变界面参数α取值,讨论排水边界条件对MSW固结性状的影响,探究水平砂垫层的最优铺设位置规律。研究结果表明:随着界面参数α增大,边界排水能力增强,加快了孔压消散速率,加速了主应变发展进程,但并不改变主应变和次应变发展的最终结果;固结度发展速率随着界面参数α增大而增大,在固结前期和中期这种情况更加明显;当时间一定时,边界排水能力逐渐变强,水平砂垫层最优铺设位置上移,即水平砂垫层最优铺设位置会向排水能力弱的边界偏移;与铺设在其他位置相比,水平砂垫层设置在最优铺设位置可以大幅度提高MSW降解固结效率。 展开更多
关键词 城市固体废弃物 降解固结 水平砂垫层 连续排水边界
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含气土工程特性研究现状综述及展望 被引量：8
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作者 丁智 郑海洋 +1 位作者 冯丛烈 张霄 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第4期537-553,共17页
基于工程实际,阐述有控放气和无控放气条件下含气土变形特征及应力路径对含气土的工程特性的影响,并总结出对应的工程措施。针对含气土工程特性机制认识不清的难题,介绍含气土分类及结构特征、力学特征、变形特征等工程特性问题的发展... 基于工程实际,阐述有控放气和无控放气条件下含气土变形特征及应力路径对含气土的工程特性的影响,并总结出对应的工程措施。针对含气土工程特性机制认识不清的难题,介绍含气土分类及结构特征、力学特征、变形特征等工程特性问题的发展动态与存在的问题。综合研究指出:目前缺少能适用多种复杂应力路径的抗剪强度公式;本构模型缺乏针对性的理论基础;沉降模型考虑的因素较少。总结含气土工程特性现有研究成果,提出未来含气土工程特性研究方向的相关建议:含气土的基本物理力学特性研究;各种施工应力路径下含气土变形机制研究;列车循环荷载作用下含气土变形机制研究;波浪荷载作用下海洋含气土的液化与地质灾害研究。 展开更多
关键词 含气土 工程特性 抗剪强度 本构模型 沉降模型
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弹塑性多孔介质流固耦合新理论:混合耦合理论 被引量：3
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作者 徐丽阳 王锴 +2 位作者 丁智 徐日庆 陈晓辉 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期129-138,共10页
在全球气候变化和双碳政策的大背景下,多孔介质中固体的变形和流体的输运问题变得尤为重要。然而,在多孔介质中建立流固耦合模型仍面临的挑战之一是需要考虑跨越宏观尺度到纳米尺度的耦合作用。本文利用基于非平衡热力学的混合耦合理论... 在全球气候变化和双碳政策的大背景下,多孔介质中固体的变形和流体的输运问题变得尤为重要。然而,在多孔介质中建立流固耦合模型仍面临的挑战之一是需要考虑跨越宏观尺度到纳米尺度的耦合作用。本文利用基于非平衡热力学的混合耦合理论,提出了一个弹塑性多孔介质流固耦合新模型,在同一个理论框架内研究了弹性变形、塑性变形和液体渗流之间跨尺度的耦合,考虑了耗散过程中的熵产,并利用Helmholtz自由能连接宏观尺度上的力学变形和纳米尺度上的液体输运之间的相互作用。在应力-应变关系中采用了弹塑性刚度系数以反映塑性的影响。同时,经典的达西定律扩展为可考虑固体的塑性变形。通过与文献中模型的比较,验证了该模型的有效性。最后,数值分析表明在多孔介质的流固耦合中塑性变形具有比较显著的影响。 展开更多
关键词 混合耦合理论 塑性 流固耦合 多孔介质 跨尺度
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