显利码头全直桩裂缝成因的模型试验及数值模拟研究

1

作者 汪明元 周小文 +1 位作者 陈蕙诗 张祖国 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S1期186-190,共5页

珠海市斗门港显利码头基础采用全直桩结构。经过13 a的运行,多排桩的桩顶陆续出现水平裂缝,严重威胁着码头的安全。为弄清开裂机理并制定桩基加固方案,开展了地质勘察、物理模型试验和数值模拟研究。研究结果表明,在船舶系揽力和港池淤... 珠海市斗门港显利码头基础采用全直桩结构。经过13 a的运行,多排桩的桩顶陆续出现水平裂缝,严重威胁着码头的安全。为弄清开裂机理并制定桩基加固方案,开展了地质勘察、物理模型试验和数值模拟研究。研究结果表明,在船舶系揽力和港池淤泥疏浚的作用下,码头平台发生了向海一侧的水平位移,从而使与平台固接的桩基顶部承受较大的弯矩。离岸最近的第一排桩由于其泥面以上自由变形段最短,柔韧性不足,最早发生开裂。在第一排桩开裂后,应力调整导致第二排桩和第三排桩相继开裂。基于以上认识,设计在堤岸混凝土底板与码头平台之间安装钢筋对码头进行加固,有效地防止了平台继续向外移动,从而有效地限制了平台桩裂缝的进一步产生,码头恢复至正常安全状态。 展开更多

关键词 斗门港码头 全直桩 裂缝 模型试验 数值模拟

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弯曲型沟谷地形碎屑流动力学特征研究

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作者 沈静 张田田 《灾害学》 北大核心 2025年第3期45-53,共9页

高山峡谷地形的弯曲或连续弯曲段对碎屑流的运动距离、速度及冲击力具有重要影响。受弯道离心力作用,碎屑颗粒粒径在碰撞、磨蚀等作用下不仅减小、磨圆,且超高堆积和侧向侵蚀等现象明显。为进一步揭示碎屑颗粒在弯曲地形条件下动力学特... 高山峡谷地形的弯曲或连续弯曲段对碎屑流的运动距离、速度及冲击力具有重要影响。受弯道离心力作用,碎屑颗粒粒径在碰撞、磨蚀等作用下不仅减小、磨圆,且超高堆积和侧向侵蚀等现象明显。为进一步揭示碎屑颗粒在弯曲地形条件下动力学特征,该文基于离散元模拟方法,探讨了地形弯曲对碎屑流动力学的影响。结果表明,随着地形弯曲程度的增加,颗粒进入弯曲段后降速效应越明显;颗粒对岸坡的冲击力分布呈不对称分布,尤其体现在凹岸岸坡,冲击大小随之增大;75°弯槽凹岸岸坡所受冲击力是直槽岸坡的两倍以上。此外,当滑槽弯曲程度超过45°,碎屑颗粒侧向速度接近其纵向速度,将导致动能耗散、侧向爬高更加明显。 展开更多

关键词 碎屑流 弯道离心力 动力学 动能 冲击力

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喜马拉雅山区重大滑坡灾害空间分布特征研究 被引量：1

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作者 王玉峰 钱嘉贞 +1 位作者 程谦恭 陈鹏海 《中国铁路》 北大核心 2024年第10期10-20,共11页

以喜马拉雅山区重大滑坡灾害为研究对象,开展了重大滑坡灾害与高程、坡度、坡向、断裂构造和水系之间的空间分布关系研究。研究结果表明,研究区重大滑坡灾害成集群分布,滑坡高密度区分别在喜马拉雅山区西部、中部和东部,呈现出明显的断... 以喜马拉雅山区重大滑坡灾害为研究对象,开展了重大滑坡灾害与高程、坡度、坡向、断裂构造和水系之间的空间分布关系研究。研究结果表明,研究区重大滑坡灾害成集群分布,滑坡高密度区分别在喜马拉雅山区西部、中部和东部,呈现出明显的断裂构造控制特征,受主中央断裂、藏南拆离系、雅鲁藏布江缝合带以及南北向裂谷等构造分布控制,与断裂构造距离越近,发育重大滑坡灾害的数量越多;在20°~40°坡度范围内的陡峭斜坡中滑坡最为发育,而该坡度范围坡体主要分布于河流两岸,明显受控于河流水系,表明河流水系与坡度共同耦合控制滑坡的孕育。通过分析探讨不同因素对重大滑坡孕育的控制作用,可以指导研究区重大滑坡灾害预测预报,为工程的早期勘测选址以及区域防灾减灾工作提供一定参考。 展开更多

关键词 喜马拉雅山区 重大滑坡 孕灾因子 空间分布特征 主控因素

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不同截面形状柱状节理岩体真三轴渗流特性研究

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作者 牛子豪 朱珍德 +2 位作者 阙相成 谢兴华 靳锴 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2610-2619,共10页

随着以金沙江白鹤滩为代表的重大水电工程建设实践,掌握高围压、高水压为代表的复杂应力环境下工程岩体的力学及渗透性特征具有重要意义。以坝基岩体柱状节理玄武岩为研究对象,依据现场勘测数据及柱状节理岩体结构特征,制备了具有不同... 随着以金沙江白鹤滩为代表的重大水电工程建设实践,掌握高围压、高水压为代表的复杂应力环境下工程岩体的力学及渗透性特征具有重要意义。以坝基岩体柱状节理玄武岩为研究对象,依据现场勘测数据及柱状节理岩体结构特征,制备了具有不同倾角β的四棱柱、六棱柱两种柱状节理相似材料模型试样,进一步开展真三轴应力-渗流耦合试验,试验结果表明:不同截面特征的柱状节理岩体均具有较强的渗透各向异性,不同加载阶段下的渗透系数k与β呈正相关性;在真三轴加载过程中,试样体积应变εV可作为k的有效表征参数,在体积压缩阶段k呈现较低水平,体积扩容阶段呈现快速增长趋势。试样最终破坏模式表现出3种典型形态,最危破坏模式为以节理面剪切滑移破坏为主的结构性破坏,主要出现于β为45°,60°试样中,因此在隧洞围岩及坝基岩体施工设计中应加强对该类岩体的侧向支护。 展开更多

关键词 柱状节理 真三轴应力-渗流耦合 各向异性 破坏模式

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病险老土石坝坝基可液化土标贯判别方法修正研究 被引量：3

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作者 赵留园 段伟锋 曹强 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1779-1786,共8页

“十四五”期间,我国近2万座病险水库需开展安全鉴定及除险加固工作,地震液化判别是其中的重要勘察内容,相关国家规范多推荐采用标准贯入试验(SPT)进行液化判别。但是这些规范方法对于已建成的病险老土石坝坝基可液化层判别并不完全适用... “十四五”期间,我国近2万座病险水库需开展安全鉴定及除险加固工作,地震液化判别是其中的重要勘察内容,相关国家规范多推荐采用标准贯入试验(SPT)进行液化判别。但是这些规范方法对于已建成的病险老土石坝坝基可液化层判别并不完全适用,主要原因在于其只指出水库水位变化后需修正实测标贯击数,但是如何得到用于标贯击数修正的坝体地下水位并无相关说明。而病险水库运行水位一般低于正常蓄水位,坝体钻孔的地下水位埋深较大,故实测标贯击数偏大、临界标贯击数偏小,液化判别偏于危险。本文结合实际工程需要,提出了坝体钻孔地下水位快速修正方法,主要思想是先将孔内水位进行抬升(抬升最大幅值为正常蓄水位与当前蓄水位之差),然后结合孔口高程、坝高等对孔内水位进行适当折减。最后介绍了该修正方法在部分土石坝安全鉴定工程中的应用。所提出的方法是对现行规范中液化判别内容的补充,已在实际工程中得到较好运用,所积累的工程经验可为病险水库的安全鉴定及除险加固工作提供参考。 展开更多

关键词 土石坝安全鉴定 地震液化 坝基 标准贯入试验

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基于球形静力触探的嘉兴海域软黏土强度特性研究 被引量：1

6

作者 王宽君 汪明元 +2 位作者 沈侃敏 王栋 王新泉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期134-142,共9页

针对海上风力机基础设计中的软黏土强度评价问题,通过在浙江嘉兴海域开展球形静力触探试验和室内试验,标定得到适合中国浙江嘉兴海域淤泥质粉质黏土的球形静力触探因子N_(ball)。采用固结快剪试验结果标定得到的N_(ball),DS范围为6.70~1... 针对海上风力机基础设计中的软黏土强度评价问题,通过在浙江嘉兴海域开展球形静力触探试验和室内试验,标定得到适合中国浙江嘉兴海域淤泥质粉质黏土的球形静力触探因子N_(ball)。采用固结快剪试验结果标定得到的N_(ball),DS范围为6.70~14.91,总平均值为10.58,标准值为10.91;采用三轴UU试验结果标定得到的N_(ball),UU范围为7.75~23.75,总平均值为17.44,标准值为19.03。采用标定得到的N_(ball)值可较好地解译嘉兴海域软黏土的强度,建议采用三轴UU试验结果标定得到的N_(ball),UU的标准值19.03作为强度下限值解译参数,采用固结快剪试验得到的N_(ball),DS的标准值10.91作为最优强度(中值)解译参数。 展开更多

关键词 海上风电场 黏土 抗剪强度 球形静力触探 球探因子

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SWIR光谱特征与矿物相变多指标协同响应对花岗岩风化分级的指示

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作者 张硕 李宇 +5 位作者 姜彤 黄健瀚 黄银伟 田景春 山茂钰 李佩瑶 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第11期3235-3245,共11页

花岗岩的风化程度是控制岩体工程地质特性与灾害风险的关键因素,但传统评估方法存在单维度参数表征不足及侵入式采样破坏岩体完整性的缺陷。为此,融合化学风化指标及短波红外光谱(SWIR)技术所表征的矿物学特征,构建了多维度花岗岩风化... 花岗岩的风化程度是控制岩体工程地质特性与灾害风险的关键因素,但传统评估方法存在单维度参数表征不足及侵入式采样破坏岩体完整性的缺陷。为此,融合化学风化指标及短波红外光谱(SWIR)技术所表征的矿物学特征,构建了多维度花岗岩风化程度无损评价体系。以广德市典型花岗岩风化剖面为研究对象,结合了物理力学试验、X射线荧光光谱(XRF)和SWIR光谱分析,系统揭示了风化过程中元素迁移-矿物相变-力学劣化的协同演化机制。研究表明,不同风化程度花岗岩物理力学性质与化学风化指标的变化之间存在着明显的相关性。STI指标与孔隙率呈现明显相关性,而CIA、CIX、WIC、WIG和Rb/Sr指标与干密度、吸水率、抗压强度和超声波速之间有显著的线性关系;SWIR光谱特征可动态表征矿物转化序列,全风化层是以蒙脱石和高岭石为主的吸收特征,强风化层呈现出蒙脱石和伊利石为主的吸收特征,弱/微风化层显示出相似的蒙脱石和葡萄石的吸收特征,但微风化层的蒙脱石和葡萄石的含量更低会导致吸收峰深度显著降低,可作为弱/微风化层的鉴别特征;矿物的光谱吸收峰形态、深度和比值等特征与化学风化指标定量对应,在矿物相变过程SWIR光谱显示,d_(1400)和d_(2200)随着黏土矿物含量变多而增大,d_(1400)/d_(1900)和d_(2200)/d_(1900)比值越大指示黏土矿物风化越严重。同时吸收峰深度及其比值与可移动氧化物定义的化学风化指标比Si-Ti和Rb/Sr指标对花岗岩风化程度评估更具优势。基于矿物相变与光谱特征协同响应构建的风化层定量划分框架的研究,为花岗岩风化等级的快速识别与灾害风险防控提供了理论及方法支持。 展开更多

关键词 风化花岗岩 风化程度分级 X射线荧光光谱 短波近红外光谱 多指标协同

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降雨作用下花岗岩残积土边坡模型试验及离散元分析 被引量：1

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作者 高品红 高晨博 +1 位作者 彭成威 刘飞禹 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1632-1642,1656,共12页

为了研究降雨作用对花岗岩残积土边坡稳定性的影响,进行了3种降雨强度(30、60、90 mm/h)、2种降雨时长(3、12 h)下的室内模型箱试验,监测了湿润锋、竖向位移等变化规律,使用PFC离散元软件对花岗岩残积土直剪试验进行模拟,标定不同含水... 为了研究降雨作用对花岗岩残积土边坡稳定性的影响,进行了3种降雨强度(30、60、90 mm/h)、2种降雨时长(3、12 h)下的室内模型箱试验,监测了湿润锋、竖向位移等变化规律,使用PFC离散元软件对花岗岩残积土直剪试验进行模拟,标定不同含水率下花岗岩残积土的细观参数,并以此参数建立离散元边坡模型试验模型,分析位移场、转动场、失稳指标、力链、组构各向异性等细观变形和力学机制,揭示模型箱试验中边坡失稳的细观机制。结果表明:当降雨强度达到60 mm/h或以上时,边坡的滑移和扰动范围大幅扩大,滑移体沿着临坡面呈现圆弧形;边坡滑移损失率随降雨时间呈现先减小后增加的趋势,短时间的低强度降雨可以加固边坡,但持续降雨会导致滑移损失率显著上升;边坡中土体颗粒的位移和旋转角在9h后显著增加,形成明显的圆弧形滑移破坏面;在降雨时长达到9 h后,边坡内力链分布和接触力各向异性显著变化,边坡的滑移面上的力链断裂,稳定区域内力链密集。 展开更多

关键词 花岗岩残积土 边坡 降雨条件 离散元分析

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黏土地层中海上风电桩基桩土相互作用循环p-y模型

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作者 张祖国 陈宣宇 《人民长江》 北大核心 2025年第8期209-215,共7页

海上风电在其服役期间会受到风、浪等循环荷载的作用,其桩基的稳定性是设计中的一个关键问题。p-y曲线法计算简单快捷,是目前水平受荷桩分析中最常用的方法。通过建立桩土相互作用切片模型,并系统性地开展有限元分析,计算得到了不同刚... 海上风电在其服役期间会受到风、浪等循环荷载的作用,其桩基的稳定性是设计中的一个关键问题。p-y曲线法计算简单快捷,是目前水平受荷桩分析中最常用的方法。通过建立桩土相互作用切片模型,并系统性地开展有限元分析,计算得到了不同刚度桩满流区p-y曲线。计算表明:相同桩长下桩径会对静力p-y曲线的强度和刚度产生影响,桩径越大,p-y曲线表现出的刚度越大,桩侧极限土阻力也越大。在相同的循环幅值作用下,累积位移随着桩径的增大而增加,且通过极限土阻力和桩径对桩侧土阻力以及累积位移进行归一化处理后能得到一条统一的p-y曲线。根据上述发现,在边界面理论的框架下,引入了全新的映射法则和塑性模量表达式,构建了一个适用于黏土地层的循环p-y模型。采用离心机试验对该模型进行了验证,验证结果表明该模型能够有效模拟循环荷载作用下桩基的响应。研究成果为海上风电桩基p-y模型的构建提供了新的思路及方法。 展开更多

关键词 p-y模型 循环荷载 桩土相互作用 有限元分析 黏土 海上风电工程

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四川省汉源县中海村滑坡特征与运动过程分析 被引量：3

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作者 陈建强 沈贺 冯文凯 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第17期7448-7454,共7页

受持续降雨影响,2020年8月21日凌晨,四川省汉源县中海村发生滑坡灾害导致人员伤亡。在详细现场调查和滑坡特征分析的基础上,采用MatDEM软件对滑坡运动过程进行了数值模拟分析,结果表明:中海村滑坡是发育在昔格达组地层的中型滑坡,持续... 受持续降雨影响,2020年8月21日凌晨,四川省汉源县中海村发生滑坡灾害导致人员伤亡。在详细现场调查和滑坡特征分析的基础上,采用MatDEM软件对滑坡运动过程进行了数值模拟分析,结果表明:中海村滑坡是发育在昔格达组地层的中型滑坡,持续降雨致使滑面强度劣化降低是滑坡的主要触发因素;滑坡运动过程可划分为启滑冲击、运动刮铲和堆积停止3个阶段,滑源区对冲击滑移区的二次冲击导致滑坡范围的进一步扩大;运动过程的重力势能总耗散量和摩擦热能增长量分别为8.141×10^(11) J和8.117×10^(11) J,滑坡重力势能主要转化为颗粒单元间的摩擦热能。研究成果对昔格达组半成岩地层的滑坡灾害防治具有重要意义。 展开更多

关键词 昔格达地层 中海村滑坡 运动 能量 MatDEM

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基于CPTU的江浙海上风电工程土体压缩模量解译方法 被引量：2

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作者 王宽君 贾志远 +1 位作者 沈侃敏 李玉萍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期544-553,共10页

针对浙江嘉兴和江苏盐城某海上风电工程,开展室内固结试验和孔压静力触探(CPTU)试验,采用线性、指数和对数3种模型建立考虑土体原位有效应力状态压缩模量Es与修正锥尖阻力q_(t)的关系。研究结果显示,考虑原位有效应力的Es与修正锥尖阻力... 针对浙江嘉兴和江苏盐城某海上风电工程,开展室内固结试验和孔压静力触探(CPTU)试验,采用线性、指数和对数3种模型建立考虑土体原位有效应力状态压缩模量Es与修正锥尖阻力q_(t)的关系。研究结果显示,考虑原位有效应力的Es与修正锥尖阻力q_(t)的相关性远高于100~200 kPa固结压力段对应的压缩模量E_(s1-2)与q_(t)的相关性,采用线性模型得到的黏性土压缩模量E_(s)与q_(t)之间的关系更加可靠,嘉兴与盐城海域黏性土经验系数α分别为1.820和3.315;两海域砂土的压缩模量E_(s)与q_(t)之间并无明显的相关性,结果显示两海域砂土的压缩模量E_(s)均存在下限值10 MPa。 展开更多

关键词 海上风电场 岩土工程 土体 孔压静力触探 压缩模量

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台州滨海软黏土强度特性室内外联合标定 被引量：4

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作者 王宽君 贾志远 +1 位作者 沈侃敏 汤鄢 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2851-2859,共9页

我国滨海地区广泛分布有低强度、高压缩性软黏土,其工程特性评价对工程建设影响极大。孔压静力触探(CPTU)对土体扰动小,是目前最常用的原位测试方法之一。但是CPTU测试成果需要通过解译才可实现对土体力学特性的评价,不同地区存在地区... 我国滨海地区广泛分布有低强度、高压缩性软黏土,其工程特性评价对工程建设影响极大。孔压静力触探(CPTU)对土体扰动小,是目前最常用的原位测试方法之一。但是CPTU测试成果需要通过解译才可实现对土体力学特性的评价,不同地区存在地区特异性。针对台州滨海地区深厚软黏土场地,开展了孔压静力触探试验和室内试验,系统地研究了台州滨海软黏土的强度特征。基于重塑台州软黏土固结快剪试验,得到了台州软黏土的归一化强度与超固结比(OCR)的关系式,其应力历史及归一化土工程特性(SHANSEP)法经验系数a为0.226,经验系数b为0.761;标定得到了台州软黏土的CPTU触探因子Nkt的范围为10.23~16.88,总平均值为14.08;基于SHANSEP公式和Nkt法解译得到的土体不排水抗剪强度su,获取了台州软黏土的原位超固结比OCR连续剖面;并标定得到了不同地层的OCR解译经验系数k的范围为0.315~0.570,建议采用k=0.33对台州软黏土超固结比OCR进行解译。 展开更多

关键词 软黏土 孔压静力触探 超固结比 联合标定

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