双排桩最优排距确定及桩间土压力计算方法

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作者 汤科 赵华 +1 位作者 唐雪峰 程儒凇 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期104-113,共10页

无连梁双排桩由于其复杂的受力特性和桩间土压力模型不统一导致较难应用于实际工程。为了深入了解双排桩的受力特性和快速计算出桩间土压力,运用GEO5数值模拟软件研究桩排距对桩身受力的影响;同时,基于刚体极限平衡理论提出了一种简便... 无连梁双排桩由于其复杂的受力特性和桩间土压力模型不统一导致较难应用于实际工程。为了深入了解双排桩的受力特性和快速计算出桩间土压力,运用GEO5数值模拟软件研究桩排距对桩身受力的影响;同时,基于刚体极限平衡理论提出了一种简便计算桩间土压力的新方法,即通过先求出前后排桩各自的剩余下滑力,再分别去除前(后)排桩,进而利用求解余下单排桩的剩余下滑力来辅助计算双排桩桩间土压力。结果表明:(1)当桩排距在2b~6b(b为桩截面短边长)时,前后排桩剩余下滑力几乎相等,但前后排桩最大内力差值却逐渐增大;(2)随着桩排距的增加,双排桩的推力之和呈现先增大后减小的趋势,但前排桩桩后推力几乎不变,这主要是由于后排桩桩后推力的变化所引起的,双排桩的最优排距应在2b~4b之间;(3)当桩排距在2b~6b时,双排桩中前排桩桩后推力等于同位置单排桩桩后推力和桩前抗力之和的一半;后排桩桩前抗力等于同位置单排桩桩后推力和桩前抗力之和的一半,最大误差也仅为0.07%;(4)通过与原方案及已有学者的研究成果对比分析,其结果与前人研究成果基本吻合,验证了本文计算方法的可靠性。研究结果对于快速确定双排桩的最优排距及桩间土压力的计算具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 无连梁双排桩 二元边坡 刚体极限法 最优桩排距 桩间土压力

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级配与拦挡位置对滑坡碎屑流运动影响研究

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作者 韩培锋 李兴凯 +2 位作者 田述军 樊晓一 刘之葵 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1422-1433,共12页

为了研究不同级配的高位滑坡碎屑流经多级偏转后冲击不同拦挡结构的运动特性以及致灾效应,结合自然地形构建固定坡度和偏转角度均为45°的离散元模型,并利用DEM软件进行数值模拟分析不同拦挡工况和不同级配对碎屑流颗粒运动过程中... 为了研究不同级配的高位滑坡碎屑流经多级偏转后冲击不同拦挡结构的运动特性以及致灾效应,结合自然地形构建固定坡度和偏转角度均为45°的离散元模型,并利用DEM软件进行数值模拟分析不同拦挡工况和不同级配对碎屑流颗粒运动过程中能量耗散、最终堆积形态,以及碎屑流冲击挡板的作用高度的影响,进而建立相关冲击力学模型。研究结果显示:(1)上下均设置挡板的工况能有效减缓碎屑流颗粒的平均动能和势能,且能有效降低颗粒流翻越挡板的数量,并降低颗粒流的最大运动距离从而减小致灾范围;随着颗粒组级配的增大,势能时程曲线分散点出现的时间越晚,颗粒流最终堆积面积中细颗粒组最大,粗颗粒组最小。(2)当滑槽底部反作用力位置取2/3静止堆积体长度时,计算所得碎屑流最大冲击作用高度与模拟试验结果相接近,力学模型计算的冲击作用高度在0.017~0.138 m。在实际工程中,可按研究相似比对此范围进行加强抗冲击防护。(3)由于侧板的切向力和“颗粒分选效应”,大颗粒会主要冲击挡板的中上部,小颗粒主要冲击挡板的下部,并受偏转角影响集中在一侧,因此工程设计可根据实际情况避免在沟道偏转方向的反向建设工程。研究结果可为高位滑坡碎屑流灾害的治理防护提供参考。 展开更多

关键词 安全工程 山地灾害防治 滑坡碎屑流 分级拦挡 离散元法(DEM)

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间歇性强降雨诱发滑坡对抗滑桩非线性力学响应分析 被引量：9

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作者 张治国 毛敏东 +2 位作者 朱正国 赵其华 吴钟腾 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2073-2094,共22页

目前关于抗滑桩力学响应研究还较少考虑间歇性强降雨环境所带来的影响,不能体现多次降雨入渗与太阳辐射蒸发环节,尤其是降雨环境中抗滑桩的非线性力学解析机制研究还十分少见。基于改进的间歇性强降雨Green-Ampt模型,引入非线性Pasterna... 目前关于抗滑桩力学响应研究还较少考虑间歇性强降雨环境所带来的影响,不能体现多次降雨入渗与太阳辐射蒸发环节,尤其是降雨环境中抗滑桩的非线性力学解析机制研究还十分少见。基于改进的间歇性强降雨Green-Ampt模型,引入非线性Pasternak地基模型,研究间歇性强降雨诱发滑坡对抗滑桩的力学响应。首先,考虑干湿循环和水分蒸发理论,提出改进的间歇性降雨Green-Ampt入渗模型,将湿润锋作为潜在滑动面,并假设滑坡土体均质,获取降雨诱发的滑坡推力大小;其次,基于非线性Pasternak地基模型探讨桩-土相互作用,采用Newton迭代差分法求得间歇性强降雨诱发滑坡对抗滑桩的力学响应解;最后,通过与既有工程案例对比,获得较好的一致性。此外,进一步揭示了间歇性降雨总次数、间歇时长、平均温度、边坡倾角及降雨强度等降雨敏感参数对湿润锋特性和抗滑桩力学响应规律。结果表明:当降雨强度从6 mm/h提高到20 mm/h时,抗滑桩位移增幅为116.82%;当温度从10℃上升到40℃时,抗滑桩位移增幅为43.15%;间歇性降雨下湿润锋深度发展呈现“阶梯”上升趋势,存在“欠饱和层→饱和层”;随着间歇性降雨次数的增加,边坡土体湿润锋不断向下推进,当到达一定位置时将诱发滑坡,滑动区厚度和滑坡推力同时增加,抗滑桩变形和弯矩也随之越来越大,其发展趋势呈现出逐渐减小后逐渐收敛至某一特定值;间歇时长和间歇性降雨总次数与抗滑桩变形和弯矩呈现负相关关系;而平均温度、边坡倾角和降雨强度与抗滑桩变形和弯矩呈现正相关关系。 展开更多

关键词 间歇性强降雨 抗滑桩 滑坡 GREEN-AMPT模型 非线性Pasternak地基模型

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隧道-滑坡相互作用影响及控制防护技术研究现状与展望 被引量：24

4

作者 张治国 毛敏东 +2 位作者 PAN Y.T. 赵其华 吴钟腾 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3101-3125,共25页

随着国家山区高速公路与高速铁路建设的快速发展,新建隧道开挖诱发滑坡的地质灾害时有发生,同时既有隧道在滑坡作用下产生的病害也越来越严重,对隧道的施工和运营均造成了较大危害。为了促进高速公路与高速铁路隧道-滑坡体系研究的发展... 随着国家山区高速公路与高速铁路建设的快速发展,新建隧道开挖诱发滑坡的地质灾害时有发生,同时既有隧道在滑坡作用下产生的病害也越来越严重,对隧道的施工和运营均造成了较大危害。为了促进高速公路与高速铁路隧道-滑坡体系研究的发展,归纳总结了国内外隧道-滑坡工程领域的学术研究现状、存在问题及发展前景。对隧道-滑坡相对位置关系及变形特征进行系统梳理;从地质调查分析、理论解析、模型试验、数值模拟和监测分析5个方面详尽剖析了隧道-滑坡相互作用影响的研究现状;从滑坡体加固、隧道加固和监控预测技术3个方面对隧道-滑坡相互作用影响的控制防护技术研究进行了全面阐述;指出现有研究中存在的不足和尚需讨论的方面,建议深入开展滑坡土体塑性、非线性接触、地震与降雨多因素耦合作用、离心模型试验的开发与利用、本构模型的适用性及隧道精细化建模等方面的研究,积极优化和创新防护控制措施技术,建立隧道-滑坡之间联动共享的新型监控成套技术体系,以期为隧道-滑坡体系工程领域的学术研究提供新的视角和基础资料。 展开更多

关键词 隧道 滑坡 相互作用影响 控制防护技术 研究综述

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考虑渗流影响的深埋隧道围岩-衬砌相互作用研究 被引量：14

5

作者 张治国 程志翔 +2 位作者 汪嘉程 吴钟腾 赵其华 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S01期108-121,共14页

山岭地区深埋隧道经常处于高水压工况,渗流对于隧道围岩及衬砌结构安全有较大影响。基于Mohr-Coulomb准则,推导在渗流力作用下围岩和衬砌结构相互作用的弹塑性解析解,得到围岩塑性区半径、围岩应力、位移以及衬砌径向变形等与支护反力... 山岭地区深埋隧道经常处于高水压工况,渗流对于隧道围岩及衬砌结构安全有较大影响。基于Mohr-Coulomb准则,推导在渗流力作用下围岩和衬砌结构相互作用的弹塑性解析解,得到围岩塑性区半径、围岩应力、位移以及衬砌径向变形等与支护反力间的解析关系。进一步地,引入围岩收敛曲线(GRC)和支护特性曲线(SCC),分析隧道围岩和衬砌的非线性力学特性,采用收敛约束法求得洞周径向位移。依托牛和岭隧道深埋段工程,验证本文基于Mohr-Coulomb准则的理论解析方法的准确性,并针对富水山区隧道支护反力、塑性半径和洞周径向位移关系进行参数分析。研究结果表明:1)增加支护反力可以有效地限制塑性区的发展和洞周的径向位移,初始阶段限制效果明显,后续增加支护反力的效果逐渐减小;2)围岩塑性半径和洞周径向位移随渗流水压力的增大呈非线性增长;3)塑性区半径不变,低渗透性衬砌可以减小所需的支护反力以及洞周的径向位移。 展开更多

关键词 富水山区隧道 深埋隧道 围岩-衬砌相互作用 MOHR-COULOMB准则 渗流力 弹塑性解析解

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考虑盾构铰接作用的小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降分析 被引量：10

6

作者 张治国 陈杰 +3 位作者 朱正国 魏纲 吴钟腾 陈仲侃 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1165-1178,共14页

目前针对小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降的理论研究均将盾构机视为一个连续的整体,未考虑盾构机铰接装置带来的影响,由此不能正确评估小曲率盾构开挖路径变化带来的超挖效应等。首先,根据盾构机铰接位置以及盾构机与小曲率隧道开挖路... 目前针对小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降的理论研究均将盾构机视为一个连续的整体,未考虑盾构机铰接装置带来的影响,由此不能正确评估小曲率盾构开挖路径变化带来的超挖效应等。首先,根据盾构机铰接位置以及盾构机与小曲率隧道开挖路径的几何位置关系,得到了小曲率隧道开挖过程中不同盾构铰接位置超挖量及盾构铰接角计算公式;其次,基于镜像法及Mindlin解,求解了铰接盾构施工时因超挖地层损失、盾尾地层损失、开挖面不均匀推力、盾壳不均匀摩擦力及盾尾处注浆压力等共同影响的地层沉降;最后,采用工程监测数据与理论解进行对比验证,得到较好的一致性。此外,针对隧道转弯半径、前盾长度、盾构铰接角及超挖量等进行了参数分析。分析结果表明:不考虑盾构铰接装置的影响将过高估计地层损失而导致地层沉降预测值偏大。随着转弯半径的减小,前盾长度、盾构铰接角及超挖量的增加,地层沉降增大,但其值变化均对开挖面前方沉降影响较小,对开挖面后方沉降影响较大。在开挖面后方,随着与开挖面距离的增大,当转弯半径取值较小,前盾长度、盾构铰接角及超挖量取值较大时,纵向地表沉降呈先增大后减小趋势。 展开更多

关键词 盾构机铰接 小半径曲线隧道 铰接角 超挖量 地层沉降 MINDLIN解

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基于Kerr地基模型的盾构下穿诱发既有非连续隧道纵向变形分析 被引量：10

7

作者 张治国 陈杰 +3 位作者 朱正国 魏纲 吴钟腾 陆正 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2238-2247,共10页

目前针对盾构开挖诱发既有隧道结构变形的理论研究一般将既有隧道视为搁置在Winkler地基上的Euler-Bernoulli梁,未充分考虑地基的非线性剪切变形及管片剪切变形的影响,尤其是较少考虑隧道环缝接头存在所带来的力学效应作用。首先,采用Lo... 目前针对盾构开挖诱发既有隧道结构变形的理论研究一般将既有隧道视为搁置在Winkler地基上的Euler-Bernoulli梁,未充分考虑地基的非线性剪切变形及管片剪切变形的影响,尤其是较少考虑隧道环缝接头存在所带来的力学效应作用。首先,采用Loganathan和Poulos公式计算得到盾构下穿开挖引起既有隧道轴线处土体竖向位移;然后,将既有隧道视为由环缝接头连接而成的Timoshenko梁,并将其搁置在Kerr地基模型上,采用有限差分法计算得到既有隧道纵向变形;最后,采用工程监测数据与理论解进行对比验证,得到了较好的一致性。此外,针对土层弹性模量、既有隧道等效抗弯刚度和等效抗剪刚度进行了参数分析。分析结果表明,随着土体弹性模量的增大及既有隧道等效抗弯刚度的减小,既有隧道位移、环缝接头相对转角、管片及环缝接头处弯矩均增大;随着既有隧道等效抗剪刚度的增大,既有隧道位移减小,而环缝接头相对转角、管片及环缝接头处弯矩均增大;环缝接头相对转角、管片及环缝接头处弯矩随着与新建隧道轴线距离的增大呈先减小后增大趋势;当既有隧道环缝接头刚度折减系数增大时,管片及环缝接头处弯矩均增大,而隧道位移及环缝接头相对转角减小。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片 环缝接头 剪切刚度 Kerr地基模型 TIMOSHENKO梁 有限差分法

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Stokes二阶波作用下斜坡海床中盾构隧道周围砂土渗流压力响应分析 被引量：3

8

作者 张治国 叶铜 +2 位作者 张成平 PAN Y T 吴钟腾 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1635-1659,共25页

目前针对波浪作用下海底盾构隧道周围渗流场的既有理论研究一般将衬砌考虑为不透水介质,较少考虑隧道衬砌的渗透性,尤其是较少考虑海底斜坡地形下波浪非线性带来的影响。首先基于斜坡海床表面的动力边界条件,得到Stokes非线性波作用下... 目前针对波浪作用下海底盾构隧道周围渗流场的既有理论研究一般将衬砌考虑为不透水介质,较少考虑隧道衬砌的渗透性,尤其是较少考虑海底斜坡地形下波浪非线性带来的影响。首先基于斜坡海床表面的动力边界条件,得到Stokes非线性波作用下自由海床的Biot固结孔压响应;其次,采用镜像法建立了由于隧道存在引起的砂土体摄动压力控制方程,并利用砂土与衬砌间渗流连续条件获得了该方程的Fourier级数展开解析解;接着,采用叠加原理得到了Stokes波作用下斜坡海床中隧道周围砂土的渗流压力响应解答;最后,将理论解析解与数值结果及已有的试验结果进行对比,获得了较好的一致性。此外,针对波浪敏感参数(波长、周期、形态)、海床敏感参数(海床渗透性、剪切模量、饱和度、坡度)及隧道敏感参数(衬砌厚度、渗透性、埋深)进行了影响因素分析。结果表明:随着波浪周期及波长增加,衬砌外超静孔压明显增加;随着水深沿斜坡方向减小,Airy波和Stokes波理论在适用范围内(d/L>0.125,d为海水深度,L为波长),获得的波浪压力差异明显增加,前者会低估隧道周围的超静孔隙水压力;当海床渗透系数较大时(k_(s)>1×10^(−2)m/s),波长和海床饱和度的增加会造成衬砌外超静孔压增大,而海床剪切模量、海床坡度及隧道埋深的增加会造成衬砌外超静孔压减小,在坡度较大的斜坡海床中,隧道衬砌外超静孔压呈明显的非对称分布;当海床渗透系数较小时(k_(s)<1×10^(−4)m/s),隧道周围超静孔隙水压处于较低水平,其他敏感参数的影响不显著;当隧道衬砌渗透系数较小时(k_(t)<1×10^(−6)m/s),隧道对超静孔隙水压在砂土内传播的“阻挡”效应明显;当衬砌渗透系数较大时(k_(t)>1×10^(−4)m/s),隧道周围砂质海床内超静孔压较低;衬砌厚度对衬砌外超静孔压分布影响不显著。 展开更多

关键词 海底盾构隧道 斜坡海床 STOKES波 渗流压力 镜像法

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降雨诱发滑坡对非连续接口输气管道受力影响分析 被引量：2

9

作者 张治国 方蕾 +2 位作者 张成平 Y T Pan 吴钟腾 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期245-254,共10页

既有成果还较少涉及降雨条件下滑坡对管道结构时域变形的解析分析,且针对滑坡–管道相互作用的理论研究仅限于连续管道,未考虑管道接口和管内气压的影响。首先,基于Green-Ampt模型得出的边坡降雨入渗规律,以边坡湿润锋作为滑坡滑动面,... 既有成果还较少涉及降雨条件下滑坡对管道结构时域变形的解析分析,且针对滑坡–管道相互作用的理论研究仅限于连续管道,未考虑管道接口和管内气压的影响。首先,基于Green-Ampt模型得出的边坡降雨入渗规律,以边坡湿润锋作为滑坡滑动面,采用不平衡推力法计算出滑坡推力;其次,将滑坡推力施加到非连续接口管道上,基于Pasternak地基模型并考虑输气压力作用,求解出降雨条件下滑坡区域输气管道任意截面的内力和位移。在此基础上,结合工程实测值与本文解析解进行对比验证,获得了较好的一致性。最后,针对降雨强度参数进行了敏感性分析和输气管道安全评价。结果表明:随着降雨历时发展,降雨强度的增大引起非连续管道的变形值和变形速率显著增大,管道最大位移增长速率开始迅速下降的时间点逐渐提前;管道最大当量应力随着连续降雨历时增长而增大,直至超出输气管道安评范围。 展开更多

关键词 降雨 滑坡 输气管道 气压 非连续接口 Pasternak地基模型

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基于非线性Pasternak地基模型的海床悬链线立管触地段初始侵彻静平衡解析解 被引量：2

10

作者 张治国 沈安鑫 +2 位作者 张成平 PANYT 吴钟腾 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2355-2374,共20页

钢质悬链线立管(steelcatenaryriser,简称SCR)作为深海油气资源开采的首选立管系统,其在与海床土体的相互作用下,对触地段管线埋深以及疲劳寿命影响较大。依据管土相互作用的非线性土体阻力-侵彻深度(p-y)曲线,将其简化为三段线弹性土... 钢质悬链线立管(steelcatenaryriser,简称SCR)作为深海油气资源开采的首选立管系统,其在与海床土体的相互作用下,对触地段管线埋深以及疲劳寿命影响较大。依据管土相互作用的非线性土体阻力-侵彻深度(p-y)曲线,将其简化为三段线弹性土体刚度衰减模型,求得了基于非线性Pasternak地基模型的海床上悬链线立管触地段初始侵彻静平衡解析解。通过与三维有限元算例和5个模型试验算例的对比分析,发现常规Winkler地基模型会高估管线竖向变形与弯矩,验证了基于非线性Pasternak地基模型解析解的合理性与适用性;海床抗剪强度Su0的增加显著提高了三段线弹性土体刚度,降低了管线竖向变形。此外,针对水深H、立管铺设角度g、管线外径D、管线弹性模量E和材料密度r的变化对管线侵彻土体时的物理力学特性进行了参数对比以及安全评估分析。结果表明:立管铺设角度g增大会使管线竖向变形减小,弯矩与剪力则有所增大,角度超过82o易出现屈服破坏;管线外径D的增加会使土体竖向阻力、管线竖向变形与触地段管线弯矩、剪力同步增大,外径超过0.4 m易出现屈服破坏;管线弹性模量E越大,竖向变形越小,弯矩与剪力则有所增大,弹性模量超过275 GPa易出现屈服破坏;管线材料密度越大,管线竖向变形越大,弯矩没有明显变化,剪力则有所增大,密度超过14 850 kg/m3易出现屈服破坏。上述结论可以为海洋管线悬链线立管的前期设计提供一定理论依据。 展开更多

关键词 钢质悬链线立管 管土作用 P-Y曲线 非线性Pasternak地基模型 安全评估

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波浪作用下海底隧道氯离子侵蚀劣化时变分析 被引量：3

11

作者 张治国 叶铜 +2 位作者 朱正国 Pan Y T 吴钟腾 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1323-1332,共10页

浅水区海底隧道处于复杂波动水力环境中,既有理论研究一般只在静水环境中计入氯离子自由扩散对隧道衬砌的侵蚀作用,而较少考虑海洋波浪力对衬砌结构腐蚀的促进作用。首先采用适用于浅水区的Stokes二阶波浪理论确定了海床表面的波浪压力... 浅水区海底隧道处于复杂波动水力环境中,既有理论研究一般只在静水环境中计入氯离子自由扩散对隧道衬砌的侵蚀作用,而较少考虑海洋波浪力对衬砌结构腐蚀的促进作用。首先采用适用于浅水区的Stokes二阶波浪理论确定了海床表面的波浪压力,基于Biot固结理论获得了隧道衬砌周围的水压响应;接着利用改进的Fick第二定律同时考虑水压和浓度梯度驱动下的氯离子扩散,并采用指数型强度劣化模型描述服役时间内衬砌混凝土的劣化效应;最后结合波浪作用下衬砌氯离子侵蚀效应进行了海底隧道衬砌承载力计算,并将理论解析解与数值模型和既有的试验结果进行了对比,获得了较好的一致性。结果表明,忽略动态波浪压力对衬砌混凝土中氯离子渗流的促进作用,将低估衬砌混凝土内部的氯离子扩散速度,随着波浪周期增加,衬砌内部氯离子侵蚀入渗的最大深度明显增大;而不考虑衬砌强度劣化效应会明显高估隧道结构的服役寿命,不利于海底隧道服役期间的安全储备。 展开更多

关键词 海底盾构隧道 Stokes二阶波 氯离子侵蚀 衬砌劣化 时变解析

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波浪作用下含气海床内盾构隧道水力及位移响应分析 被引量：1

12

作者 张治国 叶铜 +2 位作者 朱正国 PAN Y T 吴钟腾 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1557-1574,共18页

海底沉积物中气体通常以不连续的气相存在于海床土体中,既有理论研究较少考虑含气海床环境,波浪动压力引起的渗透力导致隧道衬砌附加变形也较少见之于文献。首先,通过Biot固结方程获得了气-水混合流控制方程,结合适用于浅水区的Stokes... 海底沉积物中气体通常以不连续的气相存在于海床土体中,既有理论研究较少考虑含气海床环境,波浪动压力引起的渗透力导致隧道衬砌附加变形也较少见之于文献。首先,通过Biot固结方程获得了气-水混合流控制方程,结合适用于浅水区的Stokes二阶非线性波浪理论获得了隧道衬砌周围的孔隙水压响应;其次,采用叠加法分别考虑了由波浪引起的海床土体内振荡孔压和累积孔压,并以衬砌周围可能出现的最大孔隙水压及渗透力作为最不利荷载工况,结合指数衰减模型描述衬砌劣化效应,获得了考虑波浪渗透力作用下隧道衬砌服役期间位移变化规律;最后,通过试验监测数据及数值模拟验证了本研究理论解析的准确性,通过对波浪周期、水深,海床剪切模量、海床含气量,隧道半径、埋深、衬砌劣化系数进行分析。结果表明:海床含气量增大能降低波浪压力向海床内部传播,并减弱超静孔压的累积效应;随着海床含气量逐渐增大,隧道衬砌周围孔压极值不断减小且出现相位滞后,隧道外渗透力、衬砌径向位移均随着海床含气量增加而明显降低;波浪周期增大、海水深度降低均能明显使海床表面的波浪压力增大,诱发隧道衬砌周围产生较大的渗透力,从而发生较大径向位移,小半径、浅埋深能够有效降低累积孔压造成的渗透力影响;当衬砌劣化系数相同时,含气量越低的海床内波浪引起的超静孔隙水压影响越显著,衬砌产生较大径向位移,不利于隧道的正常服役。 展开更多

关键词 海底盾构隧道 含气海床 累积孔压 渗透力 衬砌劣化

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降雨影响下基坑开挖施工对邻近基桩变形响应分析 被引量：3

13

作者 张治国 毛敏东 +2 位作者 王卫东 PAN Y T 吴钟腾 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期27-49,共23页

目前关于基坑开挖对邻近基桩变形响应的简化理论解研究,还较少考虑基坑开挖中支护作用的影响,尤其是没有考虑降雨环境带来的土工影响。基于一种适用于不同降雨工况的分层假定Green-Ampt模型来模拟降雨入渗过程,采用两阶段分析方法,研究... 目前关于基坑开挖对邻近基桩变形响应的简化理论解研究,还较少考虑基坑开挖中支护作用的影响,尤其是没有考虑降雨环境带来的土工影响。基于一种适用于不同降雨工况的分层假定Green-Ampt模型来模拟降雨入渗过程,采用两阶段分析方法,研究了降雨影响下基坑开挖与邻近基桩相互作用的问题。首先,考虑基坑开挖土体卸荷、围护结构及支撑结构的影响,采用Mindlin基本解,分析降雨影响下基坑开挖施工导致邻近基桩位置的土体附加应力;然后,基于Pasternak双参数地基模型,探讨基桩与土体之间的相互作用,求得降雨影响下单桩和群桩随降雨历时变化的水平变形响应。通过工程监测数据与理论计算结果进行对比,获得了较好的一致性。此外,也针对降雨敏感参数(降雨强度、饱和渗透系数、初始含水率、基质吸力)与基桩敏感参数(边界条件、支撑刚度、桩径、开挖深度、桩与基坑间距)进行了影响因素分析。分析结果表明,所提出的理论方法可较好地反映降雨影响下基坑开挖施工对邻近基桩的变形响应;降雨对邻近基桩变形影响显著,降雨参数敏感程度依次为:降雨强度>初始含水率>饱和渗透系数>基质吸力;随着降雨历时的增长,湿润层发展深度不断增大,其发展速率呈现出逐渐衰弱并趋近于土体饱和渗透系数的规律,基坑开挖引起的邻近基桩位移也随之越来越大,其顶部位移变化速率逐渐减小后收敛至某一特定值;支撑刚度和基桩与基坑距离越小,基桩受到降雨历时的影响程度就越大;不同桩径的基桩受到降雨历时的影响程度基本相同;开挖深度越大,基桩受到降雨历时的影响程度就越大。 展开更多

关键词 降雨 GREEN-AMPT模型 基坑开挖 支撑刚度 基桩变形响应 Pasternak地基模型

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基于DEM的滑坡碎屑流运动堆积特性研究 被引量：5

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作者 袁锦涛 韩培锋 +4 位作者 欧小红 田述军 周梦缘 刘之葵 樊晓一 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期230-238,共9页

滑坡碎屑流灾害往往具有瞬时性和极强的破坏性,传统监测方法很难对滑坡碎屑流的运动过程进行观察和研究,故根据滑坡碎屑流的堆积形态研究滑坡碎屑流灾害演变规律,为滑坡碎屑流的灾害防护提供理论支持。通过运用离散元的方法,定量地研究... 滑坡碎屑流灾害往往具有瞬时性和极强的破坏性,传统监测方法很难对滑坡碎屑流的运动过程进行观察和研究,故根据滑坡碎屑流的堆积形态研究滑坡碎屑流灾害演变规律,为滑坡碎屑流的灾害防护提供理论支持。通过运用离散元的方法,定量地研究场地偏转α和分形维数D对滑坡碎屑流运动堆积特性及滑坡碎屑流堆积体颗粒反序结构特征的影响规律。研究结果表明:滑坡碎屑流颗粒的堆积宽度、冲程和堆积面积随着分形维数的增大而减少,分形维数对堆积体的堆积形态影响较小,颗粒反序结构特征的显著性随着分形维数的增大而减弱;滑坡碎屑流颗粒的堆积宽度、冲程和堆积面积随着偏转角增大而增大,并且冲程与场地偏转角关系模型为二次抛物线模型,堆积体最大厚度随着场地偏转角度的增大而逐渐减小,颗粒反序结构特征的显著性随分形维数的增大而减弱;根据滑坡碎屑流颗粒间的接触特性验证了颗粒间的剪切作用是影响颗粒反序结构的主要因素。 展开更多

关键词 滑坡碎屑流 堆积特性 颗粒反序 离散元 非球形颗粒

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地下水封洞库单裂隙花岗岩纵波速度变化规律与预测模型

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作者 曹洋兵 吴阳 +3 位作者 张朋 江志豪 张思怡 黄真萍 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期12-20,共9页

揭示裂隙岩体纵波速度变化规律对工程岩体质量分级与稳定性评价具有重要意义。以某地下水封洞库无充填型单裂隙花岗岩为研究对象,基于钻孔电视成像、水压致裂法地应力测试与声波全波列测井,获取了384组单裂隙花岗岩的几何特性、受力状... 揭示裂隙岩体纵波速度变化规律对工程岩体质量分级与稳定性评价具有重要意义。以某地下水封洞库无充填型单裂隙花岗岩为研究对象,基于钻孔电视成像、水压致裂法地应力测试与声波全波列测井,获取了384组单裂隙花岗岩的几何特性、受力状态与纵波速度,构建起了预测单裂隙花岗岩纵波速度的进化-神经网络模型,分析了关键指标影响下单裂隙花岗岩纵波速度的变化规律。研究表明:该水封洞库单裂隙花岗岩纵波速度分布于4300~5330 m/s之间,82.3%的纵波速度在4700~5200 m/s之间;选取裂隙法向应力、平均张开度与倾角作为单裂隙花岗岩纵波速度的预测指标是合理可行的;将现场测试数据分为训练样本与测试样本,基于遗传算法优化神经网络权值、阈值的进化-神经网络模型构建出单裂隙花岗岩纵波速度预测模型,其测试误差最大仅为2.9%,85%的样本测试误差不超过1.5%,预测模型精度较高。分析了纵波速度变化规律,发现单裂隙花岗岩纵波速度随裂隙法向应力增大而增大,但当法向应力增至5 MPa后的纵波速度增大速率逐渐减小,纵波速度随裂隙张开度增大而逐渐减小,纵波速度在裂隙倾角小于40°时无明显变化,此后纵波速度随倾角增大而增大。 展开更多

关键词 水封洞库 单裂隙花岗岩 纵波速度 神经网络模型 声波测试

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