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题名徐州粉土三轴压缩特性及二维离散元数值模拟
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作者
蔡韩
刘宏
向喜琼
王文俊
李麟玮
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机构
贵州大学资源与环境工程学院
贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部实验室
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出处
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2025年第6期214-226,共13页
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基金
国家重点研发计划(2022YFC3003301)。
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文摘
【目的】徐州粉土分布广泛,为了解其三轴压缩特性,给工程建设提供参数依据,【方法】对取自徐州地铁一号线的粉土,进行常规三轴压缩试验,不断施加轴向压力直到土体破坏,将整个试验过程看作是外加荷载对土体的做功过程。在此基础上,采取数值模拟方法,对徐州粉土的三轴试验过程进行模拟。【结果】结果显示:粉土峰值强度、残余强度和变形模量均随围压增大而增大;不同围压下均表现为剪切破坏,低围压下橡皮膜扭曲更明显。各类裂纹均逐渐增加,试样微裂纹在应力达到峰值时开始激增,剪裂纹占比逐渐增加;加载初期,荷载做功几乎完全转化为应变能,整个过程中应变能先增大后减小,摩擦能和阻尼能则一直增大至模型破坏;应变能、摩擦能与阻尼能之和约占边界能的60%,且随轴向应变增速变化与粉土应力-应变曲线关系密切。【结论】结果表明:数值模拟结果与室内试验结果很好吻合;剪切裂纹主导了粉土的最终破坏;根据能量变化将粉土三轴压缩过程破坏模式划分为峰值前的孔隙压密、弹性变形和塑性变形三个阶段,及峰值后的加速破坏和强度剩余两个阶段。然而随着围压的增大,峰后加速破坏和强度剩余阶段可能会消失。
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关键词
粉土
三轴压缩
离散元方法
微裂纹演化
能量演化
破坏阶段
数值模拟
影响因素
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Keywords
silt
triaxial compression
discrete element approach
microcrack evolution
energy evolution
failure stages
numerical simulation
influencing factors
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分类号
TU411
[建筑科学—岩土工程]
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题名潜蚀作用下覆盖型岩溶塌陷试验研究
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作者
霍欣康
刘宏
向喜琼
王文俊
李麟伟
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机构
贵州大学资源与环境工程学院
贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部实验室
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出处
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2025年第8期216-229,共14页
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基金
国家重点研发计划“深部岩溶塌陷风险精准防控技术装备研发”(2022YFC3003301)。
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文摘
【目的】明确潜蚀在覆盖型岩溶塌陷中所起的作用对岩溶塌陷机理研究具有重要意义。为确定在潜蚀作用下覆盖型岩溶塌陷的塌陷模式,【方法】设计并搭建了一款物理模型装置,并以徐州废黄河区域新生街与民主北路塌陷为研究对象,在现场勘查基础上,结合研究区的工程地质条件和钻探资料,开展物理模型试验。【结果】结果显示:民主北路塌陷形态为近圆形,平均塌陷范围和塌陷深度分别为35 cm、26 cm;新生街塌陷形态为近圆形,平均塌陷范围和塌陷深度分别为23 cm、17.75 cm。【结论】结果表明:民主北路土层是由最开始的“土洞型”塌陷演化为“沙漏型”塌陷,新生街土层从始至终为“沙漏型”塌陷,“沙漏型”塌陷的塌陷坑范围大小与土层厚度有关,土层越厚,塌陷范围越大;民主北路土层表层位移曲线呈波动向上型,新生街土层表层位移曲线呈阶梯向上型;潜蚀速率越快,土颗粒流失速率变快,土体沉降量越大,越容易发生地面塌陷;原土层颗粒级配越大,潜蚀后通过管道流出土颗粒级配越大。通过试验研究潜蚀作用下岩溶塌陷的演化过程与特征,对岩溶塌陷的防治具有实际意义和参考价值。
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关键词
潜蚀作用
覆盖型岩溶
塌陷特征
物理试验
影响因素
变形
地下水
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Keywords
underground corrosion
covered karst
collapse characteristics
physical test
influencing factors
deformation
groundwater
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分类号
P642.26
[天文地球—工程地质学]
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