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题名考虑结构性影响的天然软黏土弹塑性本构模型
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作者
王钰轲
李在阳
蒋睿
孙逸飞
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机构
郑州大学水利与交通学院
隧道掘进机及智能运维国家重点实验室(中国中铁隧道股份有限公司)
郑州大学地下工程灾变防控省部共建协同创新中心
太原理工大学土木工程学院
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出处
《哈尔滨工业大学学报》
北大核心
2025年第10期103-111,共9页
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基金
国家自然科学基金(52109140)
河南省优秀青年基金(232300421069)
+2 种基金
中原科技创新领军人才基金(234200510014)
河南省高校科技创新人才支持计划(24HASTIT014)
河南省交通运输厅科技项目(2022-5-5)。
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文摘
已有本构模型多是基于假设无实际物理意义的参数来考虑土体的结构性,且忽略了结构屈服应力的影响。为此,根据原状土与重塑土的抗剪强度关系,提出考虑结构屈服应力的结构性参数ξ,在临界状态理论框架下,基于修正剑桥模型,选择Caputo型分数阶微分描述土体塑性流动方向与屈服面非正交的特性,建立一种能够考虑黏土结构性影响的分数阶本构模型。通过温州黏土和大阪黏土对模型进行验证,当土体所受应力小于结构屈服应力时,结构性参数ξ>1,土体的力学特性受结构性影响显著;当土体所受应力大于其结构屈服应力时,结构性参数ξ=1,结构性影响消失,模型可退化为常态分数阶本构模型。温州黏土的预测结果表明,在围压为50、100、200 kPa时考虑结构性影响的分数阶本构模型最大预测误差比忽略结构性影响的模型预测误差分别降低27.6%、13.05%和1.8%,平均最大预测误差为4.92%。大阪黏土的预测结果进一步验证该模型可以较好地预测结构性黏土的力学与变形特性,具有良好的适用性和可靠性。
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关键词
天然软黏土
结构性
临界状态
抗剪强度
本构模型
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Keywords
natural soft clay
structural properties
critical state
shear strength
constitutive model
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分类号
TU442
[建筑科学—岩土工程]
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题名顶管施工对新型复合装配式支护工作井的力学响应分析
被引量：14
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作者
夏洋洋
方宏远
张超
潘艳辉
翟文博
石明生
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机构
郑州大学水利科学与工程学院
郑州大学重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室
郑州大学地下工程灾变防控省部共建协同创新中心
黄淮学院建筑工程学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期2799-2808,共10页
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基金
国家自然科学基金(No.51909242,No.51978630,No.52178368)
河南省高校科技创新团队支持计划(No.23IRTSTHN004)
河南省高校科技创新人才支持计划(No.23HASTIT007)。
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文摘
由于传统的支护结构在顶管施工中会出现难以预留顶管施工孔洞、沉井倾斜及支护结构承载力不足等问题,严重影响顶管施工的效率和安全性。针对此类问题,提出了一种适用于顶管工作井的新型型钢-高聚物复合装配式支护结构。通过实际工程现场试验和有限元数值模拟相结合的方法,对顶管施工过程中工作井周围的土体沉降变形和支护结构的力学响应进行了分析,并验证了新型支护结构用于顶管施工的可靠性,最后通过正交模拟试验得到了影响工作井支护结构力学性能的主控因素。结果表明,支护桩桩间距是影响新型支护结构力学性能的主控因素,且在短距离顶管过程中,工作井周围土体均有不同程度的沉降,且顶进方向地表沉降最大,侧墙方向地表沉降最小,且对地表沉降的影响范围约为顶进距离的2.7倍。并且,支护桩的应力随管-土界面摩阻力的增大而增大,入洞口位置支护桩的应力最大。在长距离顶管施工中,顶管前期,顶进面应力较大,随着顶进距离的增大,侧墙和后背墙应力增大,高于顶进面。该研究成果可为顶管工作井新型支护结构的优化设计提供有利的建议。
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关键词
顶管工作井
装配式结构
型钢-高聚物
现场试验
有限元模拟
力学响应
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Keywords
pipe jacking work shaft
assembled structure
profile steel-polymer
field test
finite element simulation
mechanical response
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分类号
TU990.3
[建筑科学—市政工程]
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