新型高聚物微型桩加固工程斜坡的抗滑性能模型试验研究

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作者 王钰轲 尚海威 +2 位作者 贾朝军 余翔 钟燕辉 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3803-3813,共11页

基于高聚物材料成型快、力学性能优异与微型桩施工非开挖、扰动小、场地适应性强的特点,提出一种用于工程斜坡突发滑坡灾害防治加固的新型高聚物微型桩技术。通过自主设计的工程斜坡加固模型试验装置,开展不同设计方案下高聚物微型桩加... 基于高聚物材料成型快、力学性能优异与微型桩施工非开挖、扰动小、场地适应性强的特点,提出一种用于工程斜坡突发滑坡灾害防治加固的新型高聚物微型桩技术。通过自主设计的工程斜坡加固模型试验装置,开展不同设计方案下高聚物微型桩加固效果试验,分析高聚物微型桩的抗滑性能、加固机理、桩体破坏形式与受力变形特征。研究结果表明:高聚物微型桩成型快,具有优异的强度性能,能够有效提高滑坡体的承载能力。在滑坡推力的作用下,桩身呈现出“S”型变形,变形区域主要集中在滑面附近,桩体会发生一定程度的偏转。不同埋深处桩体的剪力与弯矩沿滑面整体呈对称三角形分布,靠近滑面附近的剪力与弯矩最大。在无筋和加筋2种方案下,滑坡体所能承受的极限荷载分别为35 kPa和50 kPa,桩体偏转角度分别为2°和1°,加筋后,桩体承受的最大剪应力约为无筋桩体的1.55倍,其最大弯矩约为无筋桩体的2.75倍。 展开更多

关键词 高聚物微型桩 抗滑性能 工程斜坡 模型试验 变形破坏机制

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温度对高聚物浆液在裂隙中扩散特性影响研究

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作者 李晓龙 桂云祥 +2 位作者 贾赫扬 钟燕辉 张蓓 《土木工程学报》 北大核心 2025年第1期111-125,共15页

具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为... 具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为。为深入揭示温度对高聚物浆液在裂隙中扩散行为的影响机制,以一种工程中应用的自膨胀聚氨酯高聚物浆液为对象,基于浆液聚合反应机理和计算流体动力学理论,用准三维有限体积法离散浆液流动控制方程,用三维有限体积法离散裂隙壁热传导方程,建立模拟分析高聚物浆液在裂隙中膨胀扩散过程的热-流耦合仿真模型,实现对浆液化学反应进程、流场和“浆液-裂隙”体系温度场的耦合求解。开展不同注浆量、预热温度条件下无水平板裂隙高聚物注浆模型试验,通过浆液扩散范围、密度、温度等实测数据与计算结果的对比,验证所建立数值模型的适用性。在此基础上,分析预热温度、环境温度对浆液在平板裂隙中扩散行为的影响,结果表明,相同环境温度条件下,随着浆液预热温度升高,浆液扩散速率及升温速度加快,峰值温度增大,达到峰值点时刻越早;相同预热温度条件下,环境温度越高,浆液扩散速率越快,扩散半径越大;当浆液预热温度或环境温度升高至一定值时,浆液最终扩散范围不再发生明显改变;随着环境温度降低,所需的浆液最低预热温度逐渐增大。该文工作对高聚物裂隙注浆浆液预热温度设定具有一定指导作用。 展开更多

关键词 自膨胀高聚物 裂隙注浆 扩散机理 温度 试验 仿真方法

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径向振动激励作用下饱和砂层中浆液扩散特性试验研究

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作者 李晓龙 陈永利 +3 位作者 肖伟帆 范新健 钟燕辉 王复明 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1087-1099,共13页

振动注浆通过对饱和砂层施加振动激励作用,使其受扰动后有效应力下降、强度降低,从而减小浆液扩散阻力,增强其扩散性能,提升注浆效率和加固效果。目前振动注浆试验多采取轴向振动方式,其振动能量集中作用于钻杆端部土体,对径向土体几乎... 振动注浆通过对饱和砂层施加振动激励作用,使其受扰动后有效应力下降、强度降低,从而减小浆液扩散阻力,增强其扩散性能,提升注浆效率和加固效果。目前振动注浆试验多采取轴向振动方式,其振动能量集中作用于钻杆端部土体,对径向土体几乎无扰动效应,影响范围有限。针对该问题,研发了一种具有径向激振和频率可调功能的振动注浆模型试验装置,杆体末端的振动器通过隔振接头与杆体连接,以减少振动能量沿杆体的传播,提升能量利用率。首先利用该装置研究了10、30和50Hz径向振动作用下,饱和砂土超孔隙水压力演变规律和时空分布特征,然后进行振动注浆试验,测试不同振动频率、注浆压力和注浆时间条件下地聚物浆液在饱和砂土中的扩散特性。结果表明,随着振动频率的增加,超静孔压比越大,达到液化状态越早,且持续时间越长,不同埋深下与振动器中心等高的测点扰动效应最强烈,在水平方向随着与振动中心距离的增加,扰动影响逐渐减弱。与静态注浆相比,施加振动激励后浆液扩散性能显著增强,浆液扩散半径随振动频率、注浆压力、注浆时间增加而增大,振动频率为10、30和50Hz时,浆液扩散半径相对于无振动时分别增加15.7%、60.2%和174.1%。不同工况下浆液固结体长度较为接近,平均长度比振动器长度增大约20%。浆液扩散的最终形态与砂土受扰动程度和空间分布特征基本一致。 展开更多

关键词 振动注浆 模型试验 径向振动 饱和砂层 扩散性能

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脱空排水管道高聚物修复前后力学特性分析 被引量：9

4

作者 李斌 方宏远 王复明 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期62-66,共5页

高聚物注浆技术是一种经济高效的排水管道渗漏脱空处置方法,但修复后管道力学性能恢复状态尚不明确.基于ABAQUS软件建立了道路结构、路基土体及管道相互作用的三维有限元模型,对比分析了正常管道、脱空管道和高聚物修复管道在交通荷载... 高聚物注浆技术是一种经济高效的排水管道渗漏脱空处置方法,但修复后管道力学性能恢复状态尚不明确.基于ABAQUS软件建立了道路结构、路基土体及管道相互作用的三维有限元模型,对比分析了正常管道、脱空管道和高聚物修复管道在交通荷载作用下的纵、环向力学特性.结果表明,交通荷载对其作用位置两侧6 m和4 m范围内管道的应力和变形影响显著,影响程度与荷载大小呈正相关;各管节处Mises应力高度不连续;交通荷载为1. 0 MPa时管道受力和变形明显大于交通荷载为0. 5 MPa时;高聚物修复管节脱空后管道受力和变形均恢复到了正常管道水平,达到了可靠有效的修复效果.研究成果为实施针对性管道修复提供了理论依据. 展开更多

关键词 排水管道 底部脱空 交通荷载 高聚物注浆技术 力学特性

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黄河泥沙的路用性能与改性利用研究进展

5

作者 王钰轲 陈浩 +2 位作者 屈欣明 宋迎宾 钟燕辉 《人民黄河》 北大核心 2025年第3期153-160,共8页

在实施黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略及交通强国战略的背景下,沿黄高速公路建设发展迅速,黄河泥沙以其作为路基填料的潜力备受关注,黄河泥沙的路用性能与改性利用研究成为热点。化学改良、生物矿化加固和高聚物加固技术均... 在实施黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略及交通强国战略的背景下,沿黄高速公路建设发展迅速,黄河泥沙以其作为路基填料的潜力备受关注,黄河泥沙的路用性能与改性利用研究成为热点。化学改良、生物矿化加固和高聚物加固技术均被认为能够有效改善黄河泥沙的工程特性,其中:化学改良手段(如碱激发技术)加固黄河泥沙技术上可行,但相关研究多关注于黄河泥沙碱激发制备砖砌体;生物矿化技术是目前岩土工程领域的研究热点,现有研究证实生物矿化技术适用于黄河泥沙,且相比微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术因其游离态脲酶的小分子尺寸更易穿过黄河泥沙孔喉而适用性更好;高聚物加固黄河泥沙的力学和耐久性表现均表明其应用潜力值得挖掘。基于此,对黄河中下游泥沙来源和分布数据进行整合梳理,分析黄河泥沙的理化特性,并系统阐述黄河泥沙的路用性能研究进展。黄河泥沙应用于路基工程的可行性已经得到初步验证,绿色环保的生物矿化加固技术将进一步支撑黄河泥沙作为路基填料的可行性。基于现有工程体系的不断完善、多学科交叉的深化,黄河泥沙生态资源的利用潜力将被充分开发释放。 展开更多

关键词 黄河泥沙 理化特性 路用性能 化学改良 生物矿化加固 高聚物加固

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含水环境高聚物注浆材料交联过程与微观结构演变模拟

6

作者 王翠霞 武永深 +3 位作者 袁灵修 张超 方宏远 朱朋佳 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期462-470,共9页

为了研究在有水环境下注浆时水分子参与交联反应对高聚物注浆材料交联过程和微观结构特性的影响,构建了具有不同水分子质量分数的交联聚氨酯模型,采用分子动力学模拟方法,计算了不同含水量体系的参与交联反应的水分子数量、玻璃转变温... 为了研究在有水环境下注浆时水分子参与交联反应对高聚物注浆材料交联过程和微观结构特性的影响,构建了具有不同水分子质量分数的交联聚氨酯模型,采用分子动力学模拟方法,计算了不同含水量体系的参与交联反应的水分子数量、玻璃转变温度和自由体积,并提出一种计算交联分布均匀度的方法。结果表明:随着含水量增加,参与交联反应的水分子数先增大后趋于稳定,这是因为水分子团簇的体积随着水分子质量分数增加不断增大,限制了水分子参与交联反应。含水量越高,交联聚氨酯的玻璃转变温度越低,自由体积越小。水分子参加交联改善了体系的交联分布均匀性,含水量越高,体系的交联反应分布越均匀。研究结果可为有水环境下高聚物注浆材料反应过程和性能评价以及工程应用中高聚物注浆材料的设计研发提供理论参考。 展开更多

关键词 分子动力学模拟 微观结构 高聚物 交联分布 自由体积

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深水大坝混凝土裂缝高聚物注浆修复试验研究 被引量：6

7

作者 石明生 夏洋洋 +3 位作者 李逢源 王超杰 郑勇 田晗 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第9期135-139,共5页

为探讨高聚物注浆技术在深水大坝水下混凝土裂缝修复中的可行性,本研究基于中心顶推试验和模型试验,对高聚物与混凝土界面的黏结性能及浆液在混凝土裂缝中的扩散规律进行了研究。结果表明:高聚物与混凝土界面的黏结力随高聚物密度的增... 为探讨高聚物注浆技术在深水大坝水下混凝土裂缝修复中的可行性,本研究基于中心顶推试验和模型试验,对高聚物与混凝土界面的黏结性能及浆液在混凝土裂缝中的扩散规律进行了研究。结果表明:高聚物与混凝土界面的黏结力随高聚物密度的增大呈线性增加,但饱水情况下界面的黏结性能会降低;同时,高聚物浆液在干燥、潮湿或饱水的混凝土裂缝中都能快速填充完整,各测点压力随时间呈增大再减小并趋于稳定的趋势,同一时刻距离注浆口越远测点压力越小,并且水的存在会使浆液反应固化时间滞后,压力消散速率减缓;此外,高聚物密度分布在裂缝饱水情况下较为均匀,而干燥或潮湿时沿轴线先增大后呈双曲线递减,结合不同密度高聚物的力学性能证明了高聚物注浆技术对深水混凝土裂缝修复的有效性。 展开更多

关键词 水工建筑物 深水大坝 裂缝修复 中心顶推试验 模型试验

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缺陷相互作用系数及在管道失效压力评估中的应用

8

作者 张力 李国兴 +2 位作者 孙明明 李良琦 王克俭 《人民长江》 北大核心 2025年第5期150-155,共6页

腐蚀造成的金属损失严重威胁着钢质承压管道的完整性。为了准确高效评估具有相邻腐蚀缺陷管道的失效压力,采用相互作用系数量化相邻缺陷间距和缺陷尺寸对内压承载力的影响,并结合相互作用系数计算模型提出了一种相邻缺陷管道失效压力评... 腐蚀造成的金属损失严重威胁着钢质承压管道的完整性。为了准确高效评估具有相邻腐蚀缺陷管道的失效压力,采用相互作用系数量化相邻缺陷间距和缺陷尺寸对内压承载力的影响,并结合相互作用系数计算模型提出了一种相邻缺陷管道失效压力评估的方法,并将该方法应用在管道失效压力的评估中。研究结果表明:相邻缺陷间相互作用主要由缺陷间距、相邻缺陷的最大深度和最小长度决定,提出的评估方法平均预测误差为0.28%。相比于现有群腐蚀管道失效压力评估方法,该评估方法不仅评估步骤简便,且评估精度更高。研究成果可为管道完整性管理和承载力评估提供理论支持。 展开更多

关键词 钢质管道 腐蚀缺陷 内压承载力 相互作用系数 评估方法

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断丝PCCP管道外贴CFRP修复足尺模型试验研究 被引量：8

9

作者 翟科杰 方宏远 +3 位作者 付兵 王复明 胡本月 雷新海 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期157-160,共4页

断丝是目前预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)最为常见的一种病害,如不及时加固,极易造成爆管等事故。针对长距离PCCP输水管道难以停水维修问题,提出了一种外贴碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced ... 断丝是目前预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)最为常见的一种病害,如不及时加固,极易造成爆管等事故。针对长距离PCCP输水管道难以停水维修问题,提出了一种外贴碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)的维修方法。为了探究外贴CFRP修复断丝PCCP效果,采用一根内径2.8m的PCCP管道进行了内水压足尺试验。试验对修复前后PCCP结构应变响应进行了对比分析,结果表明:由于CFRP'箍束'作用,修复后断丝区中间截面材料应变减小,利于PCCP承压。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料(CFRP) 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 外贴修复 足尺试验

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考虑化学反应的高聚物压密劈裂注浆仿真研究 被引量：4

10

作者 李晓龙 赵泽鑫 +4 位作者 陈坤洋 马鹏 陈灿 钟燕辉 张蓓 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2823-2838,共16页

考虑浆液化学反应原理,综合运用扩展有限元理论、修正剑桥模型和高聚物浆液膨胀力计算模型,建立了模拟高聚物在土体中压密劈裂注浆动态过程的二维仿真分析方法。通过模型试验验证了所提出方法的适用性,进而分析了浆液膨胀力、浆脉形态... 考虑浆液化学反应原理,综合运用扩展有限元理论、修正剑桥模型和高聚物浆液膨胀力计算模型,建立了模拟高聚物在土体中压密劈裂注浆动态过程的二维仿真分析方法。通过模型试验验证了所提出方法的适用性,进而分析了浆液膨胀力、浆脉形态、土体孔隙比随时间变化规律及注浆孔埋深、土体断裂韧度对浆脉扩展过程的影响。结果表明:受高聚物化学反应进程驱动,在浆液与土体耦合作用下,浆液膨胀力初期随时间近似呈线性增长,达到峰值后快速下降并趋于稳定;浆脉长度和宽度发展速度不同步,裂缝启裂至二次扩展阶段,浆脉长度基本保持不变,宽度线性增大,裂缝二次扩展后,浆脉长度近似线性增大,而宽度增长速率趋缓;受浆液挤密作用影响,裂缝两侧一定范围内土体孔隙比显著降低,沿垂直于裂缝面方向,距注浆孔中心越近,孔隙比越小;孔隙比随时间整体呈下降趋势,随着裂缝的扩展和后期膨胀压力的下降,紧邻裂缝面两侧土体孔隙比有一定恢复,随后趋于稳定;随着注浆孔埋深和土体断裂韧度的增加,浆脉长度逐渐减小,宽度不断增大,两者变化速率基本保持不变;浆脉扩展稳定时间随埋深的增大而提前,随断裂韧度的增大而延后。 展开更多

关键词 高聚物劈裂注浆 仿真方法 化学反应 膨胀力计算模型 扩展有限元 修正剑桥模型

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温度对自膨胀高聚物浆液在裂隙中扩散行为影响试验研究 被引量：3

11

作者 贾赫扬 李晓龙 +4 位作者 曹东东 王珊珊 桂云祥 钟燕辉 张蓓 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期794-802,共9页

为了研究温度对膨胀型聚氨酯高聚物注浆材料在裂隙中扩散特性的影响,设计了平板裂隙注浆模型试验装置,以一种工程中应用的聚氨酯高聚物浆液为对象,开展了高聚物注浆系列试验,测试了不同浆液预热温度、环境温度、注浆量条件下高聚物浆液... 为了研究温度对膨胀型聚氨酯高聚物注浆材料在裂隙中扩散特性的影响,设计了平板裂隙注浆模型试验装置,以一种工程中应用的聚氨酯高聚物浆液为对象,开展了高聚物注浆系列试验,测试了不同浆液预热温度、环境温度、注浆量条件下高聚物浆液在平板裂隙中的扩散特性,得到了不同工况下浆液扩散速率、扩散范围以及浆液和裂隙壁内温度分布随时间变化情况。分析结果表明:浆液预热温度对高聚物扩散过程具有重要影响,相同注浆量条件下,预热温度越高,浆液扩散速率越快,初凝时间越早,浆液扩散半径随着预热温度的升高逐渐增大,低温下浆液扩散半径显著低于高温下的试验结果;浆液扩散过程与其化学反应进程不完全同步,其化学反应终止时间晚于浆液初凝时间;浆液温度随时间呈现先升高然后逐渐下降、变化速率由快至慢的演化特征,同一时刻注浆孔中心处温度最高,沿径向逐渐递减;浆液升温速率和温度峰值随预热温度和环境温度的升高而增大;浆液扩散过程中高聚物与裂隙壁间存在明显热传导效应。试验结果对于高聚物裂隙注浆机理研究和注浆技术研发具有参考作用。 展开更多

关键词 高聚物 裂隙注浆 扩散机理 温度 试验

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玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料抗弯性能及失效分析 被引量：1

12

作者 夏洋洋 方宏远 +2 位作者 张超 王翠霞 石明生 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期290-296,共7页

管道修复用紫外光原位固化(Ultraviolet cured-in-place pipe,UV-CIPP)材料是一种玻纤复合材料,其抗弯性能是评价管道修复效果以及材料优化设计所需的重要参考指标。以玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料为研究对象,考虑固化时间、固化... 管道修复用紫外光原位固化(Ultraviolet cured-in-place pipe,UV-CIPP)材料是一种玻纤复合材料,其抗弯性能是评价管道修复效果以及材料优化设计所需的重要参考指标。以玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料为研究对象,考虑固化时间、固化距离、紫外灯功率和材料厚度的影响,基于融合高清视频和SEM观测的三点弯曲试验,对玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料抗弯性能和失效机制进行了研究。结果表明,UV-CIPP材料的失效过程可以分为三个阶段:弹性阶段、基体开裂阶段和玻纤布断裂阶段,基体开裂、脱粘分层和纤维拉拔断裂是玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料弯曲失效的主要原因。在单一变量影响下,玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料弯曲强度和弯曲模量随固化时间、固化距离和紫外灯功率的增大均呈现出先增大后减小的趋势,随着材料厚度的增大却逐渐减小。本研究不仅为UV-CIPP材料的优化设计提供了参考依据,也为国产化UV-CIPP材料的发展奠定了重要基础。 展开更多

关键词 紫外光原位固化(UV-CIPP)材料 三点弯曲试验 高清视频 SEM 固化参数 材料厚度

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长期循环荷载下黄泛区黄河泥沙的变形特性及安定性分析 被引量：3

13

作者 王钰轲 蒋睿 +2 位作者 贾朝军 余翔 钟燕辉 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1866-1875,共10页

随着国家“黄河高质量发展”战略的提出,沿黄工程建设飞速发展,填筑土体材料需求量剧增,建筑资源短缺的问题突显。黄河泥沙作为一种新型工程填料,其资源利用前景被相关部门和研究人员重视。为研究长期循环荷载作用下的黄河泥沙的动力服... 随着国家“黄河高质量发展”战略的提出,沿黄工程建设飞速发展,填筑土体材料需求量剧增,建筑资源短缺的问题突显。黄河泥沙作为一种新型工程填料,其资源利用前景被相关部门和研究人员重视。为研究长期循环荷载作用下的黄河泥沙的动力服役特性,选取黄河泥沙典型试样,基于GDS三轴试验系统进行了排水条件下的大周次(10000次)循环三轴试验,结合安定理论系统分析围压、循环应力比、加载频率和密实度对黄河泥沙变形特性的影响,并对黄河泥沙的长期动力稳定性进行研究。研究结果表明:累积应变和回弹应变随着围压的增大而增大,随着频率的升高和密实度的增大而减小,循环应力比较小时,应变累积在加载初期几百次循环内就迅速稳定;随着循环应力比增大,应变的发展逐渐具有蠕变的性质,在5000次循环后仍不断累积;随着循环应力比继续增大,轴向应变将在加载初期迅速增大,泥沙试样在很少的周次内达到破坏状态。通过与代表性的相似土体进行对比,发现黄河泥沙的蠕变性介于粉土和砂砾土之间。基于黄河泥沙的安定性分析,提出了黄河泥沙容许循环应力比的表达式,用以初步判断排水状态下黄河泥沙的长期动力稳定状态。研究结果为泥沙土在实际工程中的进一步应用和推广提供了参数支撑。 展开更多

关键词 黄河泥沙 排水条件 循环荷载 变形特性 安定理论

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高聚物碎石混合料单轴受压性能试验研究 被引量：12

14

作者 王娟 方宏远 +2 位作者 余自森 曹凯 王复明 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期320-326,共7页

高聚物注浆材料具有成型快、膨胀性高、抗拉性能好等特点,与碎石桩相结合应用于地基处理中具有明显优势.为了检测高聚物碎石混合料的变形和承载能力,试验研究了轴压荷载作用下高聚物碎石混合料的力学响应,对其应力-应变全曲线的特征、... 高聚物注浆材料具有成型快、膨胀性高、抗拉性能好等特点,与碎石桩相结合应用于地基处理中具有明显优势.为了检测高聚物碎石混合料的变形和承载能力,试验研究了轴压荷载作用下高聚物碎石混合料的力学响应,对其应力-应变全曲线的特征、高聚物密度和碎石粒径的影响规律进行了分析.结果表明:高聚物碎石混合料具有优越的变形能力;应力-应变曲线在达到峰值荷载以前呈现典型的三阶段特征,在达到峰值荷载以后具有应变软化特性;高聚物密度对高聚物碎石混合料的变形和强度影响较大,随着高聚物密度的增加,高聚物碎石混合料脆性增加、强度提高;碎石粒径对高聚物碎石混合料的抗压性能影响较小. 展开更多

关键词 高聚物碎石混合料 应力-应变全曲线 抗压强度 高聚物密度 碎石粒径

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高聚物碎石桩模型试验及数值分析 被引量：10

15

作者 王复明 方宏远 +1 位作者 曹凯 马少春 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期1-5,共5页

为了使新型的高聚物碎石桩在工程中的应用和推广,通过对3种不同高聚物密度的高聚物碎石桩模型分别进行了模型试验和有限元扩展分析,研究了其承载特性。结果表明:高聚物碎石桩的承载能力分别随着高聚物密度、桩长、桩径的增加而增加;在... 为了使新型的高聚物碎石桩在工程中的应用和推广,通过对3种不同高聚物密度的高聚物碎石桩模型分别进行了模型试验和有限元扩展分析,研究了其承载特性。结果表明:高聚物碎石桩的承载能力分别随着高聚物密度、桩长、桩径的增加而增加;在同一级桩顶荷载作用下,得到模型桩的桩侧摩阻力会随着高聚物密度的增加而增大;在相同高聚物密度下,得出桩径越大,桩端阻力的荷载分担比越小。另外,高聚物碎石桩的承载能力优于碎石桩和CFG桩。 展开更多

关键词 高聚物碎石桩 模型试验 高聚物密度 承载力 桩端阻力

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交通荷载作用下埋地承插口排水管道动力响应分析 被引量：16

16

作者 王复明 方宏远 +1 位作者 李斌 陈灿 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2274-2280,共7页

近年来,由于市政排水管道灾变导致的道路坍塌事故频发,水泥混凝土管是目前应用最为广泛的市政排水管道,其在交通荷载作用下的力学响应特征尚不明确。基于ABAQUS有限元软件,建立了带承插口结构排水管道三维数值模型。在考虑承插口、橡胶... 近年来,由于市政排水管道灾变导致的道路坍塌事故频发,水泥混凝土管是目前应用最为广泛的市政排水管道,其在交通荷载作用下的力学响应特征尚不明确。基于ABAQUS有限元软件,建立了带承插口结构排水管道三维数值模型。在考虑承插口、橡胶圈和无限元吸收边界等的基础上计算分析了不同脉冲幅值、不同荷载作用位置和不同管道埋深对管道动力响应的影响。结果表明:管节处受力高度不连续,交通荷载对其作用位置两侧一节管长范围内的管道影响显著;承口和插口环向以受拉和受压为主;交通荷载作用位置对管顶、管底和管侧纵向Mises应力最大值无明显影响,但对管顶和管底纵向Mises应力分布有影响;管道纵向Mises应力及环向竖向应力与管道埋深成正比,应力增量与埋深增量成反比。计算结果为进一步研究交通荷载作用下排水管道的力学机理提供参考。 展开更多

关键词 排水管道 承插口 橡胶圈 脉冲荷载 动力响应

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考虑化学反应的聚氨酯高聚物浆液膨胀机理试验与数值模拟研究 被引量：8

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作者 李晓龙 陈灿 +4 位作者 贾赫扬 马鹏 桂云祥 张蓓 钟燕辉 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4163-4173,共11页

目前,高聚物浆液膨胀力计算多采用高聚物密度-最终膨胀力经验关系表达式近似确定,不能反映高聚物反应过程中膨胀力的时程变化,制约计算分析的准确性。针对上述问题,基于浆液聚合反应机理,采用龙格库塔方法求解浆液化学反应动力学方程,... 目前,高聚物浆液膨胀力计算多采用高聚物密度-最终膨胀力经验关系表达式近似确定,不能反映高聚物反应过程中膨胀力的时程变化,制约计算分析的准确性。针对上述问题,基于浆液聚合反应机理,采用龙格库塔方法求解浆液化学反应动力学方程,并结合理想气体状态方程,构建一种能够描述不同约束条件下高聚物密度、膨胀力随时间变化规律的计算模型。进行了固定浆液体积条件下高聚物膨胀力试验和固定围压条件下高聚物密度测试,数值模拟结果与实测值吻合良好,证明了计算模型的适用性。在此基础上分析不同浆液密度和围压下高聚物浆液膨胀机理,结果表明:固定体积条件下,高聚物浆液膨胀力随时间逐渐增大,其增长速度先慢后快,于32~33 s达到峰值,随后逐渐降低,约90 s时趋于0;浆液膨胀力及其时程变化速率、单位密度变化引起的膨胀力变化量均与浆液密度呈正相关。固定围压条件下,高聚物浆液密度随时间逐渐减小,变化速度初始较快,随后逐渐减缓并趋近于0;围压越大,浆液密度越大,其时程变化速率越低,单位围压变化引起的密度改变量越小。利用该模型可实时求解高聚物浆液膨胀力随时间变化过程,为深入研究不同条件下高聚物膨胀扩散机理、浆液-地层相互作用机制奠定基础。 展开更多

关键词 高聚物浆液 膨胀力 化学反应 试验 计算模型

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交通和运行荷载耦合作用下管道承插口力学响应研究 被引量：7

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作者 王复明 何航 +1 位作者 方宏远 李斌 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期1-6,共6页

承插式混凝土管是目前最为常见的城市排水管道结构形式,在管内流体和上覆荷载的耦合作用下可能发生接头破坏,进而引发管道渗漏。基于Abaqus和Fluent有限元软件建立了考虑橡胶圈承插口的排水管道三维精细化模型和管内流场模型,在充分考... 承插式混凝土管是目前最为常见的城市排水管道结构形式,在管内流体和上覆荷载的耦合作用下可能发生接头破坏,进而引发管道渗漏。基于Abaqus和Fluent有限元软件建立了考虑橡胶圈承插口的排水管道三维精细化模型和管内流场模型,在充分考虑管土相互作用、承插口和橡胶圈接触以及管内流体的情况下,借助MpCCI(mesh-based parallel code coupling interface)平台联立求解了结构和流体模型,重点研究了不同流量、交通荷载大小和作用位置对承插口动力响应的影响规律。结果表明,在多场荷载的作用下,中心管节的最大主应力和竖向位移最大,且管底和管顶的应力分布规律相同,均受拉,但管底的应力值稍大;流量的改变对承插口的力学响应影响较小;交通荷载幅值大小对承插口的最大主应力和竖向位移的作用较显著,且影响集中在中心管节;荷载作用位置的移动对承插口竖向位移和管顶、管底的力学响应影响较明显。 展开更多

关键词 多场耦合 承插口 交通荷载 运行荷载 数值分析

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黄河大堤高聚物防渗墙稳定性分析 被引量：15

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作者 王复明 李曼珺 +1 位作者 方宏远 薛冰寒 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第10期48-52,86,共6页

为防止黄河大堤发生渗漏、管涌等险情,确保郑焦城际铁路桥跨越黄河大堤工程安全,建立考虑渗流场与应力场耦合作用的三维大堤数值模型,分析堤前水深、高聚物防渗墙厚度和密度等因素对大堤防渗墙体应力变形规律的影响。结果表明:高聚物防... 为防止黄河大堤发生渗漏、管涌等险情,确保郑焦城际铁路桥跨越黄河大堤工程安全,建立考虑渗流场与应力场耦合作用的三维大堤数值模型,分析堤前水深、高聚物防渗墙厚度和密度等因素对大堤防渗墙体应力变形规律的影响。结果表明:高聚物防渗墙防渗效果及稳定性优于混凝土防渗墙;高聚物防渗墙厚度越大,墙体的水平位移和受到的竖向压应力越小,墙体所受竖向压应力随墙体高度增加减小;堤前水位越高墙体所受压应力越小,水平位移越大;当高聚物取不同密度时,墙体水平位移变化规律一致,随着墙高增加先增大后减小,位移最大部位在墙体中部。 展开更多

关键词 高聚物防渗墙 防渗加固 数值模拟 黄河大堤

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高聚物布袋桩加固淤泥质软土地基模型试验 被引量：7

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作者 石明生 李禄禄 +1 位作者 夏洋洋 樊炳森 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2235-2242,共8页

高聚物布袋桩是加固软土地区既有建筑物地基的一种全新技术。针对其在淤泥质软土中成桩后桩径、桩体容重与注浆量的对应关系,以及成桩过程中挤土压力变化规律、超静孔隙水压力的变化趋势和分布规律等问题认识的不足,通过模型试验在淤泥... 高聚物布袋桩是加固软土地区既有建筑物地基的一种全新技术。针对其在淤泥质软土中成桩后桩径、桩体容重与注浆量的对应关系,以及成桩过程中挤土压力变化规律、超静孔隙水压力的变化趋势和分布规律等问题认识的不足,通过模型试验在淤泥质软土中进行3组不同注浆量的成桩试验和1组木桩的对比试验,并利用单桩载荷试验验证了高聚物布袋桩的承载能力。试验结果表明:相同土体中,注浆量越大,成桩后的桩径越大,对应的桩体容重也越大;成桩引起的超静孔隙水压力在同一监测距离下随着深度的增大而增大,在同一监测深度下随着与桩体距离的增大而增大,且其引起的超静孔隙水压力是木桩的2倍,能加速淤泥质软土的排水固结;经高聚物布袋桩加固后,淤泥质软土复合地基承载力最大可提高27%左右,加固效果明显。 展开更多

关键词 地基加固 高聚物布袋桩 模型试验 淤泥质软土 超静孔隙水压力 复合地基承载力

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