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不均匀级配砂土渗蚀过程的细观数值模拟 预览
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作者 张志祥 +1 位作者 曹志刚 严舒豪 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1144-1153,共10页
为了从细观角度研究不均匀级配砂土发生渗蚀的机理,采用离散元(DEM)与计算流体动力学(CFD)耦合模拟的方法,依据Kézdi判别准则,对9组不同颗粒级配的土样渗蚀过程进行数值模拟,分析内部稳定土体与易渗蚀土体在渗蚀过程中细观参数的变... 为了从细观角度研究不均匀级配砂土发生渗蚀的机理,采用离散元(DEM)与计算流体动力学(CFD)耦合模拟的方法,依据Kézdi判别准则,对9组不同颗粒级配的土样渗蚀过程进行数值模拟,分析内部稳定土体与易渗蚀土体在渗蚀过程中细观参数的变化,并探讨初始流速对渗蚀发展过程的影响。研究结果表明:土体的渗蚀过程可以分为起始、发展、过渡、延续4个阶段;土体的颗粒级配直接影响渗蚀的发展,间隙比越大,土体内部越不稳定,容易被侵蚀,当间隙比大于4时,土体渗蚀起始阶段时间短,发展阶段渗蚀速率大,延续阶段渗蚀率仍有稳定增长趋势;在相同间隙比的情况下,细粒质量分数不影响内部稳定土体渗蚀曲线的起始阶段和发展阶段,但细粒越多延续阶段的渗蚀率越大;流体边界条件是重要的外部因素,对于易渗蚀土体,超过临界流速,延续阶段的渗蚀率仍保持增长趋势,而对于内部稳定土体,流速对延续阶段渗蚀率逐渐稳定的趋势无影响。 展开更多
关键词 渗蚀 颗粒级配 间隙比 细粒质量分数 流速
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隐伏溶洞对隧道围岩稳定性的影响研究 预览
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作者 翁振奇 孙宏磊 《科技通报》 2019年第3期209-214,共6页
在山区隧道修建过程中,岩溶是主要的地质灾害之一。当前有关于岩溶隧道工程的论文,主要针对具体工程实例进行具体分体,所得结果的普适性有所限制。本文以千岛湖引水隧道工程为背景,采用Abaqus模拟隧道周围不同位置存在隐伏溶洞时的状况... 在山区隧道修建过程中,岩溶是主要的地质灾害之一。当前有关于岩溶隧道工程的论文,主要针对具体工程实例进行具体分体,所得结果的普适性有所限制。本文以千岛湖引水隧道工程为背景,采用Abaqus模拟隧道周围不同位置存在隐伏溶洞时的状况,得出了隐伏溶洞对隧道位移、应力以及塑性区范围的影响,为岩溶隧道的设计和施工提拱了一定的指导。 展开更多
关键词 岩溶隧道 有限元 数值分析
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多孔介质中晶体的结晶压力分析
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作者 周凤玺 应赛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1158-1163,共6页
孔隙溶液中结晶体产生的结晶压力是多孔材料宏观上形成介质变形、冻胀破坏的重要因素之一。以溶液–晶体的化学势平衡为基础,考虑了溶液中的粒子相互作用,分别对以过饱和比为驱动的盐分结晶体和以温度为驱动的冰结晶体进行了理论分析,... 孔隙溶液中结晶体产生的结晶压力是多孔材料宏观上形成介质变形、冻胀破坏的重要因素之一。以溶液–晶体的化学势平衡为基础,考虑了溶液中的粒子相互作用,分别对以过饱和比为驱动的盐分结晶体和以温度为驱动的冰结晶体进行了理论分析,建立了非理想溶液中晶体对孔壁产生的最大结晶压力模型,并对溶液的冰点温度进行了分析。以NaCl溶液和Na2SO4溶液为例,分别对不同浓度和不同温度下的盐、水结晶压力及冰点温度进行了参数分析。结果表明:对于盐分结晶体,其结晶压力与溶液的过饱和比、溶液活度以及结晶盐的类型密切相关;对于冰晶体,其结晶压力与环境温度以及溶液的活度相关。 展开更多
关键词 孔隙介质 结晶压力 冰点温度 化学势
阳极灌浆溶液对电渗加固软土地基的影响
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作者 刘飞禹 李玲玉 +2 位作者 王军 符洪涛 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期44-52,共9页
为改善土体电渗处理效果,研究了电渗期间在阳极处添加化学试剂对地基加固处理的影响。试验采用自制模型箱,共设置5组试样,电势梯度为0.5 V·cm^-1。通过电渗过程中在土体与阳极电极板脱离处灌入等量氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙和氯... 为改善土体电渗处理效果,研究了电渗期间在阳极处添加化学试剂对地基加固处理的影响。试验采用自制模型箱,共设置5组试样,电势梯度为0.5 V·cm^-1。通过电渗过程中在土体与阳极电极板脱离处灌入等量氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙和氯化钙溶液,进行室内试验研究。试验控制添加的阴离子数量相同,钠溶液浓度为2.0 mol·L^-1,钙溶液浓度为1.0 mol·L^-1。当电渗进行到15 h时,各试验组试样添加50 mL相应溶液。比较分析排水、电流、能耗及处理后抗剪强度、含水率、电导率等参数。试验结果表明:添加化学试剂能明显改善排水效果和土体强度,相比对照组,灌浆处理后抗剪强度提升了27.3%~44.6%,平均含水率降低了10.5%~34.7%;羟基与土体成分反应生成的物质填充孔隙,增大土体密实度和强度,同时会堵塞排水路径等;氯盐综合处理效果较好,但电极腐蚀和平均能耗较大;钙离子较钠离子能更好地改善排水和导电效果;在4种化学试剂中,氯化钙处理效果最佳。 展开更多
关键词 道路工程 电渗 地基处理 阳极灌浆 电化学反应 碱溶液
地表交通荷载引起邻近浅埋隧道振动评价研究
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作者 曹志刚 唐浩 +3 位作者 宗浩 章李刚 刘燕平 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1696-1706,共11页
为研究地表交通荷载引起邻近浅埋隧道振动问题,建立地表移动荷载下三维弹性半空间中隧道振动分析模型。隧道衬砌模拟为中空圆柱体,隧道周围土体模拟为含有圆柱形空腔的黏弹性半空间。地表车辆荷载简化为4个均布矩形荷载,矩形荷载可以分... 为研究地表交通荷载引起邻近浅埋隧道振动问题,建立地表移动荷载下三维弹性半空间中隧道振动分析模型。隧道衬砌模拟为中空圆柱体,隧道周围土体模拟为含有圆柱形空腔的黏弹性半空间。地表车辆荷载简化为4个均布矩形荷载,矩形荷载可以分解为关于隧道轴线正对称和反对称2种荷载分量。含有圆柱形孔洞的地基中位移场分解为下行平面波引起的位移场和外行圆柱波引起的位移场,通过波场转换可对地表和衬砌–土体接触处的边界条件进行描述,在频域中获得控制方程基本解,然后利用快速Fourier变换获得时域结果求得。地表车辆荷载下邻近隧道的振动响应可由正对称和反对称荷载工况下的结果叠加得到。计算结果表明:隧道两侧车辆荷载在隧道处引起径向动应力最大值分布在以竖向为中心的-45°~45°范围;增加隧道埋深或车辆距隧道的水平距离,可显著减小隧道的振动速度响应和应力响应;一定隧道埋深下,车辆荷载与浅埋隧道的水平距离达到最小安全距离时隧道振动可以满足相关振动规范的要求,且该安全距离跟车辆速度在研究范围内呈线性关系。 展开更多
关键词 隧道工程 地表交通荷载 浅埋隧道 振动评价
考虑渗流效应的冲流带泥沙起动机理研究 预览
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作者 曹志刚 王逸伦 +2 位作者 国振 刘海江 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期568-580,共13页
为揭示内部渗流对海岸冲流带泥沙起动的影响,系统地开展了斜坡海床冲流特性与泥沙起动机理研究。通过室内水槽开展了孤立波在可渗透和不可渗透斜坡海床上的冲流试验,测试了冲流过程中波高、波速等变化规律;建立了渗透海床冲流数值模型... 为揭示内部渗流对海岸冲流带泥沙起动的影响,系统地开展了斜坡海床冲流特性与泥沙起动机理研究。通过室内水槽开展了孤立波在可渗透和不可渗透斜坡海床上的冲流试验,测试了冲流过程中波高、波速等变化规律;建立了渗透海床冲流数值模型并通过试验结果进行验证;深入分析了床面渗流对其波浪流场动态特征以及床面泥沙起动的影响机理。研究表明,床面渗流作用加剧波浪的不对称性,在波浪上冲过程中因床面强入渗作用而增大了床面切应力;回流过程因入渗所造成流量损失而导致床面切应力减小。床面渗流引起床面颗粒有效重度和切应力变化而导致泥沙希尔兹数大大增加,加剧了泥沙起动现象,且床面切应力改变是引起泥沙希尔兹数变化的主要因素。 展开更多
关键词 冲流带 渗流作用 泥沙起动 水槽试验
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砂土颗粒级配对格栅-土界面静、动力直剪特性的影响
7
作者 王军 施静 +1 位作者 刘飞禹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期109-117,共9页
为了研究不同颗粒级配砂土与格栅界面的剪切特性,采用3种不同颗粒级配的砂土与土工格栅进行了一系列大型室内单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验,并且通过对比单调直剪以及循环后单调直剪下界面剪切特性的变化,研究了循环... 为了研究不同颗粒级配砂土与格栅界面的剪切特性,采用3种不同颗粒级配的砂土与土工格栅进行了一系列大型室内单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验,并且通过对比单调直剪以及循环后单调直剪下界面剪切特性的变化,研究了循环剪切应力历史对界面抗剪强度的影响。结果表明:单调直剪试验中,3种界面均发生峰值后剪切软化现象,且高应力下软化现象更明显;3种界面在循环直剪试验中均呈现剪切硬化特点,同一循环次数下颗粒级配良好砂土与格栅界面剪切强度最大;经历过循环剪切后,3种界面的峰值黏聚力与残余黏聚力均减小,而峰值摩擦角与残余摩擦角增大;遭受循环剪切后,3种颗粒级配砂土与格栅界面抗剪强度都得到了提高。 展开更多
关键词 筋土界面 颗粒级配 单调直剪 循环直剪
考虑水平摩阻的Pasternak路基基层及路面变形分析
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作者 刘飞禹 吴杰杰 +2 位作者 陈江 徐长节 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期38-46,56共10页
为了分析实际工程中路面结构在各类情况下的变形特性,采用Timoshenko梁模型模拟路面及基层特性,Pasternak地基模型模拟路基特性,考虑路面基层间的水平摩阻、路面和基层梁单元的形心轴向位移、基层材料与路基土的非线性应力-应变关系,根... 为了分析实际工程中路面结构在各类情况下的变形特性,采用Timoshenko梁模型模拟路面及基层特性,Pasternak地基模型模拟路基特性,考虑路面基层间的水平摩阻、路面和基层梁单元的形心轴向位移、基层材料与路基土的非线性应力-应变关系,根据弹性体的虚功原理列出虚功方程,离散后得到单元切向刚度矩阵,运用有限元方法进行组装并采用迭代法进行求解,得到路面结构在不同参数作用下的变形结果。分析基层厚度,模拟水平制动荷载、水平摩阻系数及其他参数对路面结构变形的影响。计算结果表明:如果不考虑基层作用和水平摩阻,采用线性Winkler地基模型计算所得结果与已有文献的计算结果非常接近,验证了该模型与计算方法的正确性;加厚基层厚度能抑制路面沉降及弯曲变形,路面与基层间的摩阻能减小路面沉降,两者都会增大形心轴向位移,水平摩阻的影响不能忽略;模拟水平制动荷载会引起路面微小的转动并从而引起路面结构的变形;增大地基极限承载力能减小路面沉降,一定程度上能抑制路面的弯曲及轴向变形,但效果不显著;增大基层中的剪切作用能有效减小路面沉降及弯曲变形,基层中最终剪应力的大小对路面形心轴向位移的影响尤为明显。 展开更多
关键词 道路工程 路面变形 有限元法 TIMOSHENKO梁 水平摩阻
不平顺路面对交通荷载引起的地基振动影响 预览
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作者 陈瑶 +1 位作者 曹志刚 王海江 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1031-1039,共9页
为研究不平顺路面对交通荷载引起的成层地基振动的影响,建立交通荷载-不平顺路面-双层地基耦合模型,分别采用单相弹性介质理论与Biot饱和两相介质理论模拟地基上、下层土体,采用Kirchhoff薄板理论模拟路面系统,采用正弦曲线模拟不平顺路... 为研究不平顺路面对交通荷载引起的成层地基振动的影响,建立交通荷载-不平顺路面-双层地基耦合模型,分别采用单相弹性介质理论与Biot饱和两相介质理论模拟地基上、下层土体,采用Kirchhoff薄板理论模拟路面系统,采用正弦曲线模拟不平顺路面;通过线性Hertzian接触模型得到不平顺路面引发的车轮-路面动力荷载.采用Fourier变换求解系统控制方程,通过快速Fourier逆变换(IFFT)求得时域结果.数值研究结果表明,不平顺路面引发的车轮-路面动力荷载对成层地基振动响应的影响不容忽视.当上层土体模量较小时,动力荷载引起的地表加速度大于轴重荷载引起的加速度,是引起地表振动响应的主要因素;随着上层土体模量增大,动力荷载引起的振动相对减小,但仍不可忽略.此外,动力荷载是引起下卧饱和土地基超静孔压响应的主要因素. 展开更多
关键词 成层地基 不平顺路面 交通荷载 地基振动 Biot波动理论
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三明治形加筋土筋-土界面动力剪切特性 被引量:1
10
作者 刘飞禹 施静 +1 位作者 王军 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第6期1991-1998,共8页
三明治形加筋土是一种在黏土中加入加筋砂层形成的混合填料形式的新型加筋土。为了研究不同条件下三明治形加筋土筋-土界面的动力剪切特性,采用大型直剪仪对三明治形加筋土进行了一系列循环剪切试验,研究了不同薄砂层厚度、循环剪切幅... 三明治形加筋土是一种在黏土中加入加筋砂层形成的混合填料形式的新型加筋土。为了研究不同条件下三明治形加筋土筋-土界面的动力剪切特性,采用大型直剪仪对三明治形加筋土进行了一系列循环剪切试验,研究了不同薄砂层厚度、循环剪切幅值和竖向应力对界面剪切特性的影响。试验结果表明:筋-土界面的剪应力峰值随着循环次数的增加而增加,循环周次为10时,薄砂层厚度为5、6、7、8、9 mm的条件下,筋-土界面的剪应力峰值分别为24.84、27.4、27.94、26.33、24.68 kPa,表明薄砂层厚度为7 mm时,筋-土界面在循环剪切阶段的峰值剪应力最大;剪切幅值越大,界面循环剪切的最终剪缩量越大,同一循环次数对应的剪切刚度和阻尼比越小;在不同竖向应力下,界面在循环剪切过程中都发生了循环剪切硬化现象,循环周次为10时,竖向应力为30、60、90 kPa的条件下,筋-土界面的剪应力峰值分别为20.4、25.14、32.96 kPa,表明剪应力峰值随竖向应力的增大而增大,同一循环次数对应的剪切刚度也随竖向应力的增大而增大。 展开更多
关键词 加筋土 循环剪切 剪切刚度 阻尼比
非饱和公路路基填料长期动力特性试验研究
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作者 陈靖宇 +2 位作者 曹志刚 李富有 谷川 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期2406-2414,共9页
为研究非饱和路基粗粒填料长期动力特性,对GDS大型三轴试验系统进行非饱和测试模块升级,并选取浙江省某路基采石场碎石填料进行试验研究。掺入质量比3%的高岭土来模拟受细粒污染的路基填料层,基质吸力通过轴平移法进行控制。对凝灰岩碎... 为研究非饱和路基粗粒填料长期动力特性,对GDS大型三轴试验系统进行非饱和测试模块升级,并选取浙江省某路基采石场碎石填料进行试验研究。掺入质量比3%的高岭土来模拟受细粒污染的路基填料层,基质吸力通过轴平移法进行控制。对凝灰岩碎石混合料在2种循环偏应力幅值和4种初始基质吸力下进行大次数循环加载试验,分析非饱和路基中初始基质吸力对凝灰岩碎石填料轴向累积变形和回弹模量的影响。试验发现,凝灰岩碎石混合料试样在持水试验中存在滞回现象,同一基质吸力试样在干化路径下对应的含水率明显大于湿化路径。在循环荷载作用下,非饱和路基填料的回弹模量随初始基质吸力的增加而增大,且在较小基质吸力(0~30 k Pa)范围时,基质吸力对回弹模量影响较大,而在较大基质吸力(30~90 k Pa)范围时,基质吸力增加对回弹模量影响减弱。非饱和路基填料的累积轴向变形随基质吸力的增加而减小,其减小速率也随基质吸力的增大而降低;轴向累积变形与基质吸力非线性相关,而与含水率线性相关。 展开更多
关键词 土力学 非饱和大型三轴试验 凝灰岩碎石混合料 基质吸力 交通荷载 长期动力特性
地表移动荷载对既有地下隧洞动力影响解析研究
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作者 曹志刚 孙思 +1 位作者 宗浩 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期2266-2273,共8页
为获得地表移动荷载对地下隧洞的动力影响,首次给出了地表移动荷载作用下半空间隧洞动力响应解析解。地表移动荷载采用移动简谐荷载模拟,含隧洞半空间地基通过各向同性弹性介质模拟。基于弹性地基控制方程在直角坐标系和柱坐标系下基本... 为获得地表移动荷载对地下隧洞的动力影响,首次给出了地表移动荷载作用下半空间隧洞动力响应解析解。地表移动荷载采用移动简谐荷载模拟,含隧洞半空间地基通过各向同性弹性介质模拟。基于弹性地基控制方程在直角坐标系和柱坐标系下基本解及平面与柱面波函数波形转换,结合地基表面和隧洞柱面施加边界条件,在频域中求得移动荷载下半空间弹性地基与隧洞解析解答,并结合快速Fourier逆变换求得隧洞时域动力响应。利用本解析模型,可计算获得地面移动荷载引起的地下隧洞振动影响,通过与已有研究对比,对本模型正确性进行验证。计算分析了不同荷载移动速度与隧洞埋深下,隧洞表面位移、加速度和地基中动应力响应。研究表明,随着荷载移动速度增加,隧道拱顶地基中动应力与振动加速度均显著增加。地基中动应力随隧道埋深增加迅速衰减,隧洞加速度随埋深衰减相对较慢,但当隧洞埋深超过某一临界深度时,隧洞振动可低于我国规范规定限值。在低速范围,隧洞临界深度随荷载速度线性增加,但当荷载速度超过一定值,隧洞临界深度随着荷载速度呈指数型增长。 展开更多
关键词 地表荷载 地下隧洞 波形转换 环境振动评估 解析研究
粒孔比对筋土界面直剪特性的影响
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作者 王军 胡惠丽 +1 位作者 刘飞禹 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第S2期115-122,共8页
为研究填料平均粒径与土工格栅网孔尺寸的比值对格栅-粗粒土界面抗剪特性的影响,试验所用粗粒土的粒径范围分为4种,采用一种方形网孔的土工格栅作为加筋材料,在竖向应力分别为30、60、90 kPa、剪切速率分别为0.25、1、2、5 mm/min、密... 为研究填料平均粒径与土工格栅网孔尺寸的比值对格栅-粗粒土界面抗剪特性的影响,试验所用粗粒土的粒径范围分为4种,采用一种方形网孔的土工格栅作为加筋材料,在竖向应力分别为30、60、90 kPa、剪切速率分别为0.25、1、2、5 mm/min、密实度分别为22%、55%、75%的条件下,使用室内大型直剪仪进行了一系列的单调直剪试验。试验结果表明,填料平均粒径与格栅网孔尺寸的比值越大,筋土界面的峰值剪应力和残余剪应力越大。当填料平均粒径与格栅网孔尺寸的比值从0.04增大到0.20时,峰值剪应力的似黏聚力从13.79 kPa增大到64.23 kPa,残余剪应力的似黏聚力从16.11 kPa增大到51.56 kPa,密实度为22%时土样在剪切过程中一直处于剪缩状态,密实度分别为55%、75%时两种土样在整体上均呈现明显的剪胀现象;剪切速率对筋土界面单调直剪特性的影响较小。 展开更多
关键词 颗粒粒径 剪胀性 合理网孔尺寸 剪切速率 密实度
近接溶洞位置对隧道的稳定性影响数值分析 预览
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作者 方宇超 孙宏磊 《科技通报》 2018年第2期216-219,226共5页
以千岛湖引水工程为背景,利用有限元软件Abaqus建立了隧道和近接溶洞处于不同位置关系的多个模型,通过对比隧道各处的应力、位移等力学参数来分析在各种情况下溶洞对隧道造成的影响。结果表明,隧道拱腰和溶洞空腔接触段所受应力较大,且... 以千岛湖引水工程为背景,利用有限元软件Abaqus建立了隧道和近接溶洞处于不同位置关系的多个模型,通过对比隧道各处的应力、位移等力学参数来分析在各种情况下溶洞对隧道造成的影响。结果表明,隧道拱腰和溶洞空腔接触段所受应力较大,且随着接触段长度的增加,应力集中的现象趋于明显,需要分别采取一定的加固措施。 展开更多
关键词 数值分析 ABAQUS 近接溶洞
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地铁列车荷载作用下饱和土中圆形衬砌隧道和轨道系统动力响应分析 被引量:2
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作者 宗浩 +2 位作者 徐芫蕾 曹志刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1003-1014,共12页
为研究地铁列车运行引起的轨道系统及饱和土体动力响应问题,采用解析法建立了饱和土全空间中圆形衬砌隧道和轨道结构耦合分析模型,用一系列符合列车几何尺寸的移动常荷载或移动简谐荷载模拟地铁列车,用无限长圆柱壳模拟衬砌,用Biot饱和... 为研究地铁列车运行引起的轨道系统及饱和土体动力响应问题,采用解析法建立了饱和土全空间中圆形衬砌隧道和轨道结构耦合分析模型,用一系列符合列车几何尺寸的移动常荷载或移动简谐荷载模拟地铁列车,用无限长圆柱壳模拟衬砌,用Biot饱和多孔介质理论模拟土体,用Euler梁理论模拟钢轨、浮置板并组成两层叠合梁单元,结合轨道与衬砌仰拱处的力和位移连续条件,实现浮置板轨道结构与衬砌及周围饱和土体的耦合。通过算例对比了饱和土体模型和弹性土体模型动力响应的差异,分析了饱和土渗透系数、荷载移动速度和自振频率对轨道结构位移、饱和土体位移及孔压的影响。结果表明:当土体渗透性较差时,饱和土位移响应与相应的弹性土位移响应区别明显,土体模型对轨道结构响应影响较小;随着渗透系数的降低,饱和土体孔压增大;荷载移动速度和自振频率对轨道结构和土体动力响应影响显著。 展开更多
关键词 饱和土 衬砌结构 浮置板轨道 动力响应 移动荷载
扭剪荷载作用下饱和南京砂不排水特性试验研究
16
作者 孙奇 董全杨 +1 位作者 王军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期41-48,共8页
通过空心圆柱扭剪仪对不同相对密实度的饱和南京砂分别进行了单调扭剪不排水、排水试验以及循环扭剪不排水试验。试验结果表明:在单调扭剪试验中,试样相转换线的位置与排水条件无关,但相对密实度较大试样的相转换线斜率小于相对密实... 通过空心圆柱扭剪仪对不同相对密实度的饱和南京砂分别进行了单调扭剪不排水、排水试验以及循环扭剪不排水试验。试验结果表明:在单调扭剪试验中,试样相转换线的位置与排水条件无关,但相对密实度较大试样的相转换线斜率小于相对密实度较小的试样。在循环扭剪不排水试验中,对于相对密实度较小的试样,当其有效应力路径接近单调扭剪荷载作用下具有相同初始条件试样的相转换线时,孔压急剧增加,扭剪应变迅速增大,试样出现不稳定现象,随后发生初始液化;对于相对密实度较大的试样,当其有效应力路径接近单调扭剪荷载作用下试样的相转换线时,试样出现循环活动现象,随着循环扭剪荷载的继续施加,有效应力路径表现为以破坏线为边界且呈“蝴蝶”形状的一系列重叠的回滞环,此时孔压在某一常值上下波动,累积孔压不再增加。具有相同初始条件的试样在循环和单调扭剪荷载作用下得到的相转换线几乎相同,这一规律不受相对密实度的影响。 展开更多
关键词 单调扭剪 循环扭剪 饱和砂土 液化
主应力轴变化下非共轴对砂土剪胀特性影响 被引量:1
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作者 熊焕 郭林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期133-140,共8页
传统塑性剪胀模型在描述应力比和塑性应变增量关系时都是基于共轴塑性流动法则,从而认为土体的剪胀性仅与应力比有关。大量试验结果表明,在涉及主应力轴变化的复杂应力条件下塑性流动过程中应力一应变是非共轴的,因而在分析砂土剪胀... 传统塑性剪胀模型在描述应力比和塑性应变增量关系时都是基于共轴塑性流动法则,从而认为土体的剪胀性仅与应力比有关。大量试验结果表明,在涉及主应力轴变化的复杂应力条件下塑性流动过程中应力一应变是非共轴的,因而在分析砂土剪胀特性时非共轴是不可忽视的因素。为了研究主应力轴变化的复杂应力条件下非共轴对砂土剪胀特性的影响,利用空心圆柱仪对饱和砂土进行了一系列定轴剪切试验、纯主应力轴旋转试验以及组合加载试验。试验结果表明,不同应力路径下应力一应变非共轴都会引起剪胀曲线偏离Rowe直线,通过Gutiereez提出的考虑非共轴因子的修正剪胀方程可以修正非共轴引起的偏差,从而使得Rowe剪胀方程适用于涉及主应力轴旋转等更加复杂的加载条件。 展开更多
关键词 剪胀性 非共轴 主应力轴变化 应力比
颗粒粒径对格栅-土界面静、动力直剪特性的影响 被引量:6
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作者 刘飞禹 王攀 +1 位作者 王军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期150-156,共7页
为研究颗粒粒径对格栅-粗粒土界面单调直剪和循环剪切特性的影响,利用大型直剪仪进行了一系列室内大型单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验,并将单调直剪试验与循环后单调直剪试验的结果进行了对比分析,研究了循环剪切... 为研究颗粒粒径对格栅-粗粒土界面单调直剪和循环剪切特性的影响,利用大型直剪仪进行了一系列室内大型单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验,并将单调直剪试验与循环后单调直剪试验的结果进行了对比分析,研究了循环剪切应力历史对界面直剪强度特性的影响。结果表明:单调直剪试验中,随着粗粒土粒径的增加,界面似黏聚力和内摩擦角增加:循环剪切中界面抗剪强度发生硬化,同一循环位移幅值下颗粒粒径越小,界面在循环剪切过程中的硬化速度越快;遭受循环剪切后界面残余应力比降低,峰值似黏聚力显著增长。 展开更多
关键词 筋-土界面 颗粒粒径 循环剪切 应力历史
不同频率循环荷载下公路路基粗粒填料长期动力特性试验研究 被引量:9
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作者 赵莉 +1 位作者 曹志刚 谷川 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期1238-1246,共9页
交通荷载作用频率随着车辆运行速度等因素变化而变化,目前对不同频率荷载下路基长期性能还缺乏一致性认识。为揭示不同频率荷载下路基粗粒土填料长期动力特性,利用GDS大型三轴试验系统对路基填料进行饱和排水循环荷载试验,分析不同应力... 交通荷载作用频率随着车辆运行速度等因素变化而变化,目前对不同频率荷载下路基长期性能还缺乏一致性认识。为揭示不同频率荷载下路基粗粒土填料长期动力特性,利用GDS大型三轴试验系统对路基填料进行饱和排水循环荷载试验,分析不同应力路径下荷载频率对路基粗粒填料长期动力特性影响规律。试验结果表明,荷载频率增加使路基填料在密实阶段产生更大累积体缩应变而更密实,进而路基动力回弹模量随荷载频率增加显著增加。路基填料轴向累积变形在不同频率循环荷载下也呈现不同发展规律,路基填料密实阶段轴向累积变形在高循环应力比(ζ=3,5)下随荷载频率增加显著增大,但在低循环应力比(ζ=1)下,荷载频率对轴向累积变形影响较小;当填料进入变形稳定阶段,荷载频率对轴向累积变形基本无影响。该研究揭示了路基填料层在不同频率荷载下长期动力特性,发现降低路基中循环应力比,可大大减小荷载频率对路基长期动力特性影响,本研究可为准确预测和控制道路工后沉降提供参考。 展开更多
关键词 土力学 粗粒土 荷载频率 大三轴试验 回弹模量 累积应变
交通荷载应力路径下K_0固结软黏土变形特性试验研究
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作者 伍婷玉 郭林 +1 位作者 王军 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期859-867,共9页
交通荷载作用下,软黏土路基土单元体上所受主应力的大小和方向是同时变化的,即在剪应力幅值改变的同时主应力轴连续旋转。针对该问题,利用GDS空心圆柱系统对K_0固结天然温州软黏土进行不排水大数目(10000次)循环扭剪试验,分析了K_0固... 交通荷载作用下,软黏土路基土单元体上所受主应力的大小和方向是同时变化的,即在剪应力幅值改变的同时主应力轴连续旋转。针对该问题,利用GDS空心圆柱系统对K_0固结天然温州软黏土进行不排水大数目(10000次)循环扭剪试验,分析了K_0固结软黏土在考虑主应力轴旋转时不同动应力水平下的应变特性。试验结果表明:主应力轴旋转的存在将使土体内产生更高的孔压,并在轴向上产生额外变形,且随着扭剪应力的等幅增加,竖向应变和孔压的增加量将越来越大。考虑主应力轴旋转时不同动应力水平下K_0固结软黏土的变形发展模式有所不同,可由安定理论进行解释。确定了考虑主应力轴旋转下K_0固结温州软黏土的临界动应力水平——即门槛循环应力比、容许循环应力比和临界循环应力比的范围。提出可将容许循环应力比作为道路工程沉降控制的准则。与三轴试验结果相比,考虑主应力轴旋转时,道路设计中对动应力的控制应更为严格。 展开更多
关键词 软黏土 K_0固结 变形特性 主应力轴旋转 安定理论
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