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透明砂土可视透明度及物理力学特性研究 预览
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作者 雷华 翟塞北 +2 位作者 刘英男 屠慈科 刘敏 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第A01期35-40,共6页
传统土体变形测量一般限定于土体的宏观变形及边界区域,透明砂土为土体流动、变形和应变的可视化观测提供了可能.通过分析人工合成透明砂土的核心思想、所用材料和配置方法,选用熔融石英砂作为固体颗粒与15#白油和正十二烷的混合液体作... 传统土体变形测量一般限定于土体的宏观变形及边界区域,透明砂土为土体流动、变形和应变的可视化观测提供了可能.通过分析人工合成透明砂土的核心思想、所用材料和配置方法,选用熔融石英砂作为固体颗粒与15#白油和正十二烷的混合液体作为孔隙液体制配透明砂土以模拟天然砂土,研究了孔隙液体配合比例和熔融石英砂粒径对透明度的影响,对透明砂土和天津地区河砂进行了筛分试验、压缩试验、直剪试验等物理力学特性试验并对基本物理力学参数进行对比分析.研究表明:15#白油和正十二烷的体积比为 10∶3 时为孔隙液体的最佳配合比例,粒径为 0.1~1.3 mm 为最适合透明砂土模型试验的粒径尺寸,固体颗粒和孔隙液体的匹配折射率为 1.455 2.通过压缩试验得出透明砂土比天津地区河砂的压缩性要高,两者的压缩指标较为接近;通过直剪试验得出两者在较低法向应力条件下的剪应力-剪切位移曲线相近,较高法向应力条件下剪应力-剪切位移曲线出现较大差异,透明砂土的内摩擦角为 38.6°,天津地区河砂的内摩擦角为 35.7°,黏聚力均可忽略不计.对比分析表明人工合成透明砂土在土体强度及变形方面能够表征天然砂土,验证了透明砂土应用于模型试验的可行性. 展开更多
关键词 透明砂土 透明度 石英砂粒径 孔隙液体配比 压缩特性 强度特性
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有明黏土各向异性固结特性的试验研究
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作者 加瑞 雷华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2231-2238,共8页
由于大多数黏土矿物是片状的,在沉积和随后的固结过程中黏土颗粒和组构单元趋向水平定向排列,使天然沉积黏土呈现各向异性的固结特性。通过垂直切和水平切试样的恒应变速率固结试验研究了日本有明黏土的各向异性固结特性。试验结果表明... 由于大多数黏土矿物是片状的,在沉积和随后的固结过程中黏土颗粒和组构单元趋向水平定向排列,使天然沉积黏土呈现各向异性的固结特性。通过垂直切和水平切试样的恒应变速率固结试验研究了日本有明黏土的各向异性固结特性。试验结果表明,水平切试样的先期固结压力pch与垂直切试样的先期固结压力pcv的比值在0.5~1.0之间,主要是因为天然沉积黏土各向异性的屈服轨迹以及垂直切和水平切试样所经历的应力路径不同;在正常固结阶段,水平切试样的固结系数ch与垂直切试样的固结系数cv之比约为1.43,水平切试样的渗透系数kh与垂直切试样的渗透系数kv之比约为1.40,水平切试样的体积压缩系数mh与垂直切试样的体积压缩系数mv基本相等。因此,有明黏土固结系数的各向异性主要是因为渗透系数的各向异性,而渗透系数的各向异性本质上是因为其微观结构的各向异性。 展开更多
关键词 各向异性 固结特性 黏土 恒应变速率
吹填场区双层软黏土地基承载特性及破坏模式
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作者 雷华 刘广学 周骏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期260-268,共9页
针对天津滨海地区围海造陆工程所形成的上软、下硬双层软黏土地基,利用室内载荷试验和数值模拟开展了双层软黏土地基的承载特性及破坏模式研究。研究表明:由于下层沉积土的补强效应,双层软黏土地基的P-S曲线会出现明显的凹凸转折点,其... 针对天津滨海地区围海造陆工程所形成的上软、下硬双层软黏土地基,利用室内载荷试验和数值模拟开展了双层软黏土地基的承载特性及破坏模式研究。研究表明:由于下层沉积土的补强效应,双层软黏土地基的P-S曲线会出现明显的凹凸转折点,其出现的位置与宽厚比密切相关,宽厚比越小,转折点出现的时间越靠后,下层沉积土的补强效果越不明显。数值结果表明:双层软黏土地基破坏模式随着上覆土厚度的变化相差不大,均为整体剪切破坏。随着载荷板宽度的增加,双层软黏土地基以冲剪破坏模式过渡为局部剪切破坏,当载荷板宽度大于3.0 m时,表现为整体剪切破坏。 展开更多
关键词 双层软黏土地基 模型试验 承载特性 破坏模式
增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析
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作者 雷华 胡垚 +2 位作者 雷尚华 祁子洋 许英刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期32-40,共9页
先进行常规真空预压法(CVP)和增压式真空预压法(AVP)两组模型试验,分别对吹填超软土进行加固处理,对比分析其加固效果。再利用电镜扫描试验(SEM)和压汞试验(MIP)分别对两种方式加固后的吹填超软土进行微观结构测试,分析在两种加固方式... 先进行常规真空预压法(CVP)和增压式真空预压法(AVP)两组模型试验,分别对吹填超软土进行加固处理,对比分析其加固效果。再利用电镜扫描试验(SEM)和压汞试验(MIP)分别对两种方式加固后的吹填超软土进行微观结构测试,分析在两种加固方式下吹填超软土微观结构特征的变化,并通过Image-Pro Plus图像处理技术进行定量分析,模型试验结果分析表明增压式真空预压的加固效果优于常规真空预压,从土体骨架颗粒形态、骨架颗粒接触形式和骨架颗粒间孔隙3个角度说明了增压式与常规真空预压加固后土体的微观结构特征变化,微观结构定量分析表明,与常规真空预压相比,增压式真空预压加固后土体的孔隙数量、扁平度K、形状系数ff更大;土体的孔隙率、分形维数D更小;定向概率熵Hm没有明显的变化规律;孔径分布增量的峰值位置在左侧,说明增压式真空预压加固后土体的小孔隙数量更多。从微观角度证明了增压式真空预压法的加固效果优于常规真空预压法。 展开更多
关键词 增压式真空预压 吹填超软土 模型试验 微观结构 定量分析 电镜扫描试验(SEM) 压汞试验(MIP)
水上基坑开挖对自身围护结构及临近桥桩的影响规律与改进措施研究
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作者 雷华 彭志文 +3 位作者 冯双喜 加瑞 韩均 靳海彦 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期143-150,共8页
邻近线路深厚淤泥水上基坑项目在我国沿海城市地区日益增多,为确保基坑自身稳定性以及周围建(构)筑物正常使用,急需对围护结构变形及临近桥桩受力特性进行系统研究。文章结合某拟建大桥项目,根据不同水位差和不同开挖间距确定13种模拟工... 邻近线路深厚淤泥水上基坑项目在我国沿海城市地区日益增多,为确保基坑自身稳定性以及周围建(构)筑物正常使用,急需对围护结构变形及临近桥桩受力特性进行系统研究。文章结合某拟建大桥项目,根据不同水位差和不同开挖间距确定13种模拟工况,系统研究不同工况下基坑开挖对围护结构和临近桥桩的影响规律,重点分析围护结构侧向变形、临近桥桩弯矩和侧向变形。研究表明:随着水位升高围护结构侧向变形逐渐增大,最大侧向变形量达到91.2mm;随着水位差的增加,临近桥桩桩体最大弯矩和侧向变形均逐渐增大,但弯矩增大幅度呈逐渐减小的趋势;此外,随着开挖间距的增大,桥桩桩体的最大弯矩和最大侧向变形均逐渐减小,桩体最大正弯矩出现位置在标高?19.5m处。文章结合最危险工况,优化施工方法,对比分析加支撑、加刚度和加支撑及加刚度3种加固方案,提出优先考虑加支撑及加刚度措施来加固深厚淤泥水上基坑开挖施工,研究成果以期可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 基坑研究 不同水位 不同间距 数值模拟 安全改进措施
温度对CPTU在海底泥中测试结果的影响及修正方法 预览
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作者 加瑞 雷华 冯双喜 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第11期1194-1200,共7页
温度改变会影响孔压静力触探(CPTU)的测量结果.利用CPTU调查了海底泥的特性,由于海底泥的锥尖阻力(qc)和侧壁摩阻力(fs)较小而且调查时海底泥和海水中的温差较大,fs大多数是负值且随深度逐渐减小.据此提出了在没有安装温度传感器的情况... 温度改变会影响孔压静力触探(CPTU)的测量结果.利用CPTU调查了海底泥的特性,由于海底泥的锥尖阻力(qc)和侧壁摩阻力(fs)较小而且调查时海底泥和海水中的温差较大,fs大多数是负值且随深度逐渐减小.据此提出了在没有安装温度传感器的情况下考虑温度对CPTU在海底泥中测试结果影响的修正方法:首先通过室内温度校正试验获得qc和fs的温度校正系数;然后假设浅层海底泥的fs随深度线性增加,根据相关测量结果或经验估计“实际”的fs剖面;再根据测量和“实际”的fs剖面的区别估计地基中的温度剖面;最后根据温度剖面和温度校正系数对CPTU的测量结果进行温度修正.对本文CPTU测试数据的温度修正结果表明,如果不考虑温度的影响,CPTU在海底泥中的fs会被低估,其值会随深度减小甚至变为负值;在约3.5m深度处,海底泥的qt(考虑孔压修正的锥尖阻力)可能会被高估50%以上;海底泥的不排水抗剪强度(su)将会被高估,温度修正后CPTU所得su更接近于室内试验所得的su.在本文所建议的修正方法中,唯一不确定的参数是正常固结海底沉积物的fs随深度的增加率(α).本文通过反分析得出的α=0.2kPa/m,黏土矿物类型和沉积环境等因素可能会影响α的大小.实际中应该根据相关的测量数据确定α的大小,如果没有相关的测量数据,可以采用本文建议的α值. 展开更多
关键词 孔压静力触探(CPTU) 海底泥 温度修正方法 地基温度
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透明黏土可视度及物理力学特性研究
7
作者 雷华 刘英男 +2 位作者 翟塞北 屠慈科 刘敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A02期53-56,共4页
透明土是用于岩土工程模型试验可视化研究的一种重要材料,明确其可视度控制因素与物理力学特性具有重要的意义。采用#15白油与正十二烷作为孔隙液体,无定形硅粉作为固相材料,通过对比不同的孔隙液体配比和掺入硅粉的质量比,发现可视度... 透明土是用于岩土工程模型试验可视化研究的一种重要材料,明确其可视度控制因素与物理力学特性具有重要的意义。采用#15白油与正十二烷作为孔隙液体,无定形硅粉作为固相材料,通过对比不同的孔隙液体配比和掺入硅粉的质量比,发现可视度达到最佳时的配比为15号白油∶正十二烷=10∶3(体积比),孔隙液体∶无定形硅粉=1.5∶1(质量比)。针对最佳可视度的透明黏土进行了变形与强度特性试验,试验结果表明透明黏土属于高压缩性土,并且与天津滨海软黏土的压缩变形特征相近,二者压缩系数和压缩模量相差在10%以内;固结快剪试验表明当透明黏土的当应力水平较低(不大于200 kPa)时,透明黏土的抗剪强度指标可以取c≈11 kPa,φ=14°~18°,当应力水平较高(大于200 kPa)时,可以取c=20.28~22.62 kPa,φ≈17°。 展开更多
关键词 透明黏土 可视度 孔隙液体配比 压缩特性 强度特性 超固结比
基坑开挖对既有临近滩涂铁路路基影响规律及安全措施研究 预览
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作者 雷华 冯双喜 +3 位作者 万勇峰 加瑞 韩均 靳海彦 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第9期969-978,共10页
既有滩涂铁路路基因基坑开挖卸荷产生过大沉降差,对铁路正常使用和安全运营产生影响,对变形控制提出了更高要求.针对临近既有滩涂铁路的基坑工程,结合工程地质条件和施工要求,利用有限元方法对既有临近滩涂铁路路基影响规律及安全措施... 既有滩涂铁路路基因基坑开挖卸荷产生过大沉降差,对铁路正常使用和安全运营产生影响,对变形控制提出了更高要求.针对临近既有滩涂铁路的基坑工程,结合工程地质条件和施工要求,利用有限元方法对既有临近滩涂铁路路基影响规律及安全措施开展系统研究.针对滩涂铁路路基的影响规律,分析了不同基坑开挖深度、不同既有铁路路基至基坑距离等因素对路基的沉降差、坡脚水平位移和围护结构水平位移的演化规律影响.结合工程需求,针对危险的铁路路基工况,提出了围护结构的刚度、打设隔墙和增加支撑个数3种安全优化措施,确定了最优施工方案.研究表明:基坑开挖深度越深和基坑距离路基越近,铁路路基施工风险越高,临近滩涂铁路路基施工安全控制距离应大于5.0 m;此外,针对危险的铁路路基施工工况,进行优化方案对比分析.单纯增加围护结构的刚度,无法保证安全施工;打设隔墙使得围护结构承受的土压力减小,具有良好的加固效果;增加支撑使围护结构的水平位移最小,加固效果最佳. 展开更多
关键词 基坑开挖 滩涂区 路基 影响规律 安全措施
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快速地铁列车荷载下软土地基沉降数值模拟研究
9
作者 雷华 张磊 +2 位作者 许英刚 梁建文 巴振宁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期45-48,共4页
地铁列车荷载作用下软土地基会产生沉降,如工后沉降和不均匀沉降等,影响其使用性能和使用寿命。为研究不同速度地铁列车荷载作用下软土地基的沉降特性,采用有限元软件ABAQUS建立三维动力有限元模型,对比分析了常规时速(80 km/h)和较快时... 地铁列车荷载作用下软土地基会产生沉降,如工后沉降和不均匀沉降等,影响其使用性能和使用寿命。为研究不同速度地铁列车荷载作用下软土地基的沉降特性,采用有限元软件ABAQUS建立三维动力有限元模型,对比分析了常规时速(80 km/h)和较快时速(120 km/h)下土体的沉降规律,并结合理论经验修改公式预测地铁运营工后沉降量。研究结果表明:列车运行速度越大,隧道下卧土体的波动越大,沉降曲线轮轨分布现象越明显,地表沉降槽的横向影响范围也越大,约为隧道轴线两侧各4.5倍隧道直径,但其工后沉降随地铁行车速度的增大而减小;在快速地铁列车荷载作用下土体竖向沉降的影响范围为3倍隧道直径;线路运营后一年沉降量约为57mm,占累积沉降量的30%,20年后的累计沉降量约为190 mm。 展开更多
关键词 软土地基 快速地铁 列车荷载 沉降 数值模拟 预测公式
天津黏土地基动载模式下的孔压发展规律 预览
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作者 雷华 娄金峰 +1 位作者 许英刚 刘英男 《中国港湾建设》 2018年第2期24-29,共6页
黏土路基在交通荷载作用下的沉降以及不均匀沉降问题越来越突出,孔压的累积与消散是其中重要的影响因素,探究出孔压发展规律对于科学设计与施工具有重要意义。在前人研究基础之上,采用GDS动态三轴仪器对天津地区饱和黏土进行试验,主要... 黏土路基在交通荷载作用下的沉降以及不均匀沉降问题越来越突出,孔压的累积与消散是其中重要的影响因素,探究出孔压发展规律对于科学设计与施工具有重要意义。在前人研究基础之上,采用GDS动态三轴仪器对天津地区饱和黏土进行试验,主要探究振动次数、动应力比和结构性对孔压发展的影响。试验结果表明,原状土孔压的增长速率随着振动次数的增加而逐渐减小,随着动应力比的增加而增大;重塑土孔压在振动初期迅速上升随后达到稳定,达到的稳定值比原状土高,稳定后有轻微的剪胀现象。针对试验结果,提出了适用于天津地区黏土动载模式下的孔压发展模型,并结合实际工程对黏土长期沉降进行预测。 展开更多
关键词 饱和黏土 孔压模型 长期沉降
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扰动后黏土强度指标与细观参数相关性初探
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作者 霍海峰 雷华 +2 位作者 冯兴 王新强 闫晓荣 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第11期3949-3956,共8页
受扰动后土体抗剪强度常发生衰减,从细观尺度探讨了黏土细观参数与动后强度指标的关系。发现扭剪和单剪对土体静强度影响显著,稳定后强度折减范围在20%-50%,但仍然高于重塑土静强度。随着扰动次数增加,黏聚力与内摩擦角均表现出前期迅... 受扰动后土体抗剪强度常发生衰减,从细观尺度探讨了黏土细观参数与动后强度指标的关系。发现扭剪和单剪对土体静强度影响显著,稳定后强度折减范围在20%-50%,但仍然高于重塑土静强度。随着扰动次数增加,黏聚力与内摩擦角均表现出前期迅速衰减,之后放缓并稳定的趋势。选取了5种典型细观参数进行分析,发现扭剪作用下,土体纵断面与横断面孔隙数增长率相近;单剪作用下,由于径向平面内不存在切应变,横断面的孔隙增长率将小于纵断面。随着细观土颗粒数的增加,黏聚力首先线性下降,之后稳定在较低水平;而内摩擦角未呈现收敛趋势。 展开更多
关键词 饱和黏土 强度衰减 细观参数 孔隙数量
相对厚度变化下双层软黏土地基固结特性研究
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作者 雷华 任倩 +1 位作者 卢海滨 李宾 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期705-711,共7页
采用改装的固结仪,针对吹填场区特有的双层软黏土地基,开展了固结特性试验研究,探讨了土层相对厚度变化对地基变形特性的影响规律。试验结果表明:单层软黏土的变形随试样厚度的增加而增大,双层软黏土的变形与试样厚度比呈明显的正相关... 采用改装的固结仪,针对吹填场区特有的双层软黏土地基,开展了固结特性试验研究,探讨了土层相对厚度变化对地基变形特性的影响规律。试验结果表明:单层软黏土的变形随试样厚度的增加而增大,双层软黏土的变形与试样厚度比呈明显的正相关关系;上层土厚度为2 cm的双层试样与高度为2 cm的单层试样,前者的稳定沉降大于后者,荷载等级较大时,双层试样的沉降曲线分离程度明显大于单层试样;随着厚度比的增大,厚度比变化对双层地基土体变形的影响逐渐减小;压缩指数随单层软黏土厚度的增大而增大,增大幅度不明显;相对于下层试样,上层试样对双层试样的沉降变形影响更大;随着上层压缩性大的土层厚度的增加,双层地基变形增大、固结速率减小。受土体结构性随固结应力变化的影响,不同厚度及厚度比试样,其沉降曲线随固结压力的增大呈"S"型变化。 展开更多
关键词 双层地基 厚度比 吹填场区 单层地基 压缩指数
软土地区CFG桩群孔效应引发的地表沉降 预览 被引量:4
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作者 郑刚 王凡俊 +3 位作者 孙宏宾 程雪松 雷华 张涛 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2017年第8期796-805,共10页
在软土地区CFG桩施工形成的大量空桩孔如不及时回填会产生群孔效应,造成地表沉降,进而威胁邻近建筑物、隧道及管线等基础设施的安全.本文基于某工程实测结果,利用有限元研究了单孔和多孔情况下引起的地表沉降情况及多孔叠加机理,提出了... 在软土地区CFG桩施工形成的大量空桩孔如不及时回填会产生群孔效应,造成地表沉降,进而威胁邻近建筑物、隧道及管线等基础设施的安全.本文基于某工程实测结果,利用有限元研究了单孔和多孔情况下引起的地表沉降情况及多孔叠加机理,提出了多孔合并法来解决实际工程中数量庞大的桩孔较难模拟问题,并对群孔效应引发周边严重沉降的工程进行了模拟分析.研究结果表明,单孔引发的沉降值主要受孔径影响,呈正相关;沉降最大值位置主要受孔深影响,呈线性正相关.孔心距较小时,空孔周边土体中水平和竖向上的土应力拱的相互影响与削弱导致每个空孔的内缩变形均大于单孔时的变形值,是导致群孔效应引发周边严重沉降的主要原因.群孔引发的沉降与孔数呈对数关系,孔数增大到一定值时沉降不再显著增长.所提出的多孔合并的群孔研究方法及合并转化系数?,为进一步研究群孔效应奠定了基础. 展开更多
关键词 CFG桩 群孔 地表沉降 软土
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新型无膜真空预压法加固超软吹填土模型试验及数值模拟分析
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作者 雷华 刘英男 +1 位作者 冯双喜 刘景锦 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第S2期189-193,共5页
传统真空预压法在处理加固吹填土时存在单块加固面积不能过大、密封膜易漏气等问题。针对上述问题提出的将密封膜利用泥封层替代的新型无膜真空预压法可以提高一次性真空预压面积、节省密封膜的使用费用并且解决吹填土堆置的问题。为了... 传统真空预压法在处理加固吹填土时存在单块加固面积不能过大、密封膜易漏气等问题。针对上述问题提出的将密封膜利用泥封层替代的新型无膜真空预压法可以提高一次性真空预压面积、节省密封膜的使用费用并且解决吹填土堆置的问题。为了探究这种改进的真空预压法的加固效果及其影响因素,进行了室内模型试验和数值模拟研究。通过模型试验研究了不同加载方式抽真空过程中土体的排水量、特定位置处的孔压和土体表层沉降量三者随时间的变化值,并通过对比预压处理前后土体的物性指标得出了无膜真空预压法加固超软吹填土效果较好,并且可以通过分级加载的方式,提高加固效果的结论;通过PFC2D软件进行数值模拟,研究了无膜真空预压过程中土颗粒的运动规律。数值模拟结果表明,土颗粒在真空压力作用下,向排水板附近聚集,可以通过分级加载方式在一定程度上减弱排水板的淤堵,从而达到更好的处理效果。 展开更多
关键词 无膜法 真空预压 吹填土 模型试验 分级加载 PFC
有明黏土固结特性的应变率效应和应变率取值研究
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作者 加瑞 雷华 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第S2期198-202,共5页
通过不同应变率下的恒应变速率(CRS,Constant Rate of Strain)固结试验研究了应变率对有明黏土固结特性的影响,通过对比CRS固结试验和常规分级加荷(IL,Incremental Loading)固结试验的结果,探讨了CRS固结试验中应变率的取值问题。试验... 通过不同应变率下的恒应变速率(CRS,Constant Rate of Strain)固结试验研究了应变率对有明黏土固结特性的影响,通过对比CRS固结试验和常规分级加荷(IL,Incremental Loading)固结试验的结果,探讨了CRS固结试验中应变率的取值问题。试验结果表明随着应变率的增大,有明黏土的应力–应变曲线向右平行偏移,应变率增大10倍时,先期固结压力(pc)约增长17%,正常固结阶段的固结系数(cv)约增长34%;当应变率为0.02%/min时,CRS固结试验得到的pc和cv值与IL固结试验得到的值基本一致;通过计算IL固结试验中不同应变量时的平均应变率,发现在正常固结阶段,IL固结试验中达到90%的24h应变量时的平均应变率接近于0.02%/min,建议CRS固结试验中采用的应变率可取为IL固结试验中每级固结压力下达到90%的24 h应变量时的平均应变率的平均值。 展开更多
关键词 应变率 固结特性 先期固结压力 黏土
基于塑性损伤的盾构隧道FRP-Key接头抗剪性能及布置方式合理性研究 被引量:4
16
作者 张稳军 张高乐 雷华 《中国公路学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期38-48,共11页
为完善FRP-Key接头的设计思路并推广该接头在实际工程中的应用,利用混凝土材料的塑性损伤本构,建立了能够反映管片损伤情况和开裂过程的数值模型。基于已有试验数据,建立FRP-Key接头的实体精细化模型,以充分考虑接头与榫槽之间接触的不... 为完善FRP-Key接头的设计思路并推广该接头在实际工程中的应用,利用混凝土材料的塑性损伤本构,建立了能够反映管片损伤情况和开裂过程的数值模型。基于已有试验数据,建立FRP-Key接头的实体精细化模型,以充分考虑接头与榫槽之间接触的不连续性。通过与试验结果的对比验证了所建模型的合理性和可行性。设计了7种不同的对称布置方式,以研究其对FRPKey接头抗剪性能的影响情况。重点分析了不同布置方式中管片-接头结构在剪力作用下的宏观破坏形式,探讨了布置方式对FRP-Key接头极限承载力的影响,初步判断并提出了一定轴力条件下不同破坏形式对应的接头布置范围及最佳布置方式应满足的条件,最后综合工程实际情况给出了FRP-Key接头的应用建议。数值分析结果表明:随着布置方式的变化,榫槽侧管片出现3种不同的破坏形式,其中与理论分析情况相符的布置方式应满足条件:3.125c〈d2〈5.625c。不同布置方式对应的极限承载力存在区别,当FRP-Key接头靠近管片边缘布置时,与理论计算结果相差最大,差值为10.52%,FRP-Key接头的最佳布置范围应满足条件:3.125c〈d2〈4.375c。管片-接头结构达到极限承载力时,对应的接头侧管片的竖向位移在1.6-1.7mm之间。研究结果可作为进一步探讨FRP-Key接头力学性能的参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 布置方式 数值模型 FRP-Key接头 抗剪性能
高黏性新近吹填淤泥真空预压试验颗粒流宏微观分析 预览
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作者 雷华 王铁英 +2 位作者 张志鹏 卢海滨 刘敏 《吉林大学学报:地球科学版》 CSCD 北大核心 2017年第6期1784-1794,共11页
为了从宏观和微观角度探讨颗粒组成对淤堵层形成机理和加固效果的影响规律,依托天津某新近吹填造陆工程,先进行直排式真空预压法室内模型试验,然后基于颗粒流理论和PFC2D程序,在解决模拟过程中颗粒级配和孔隙比的二维转换、排水边... 为了从宏观和微观角度探讨颗粒组成对淤堵层形成机理和加固效果的影响规律,依托天津某新近吹填造陆工程,先进行直排式真空预压法室内模型试验,然后基于颗粒流理论和PFC2D程序,在解决模拟过程中颗粒级配和孔隙比的二维转换、排水边界的等效模拟、真空渗流场的施加等问题后,对模型进行有效的模拟计算,进而将结果推广,开展了不同颗粒组成吹填土真空预压试验的颗粒流模拟,总结了排水速率变化及颗粒运移规律。结果表明:对吹填土真空预压过程进行二维颗粒流数值模拟是有效可行的;真空预压过程中细颗粒沿渗透路径迁移,在沿途滞留,导致渗透路径变短变窄,从而形成淤堵层;对于高黏性新近吹填淤泥,在相同真空荷载作用下,黏粒质量分数越大,初期排水速率增长越快,并且随着土体不均匀系数的提高,淤堵层变得易于形成且致密,排水速率衰减越快;粉粒质量分数越大,土体孔隙率变化越均匀,尤其当粉粒质量分数大于黏粒质量分数时,真空预压加固效果有明显改善。 展开更多
关键词 新近吹填土 真空预压 颗粒流 颗粒组成 淤堵 排水速率
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真空预压法淤堵泥层形成机理及预测模型研究 预览
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作者 刘景锦 雷华 +2 位作者 卢海滨 李宾 郑刚 《水文地质工程地质》 CSCD 北大核心 2017年第3期61-71,共11页
针对真空预压加固处理过程中容易形成的淤堵现象,结合室内真空预压模型试验,进行了不同颗粒组成和不同真空度条件下的室内试验,揭示了淤堵泥层的形成特性和机理,建立了排水量及平均含水率随时间变化的预测模型。试验表明,在低真空度作用... 针对真空预压加固处理过程中容易形成的淤堵现象,结合室内真空预压模型试验,进行了不同颗粒组成和不同真空度条件下的室内试验,揭示了淤堵泥层的形成特性和机理,建立了排水量及平均含水率随时间变化的预测模型。试验表明,在低真空度作用下,由于其渗透路径宽而长,淤堵泥层厚度较大,但含水率和密实度低,形成的孔隙直径分布广且分布较均匀;而在高真空度作用下渗透路径窄而短,淤堵泥层厚度小但含水率和密实度高,形成的孔隙直径较小且分布集中;黏粒含量越高形成的孔隙直径越小,集中程度较高,滤层结构越稳定。 展开更多
关键词 真空预压法 吹填淤泥 淤堵泥层 预测模型 渗透路径
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聚丙烯酰胺改性石灰固化吹填土固结特性研究
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作者 雷华 许英刚 +2 位作者 李鑫 刘广学 金亚伟 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第S2期107-111,共5页
吹填土加固技术成为当前软基处理的一项技术难点。石灰等固化材料的掺加提升了吹填土的抗压、抗剪强度,但降低了其抗变形能力。通过添加不同掺量的聚丙烯酰胺,利用室内一维固结压缩试验探讨其对石灰固化吹填土的固结特性的影响,并对固... 吹填土加固技术成为当前软基处理的一项技术难点。石灰等固化材料的掺加提升了吹填土的抗压、抗剪强度,但降低了其抗变形能力。通过添加不同掺量的聚丙烯酰胺,利用室内一维固结压缩试验探讨其对石灰固化吹填土的固结特性的影响,并对固结后的土样进行了压汞试验分析,探讨了微观孔隙特征与宏观变形特性的相关性。研究表明:聚丙烯酰胺可以有效改善石灰加固吹填土的抵抗变形能力,改善其脆性破坏的特点;聚丙烯酰胺掺加增强了石灰加固吹填土体的结构性特征,结构屈服应力较单一石灰添加提高了54%;聚丙烯酰胺的增加提高了石灰固化吹填土的固结系数,且掺加量越大,固结速率的提升幅度越大;聚丙烯酰胺、石灰的组合掺加可以改善吹填土固结后的孔径分布特征,相同石灰掺加量下,随着PAM含量的增加,加固土体的大直径孔隙的含量不断增多,渗透性增强,固结速率增大,微观孔隙特征与宏观变形特性保持了内在的一致性。 展开更多
关键词 聚丙烯酰胺 石灰 吹填土 固结试验
振动荷载作用下软土加速蠕变的微观机制研究 被引量:5
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作者 雷华 卢海滨 +2 位作者 王学超 李宾 任倩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期309-316,324共9页
研究软土加速蠕变过程中的微观结构变化可深入了解加速蠕变特性的内在机制。在对天津滨海地区软土进行多种条件下的三轴蠕变试验的基础上,利用微观定量化技术,对比静、动荷载蠕变条件下土样的微观结构,从微观角度对加速蠕变机制进行了... 研究软土加速蠕变过程中的微观结构变化可深入了解加速蠕变特性的内在机制。在对天津滨海地区软土进行多种条件下的三轴蠕变试验的基础上,利用微观定量化技术,对比静、动荷载蠕变条件下土样的微观结构,从微观角度对加速蠕变机制进行了解释。研究表明,土样产生加速蠕变后,结构单元体的丰度和复杂度降低;结构单元体形状趋向扁圆形,边缘趋于圆滑;土体颗粒在自然状态下无明显定向性,加速蠕变后其定向性显著增强。振动荷载使得蠕变程度增大,也使得土体蠕变的速率加快。研究结果揭示了土体的加速蠕变实际上是在动荷载作用下土体的内部结构不断自我调整再造的过程。 展开更多
关键词 软土 加速蠕变 孔隙 颗粒 微观结构
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