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不同节理间距条件下岩体双孔爆破动焦散试验研究 预览
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作者 沈世伟 廖文旺 +1 位作者 徐燕 李冬 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期2180-2186,共7页
采用爆炸加载数字激光动态焦散线测试系统(DLDC),研究双孔同时起爆条件下3条平行预制裂纹的扩展行为及裂纹尖端应力强度因子的变化规律,分析预制裂纹间距对其扩展及断裂破坏的影响规律。研究结果表明:双孔同时起爆条件下,炮孔近端预... 采用爆炸加载数字激光动态焦散线测试系统(DLDC),研究双孔同时起爆条件下3条平行预制裂纹的扩展行为及裂纹尖端应力强度因子的变化规律,分析预制裂纹间距对其扩展及断裂破坏的影响规律。研究结果表明:双孔同时起爆条件下,炮孔近端预制裂纹尖端应力强度因子均呈先增大后减小的趋势,表明爆炸荷载作用分为两个阶段:加载阶段和卸载阶段,其中卸载阶段裂纹尖端应力强度因子逐渐减小,但扩展速度较大,在爆炸过程中占主导地位;中间裂纹扩展效果明显的试样中,其尖端应力强度因子从峰值6.52×10^5N/mm^3/2逐渐减小,并且两组试样的中间预制裂纹尖端扩展方向不同,表明中间预制裂纹扩展属于卸载扩展,爆炸应力波对中间预制裂纹尖端扩展主要起导向作用,爆生气体在中间预制裂纹尖端扩展过程中占主导作用;中间预制裂纹尖端扩展效果受与其贯通的两条次生裂纹的垂直距离影响,距离越小,中间预制裂纹尖端扩展越充分。 展开更多
关键词 双孔爆破 多节理 断裂力学 动态焦散线 应力强度因子
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冻结岩石节理面峰值剪切强度准则研究 预览
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作者 沈世伟 韩亚鲁 +1 位作者 徐燕 李火华 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第3期6-12,共7页
冻土区工程场地岩石节理作为力学薄弱面对工程的安全和耐久性有很大影响,因此研究冻结岩石的力学 性质对冻土区工程建设有重大的意义.为了研究冻结岩石节理的剪切力学性质,试验选定青海省G 2 1 4国道姜路 岭路段4 组不同粗糖度的凝灰岩... 冻土区工程场地岩石节理作为力学薄弱面对工程的安全和耐久性有很大影响,因此研究冻结岩石的力学 性质对冻土区工程建设有重大的意义.为了研究冻结岩石节理的剪切力学性质,试验选定青海省G 2 1 4国道姜路 岭路段4 组不同粗糖度的凝灰岩天然耦合节理面,在设定温度下冻结后进行直剪试验.试验成果表明:冻结岩石 节理面的峰值剪切强度与法向应力呈正比,与张开度和粗糙度呈反比.张开度大于节理面最大起伏差时,节理面 以脱离破坏为主,其峰值剪切强度由冰与节理接触面的黏结力决定;当张开度小于节理面最大起伏差时,在较小法 向应力下以冰层剪断破坏为主,在较大的法向应力下,冰层的剪断与节理面凸起的剪断同时存在,其峰值剪切强度 由冰和节理面的剪切强度共同决定.研究推导出各破坏形式下的冻岩节理面峰值剪切强度准则,对分析岩石的边 坡稳定性起着十分重要的作用. 展开更多
关键词 冻结岩石节理面 峰值剪切强度 张开度 粗糖度 强度准则 破坏形式
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重复列车荷载作用下多年冻土路基长期变形分析 被引量:4
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作者 吴志坚 陈拓 马巍 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期929-934,共6页
在青藏铁路北麓河段选取素填土路基断面开展列车通过实时振动测试,得到车载作用下路基路肩处的加速度时程曲线,并将该动力荷载转化为作用在路基表面的等效均布荷载.基于冻土三轴流变实验结果,对典型的青藏铁路多年冻土路基进行了重复列... 在青藏铁路北麓河段选取素填土路基断面开展列车通过实时振动测试,得到车载作用下路基路肩处的加速度时程曲线,并将该动力荷载转化为作用在路基表面的等效均布荷载.基于冻土三轴流变实验结果,对典型的青藏铁路多年冻土路基进行了重复列车荷载作用下的蠕变分析,得到了机车荷载作用下冻土路基所产生的长期变形量,量化了该部分变形在路基总变形中所占比例.研究结果表明,机车荷载作用下路基两侧坡脚产生较大的剪应变,并且逐渐向上扩展,垂直方向变形占总变形量的10%左右. 展开更多
关键词 长期变形 机车荷载 多年冻土 蠕变效应
不同地面类型热物理性质差异分析 被引量:1
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作者 张中琼 吴青柏 +2 位作者 荀学义 侯彦东 高思如 《长安大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期41-47,共7页
热物理性质的差异是不同地面类型能量交换差异的物质基础。通过对青藏高原北麓河地区工程地面(沥青路面、砂砾路面)和自然地面(天然地表、高寒草原、高寒草甸)气象参数的观测与计算,分析地表温度、反照率、粗糙度和总体输送系数之... 热物理性质的差异是不同地面类型能量交换差异的物质基础。通过对青藏高原北麓河地区工程地面(沥青路面、砂砾路面)和自然地面(天然地表、高寒草原、高寒草甸)气象参数的观测与计算,分析地表温度、反照率、粗糙度和总体输送系数之间的差异。研究结果表明:夏秋季节沥青路面昼夜温度均高于其他地面类型,春冬季节沥青路面夜间温度高于其他地面类型;砂砾路面、高寒草原、高寒草甸白天表面温度差异约为2℃~5℃,夜间差异为1℃~3℃;天然地表的反照率大于沥青路面,反照率受太阳高度角和降水影响,随太阳高度角增加呈指数递减,在降雨时地面反照率有增有减,降雪增加地面反照率,降水后介质湿度增加,反照率减小;5种地面类型的粗糙度从大到小依次为砂砾路面、天然地表、沥青路面、高寒草甸、高寒草原;粗糙度的大小间接反映地面的能量输送能力,冬季天然地表输送系数大于其他地面类型,在其他季节,天然地表和沥青路面的动量输送系数较大,其次为高寒草原、高寒草甸、砂砾路面。 展开更多
关键词 道路工程 地面类型 温度 反照率 能量输送
季节变化对列车行驶路基动应力的影响及简化计算方法 预览 被引量:1
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作者 李琼林 凌贤长 +1 位作者 张锋 王立娜 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期782-788,共7页
我国众多铁路干线分布于深季节冻土地区。铁路路基土层的冻融状态随着季节的交替变化而改变,相应的列车行驶时引起的路基动应力分布也有所不同。考虑路基土体的参振效应,通过改进车辆-轨道-路基垂向耦合动力学模型获取不同季节列车行驶... 我国众多铁路干线分布于深季节冻土地区。铁路路基土层的冻融状态随着季节的交替变化而改变,相应的列车行驶时引起的路基动应力分布也有所不同。考虑路基土体的参振效应,通过改进车辆-轨道-路基垂向耦合动力学模型获取不同季节列车行驶振动荷载时程,进而通过动力有限元数值模拟方法,研究季节变化对列车行驶引起的路基动应力分布规律的影响。研究表明:路基土中的动应力幅值及其沿路基深度的分布规律与该时期路基土的冻融状态密切相关,基于此结论,提出深季节冻土地区不同季节铁路冻土下限范围内路基动应力的简化计算方法。该研究对于优化季节性冻土地区铁路路基设计方法,完善路基长期动力稳定性能评价方法等具有重要意义。 展开更多
关键词 深季节冻土地区 季节变化 车辆-轨道-路基垂向耦合动力学模型 动应力比 当量最大剪切模量
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青藏高原工程走廊冻土分布模型及其变化趋势 预览 被引量:1
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作者 鲁嘉濠 牛富俊 +3 位作者 程花 林战举 刘华 罗京 《山地学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期226-233,共8页
青藏高原工程走廊多年冻土是地气系统相互作用的产物,气候环境决定了其分布的宏观格局,但局地因素如坡向等,在一定条件下,对小区域多年冻土的影响往往会超过大气候背景。通过Pearson相关性分析,选取了对青藏高原工程走廊多年冻土分布影... 青藏高原工程走廊多年冻土是地气系统相互作用的产物,气候环境决定了其分布的宏观格局,但局地因素如坡向等,在一定条件下,对小区域多年冻土的影响往往会超过大气候背景。通过Pearson相关性分析,选取了对青藏高原工程走廊多年冻土分布影响较大、在GIS技术支持下较容易量化的坡向,结合区域内29个钻孔点的长期地温监测数据,建立了年平均地温与高程、纬度及坡向之间的多元线性模型。根据青藏高原冻土工程地温分带指标,制作出了走廊内符合实际的冻土分布图。运用随气候变化的响应模型,预测了走廊内50 a后多年冻土将发生较大的变化:1.低温稳定区、低温基本稳定区的空间分布面积逐渐减小,分布界线向高海拔迁移;2.高温不稳定区较大范围地向高温极不稳定区转化;3.高温极不稳定区将处于长期的退化过程。 展开更多
关键词 青藏高原 多年冻土 坡向 模型 趋势
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太阳辐射作用下冻结期衬砌渠道温度场分析 预览 被引量:1
7
作者 安元 王正中 +2 位作者 杨晓松 肖旻 孙杲辰 《西北农林科技大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2013年第3期228-234,共7页
【目的】对季节性冻土区衬砌渠道在太阳辐射作用下的温度场进行数值模拟,分析太阳辐射对渠道温度分布的影响。【方法】利用Hottel太阳辐射模型,结合热传导理论和有限元分析方法,考虑渠道自身的遮蔽作用,对太阳辐射作用下的梯形衬砌渠道... 【目的】对季节性冻土区衬砌渠道在太阳辐射作用下的温度场进行数值模拟,分析太阳辐射对渠道温度分布的影响。【方法】利用Hottel太阳辐射模型,结合热传导理论和有限元分析方法,考虑渠道自身的遮蔽作用,对太阳辐射作用下的梯形衬砌渠道的温度场进行计算。【结果】提出了梯形渠道太阳辐射的计算方法;衬砌渠道表面太阳辐射的日变化表现为早晚最小、中午最大;渠道阴、阳坡接受到的太阳辐射差异明显,阴坡太阳总辐射约为阳坡的20%;渠道表面温度的日变化趋势与大气温度相同,近似为正弦分布,其温度变幅小于大气温度变幅,变化滞后于太阳辐射约2.5h,阴、阳坡温度最大相差4℃左右,阳坡温度值与日间温度增加速率均大于阴坡。【结论】渠道温度变化与太阳辐射有密切关系,阴、阳坡接受到的太阳辐射量不同是渠道温度存在较大差异的原因,太阳辐射是渠道冻融循环的动力,在渠道冻胀研究中必须考虑太阳辐射的影响。 展开更多
关键词 季节性冻土 衬砌渠道 温度场 太阳辐射
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冻土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究 被引量:21
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作者 李顺群 高凌霞 柴寿喜 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期 1173-1177,共5页
冻土的力学性质不仅依赖于含水率、温度、应变率、含盐量、围压等因素,也可能依赖于这些因素之间的交互作用。为进一步明确冻土强度、模量等力学指标与以上各因素的依存关系,根据既有试验资料和统计学原理,对冻土力学性质影响因素的... 冻土的力学性质不仅依赖于含水率、温度、应变率、含盐量、围压等因素,也可能依赖于这些因素之间的交互作用。为进一步明确冻土强度、模量等力学指标与以上各因素的依存关系,根据既有试验资料和统计学原理,对冻土力学性质影响因素的显著性和因素间的交互作用进行了研究。结果表明,温度对冻土力学性质的影响最为显著,是影响冻土力学性质的主要因素,含水率、含盐量、应变速率等对冻土力学性质也有显著影响;同时,温度、含水率和应变速率对强度的影响存在明显的交互作用。因此,在研究冻土强度等力学行为时,片面针对某一因素开展研究是不合适的,而应综合考虑各主要因素及因素之间的交互作用影响。 展开更多
关键词 冻土 力学性质 显著性检验 正交试验 交互作用
阈值选取对黏土微结构参数的影响 预览 被引量:1
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作者 李顺群 柴寿喜 +1 位作者 王英红 高凌霞 《解放军理工大学学报:自然科学版》 EI 北大核心 2011年第4期 354-360,共7页
为了研究阈值选取对黏土微结构参数的影响,以天津黏土为例,分析了Leica QWin系统提取扫描电镜(SEM)照片信息过程中,阈值对微结构参数的影响。分析了在最大方差阈值条件下,SEM图像在展示同一样品不同观察点微结构特征时存在的差别。研... 为了研究阈值选取对黏土微结构参数的影响,以天津黏土为例,分析了Leica QWin系统提取扫描电镜(SEM)照片信息过程中,阈值对微结构参数的影响。分析了在最大方差阈值条件下,SEM图像在展示同一样品不同观察点微结构特征时存在的差别。研究了分形维数、各向异性、颗粒长宽比、颗粒圆度、颗粒面积以及颗粒平均灰度等微结构参数随阈值变化的规律。结果表明,阈值的选取对分形维数基本没有影响,而各向异性、颗粒长宽比、颗粒圆度、颗粒面积、灰度特征等指标受阈值的影响很大,且各有其自身的规律性。 展开更多
关键词 微结构 SEM图像 阈值 灰度
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粒径对块石层自然对流特性影响的试验研究 预览 被引量:3
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作者 卞晓琳 何平 +1 位作者 吴青柏 施烨辉 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期 1-6,共6页
用粒径为5-8,8-15和15-20cm的3种块石分别填筑成块石层模型,在实验室内研究它们的空气自然对流特性。结果表明,在块石层模型下表面保持20℃而上表面从20℃降至-20℃的过程中,模型内均产生了Benard流,而且模型内空气自然对流的强弱... 用粒径为5-8,8-15和15-20cm的3种块石分别填筑成块石层模型,在实验室内研究它们的空气自然对流特性。结果表明,在块石层模型下表面保持20℃而上表面从20℃降至-20℃的过程中,模型内均产生了Benard流,而且模型内空气自然对流的强弱与块石的粒径有关,粒径为15-20cm的块石层模型内气流速度最大,约为2.2m·s^-1;粒径为8-15cm的最小,约为1.5m·s^-1,这种变化主要是由块石层内热弥散效应以及块石与空气间接触面积的改变而引起的。控温方式对空气自然对流影响的研究表明,由模型上表面降温所产生的空气自然对流效应强于在块石层模型下表面升温,故在实际工程中,冬季块石层内的空气自然对流更易于发生。针对模型内空气流速计算值均比实测值小的问题,建议在进行多孔块石结构对流换热理论计算时,应考虑块石层模型的假设条件、热弥散作用、流动惯性以及空气热物性随压力的变化等的影响。 展开更多
关键词 冻土 块石粒径 自然对流效应 流速场
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基于数值模拟的双层薄膜防渗衬砌渠道抗冻胀机理探讨 预览 被引量:32
11
作者 刘旭东 王正中 +1 位作者 闫长城 李甲林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期29-35,共7页
在渠道衬砌板下铺设双层塑料薄膜,使混凝土衬砌板与冻土层之间可滑移、不产生冻结约束,从而达到防治渠道衬砌冻胀破坏的目的,即为双层薄膜防渗衬砌渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对双层薄膜防渗衬砌渠道冻胀... 在渠道衬砌板下铺设双层塑料薄膜,使混凝土衬砌板与冻土层之间可滑移、不产生冻结约束,从而达到防治渠道衬砌冻胀破坏的目的,即为双层薄膜防渗衬砌渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对双层薄膜防渗衬砌渠道冻胀进行数值模拟,研究衬砌板应力和变形规律。对比普通渠道,双层薄膜防渗衬砌渠道抗冻胀效果非常显著,自身受力状态得到显著改善,且冻胀变形、冻胀力分布更加均匀;其阴坡、渠底、阳坡切向冻结力极值及均方差降低幅度均大于法向冻胀力降低幅度,揭示了该种渠道通过削弱冻结约束来改善衬砌板冻胀受力及使冻胀量分布均匀的抗冻胀机理。对比梯形断面和弧底梯形,可知双层薄膜防渗衬砌渠道适用断面为弧底梯形,在实际工程中应对弧底板和渠坡板之间的伸缩缝加强管理,或采用整体现浇式结构,以防止渠坡板滑动失稳。这些工作为双层薄膜防渗衬砌渠道的深入研究和推广应用提供了参考。 展开更多
关键词 数值分析 渠道衬砌 计算机模拟 双层薄膜防渗衬砌渠道 抗冻胀机理
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季节性冻土区玻璃钢防渗渠道抗冻胀性能初探 预览 被引量:11
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作者 闫长城 王正中 +1 位作者 刘旭东 陈立杰 《人民黄河》 北大核心 2011年第3期 140-142,共3页
为了研究玻璃钢防渗技术在北方季节性冻土区的有效性,采用有限元分析软件ADINA对玻璃钢材料防渗渠道的温度场、变形场及应力场进行仿真分析,同时研究了衬砌板的冻胀变形及冻胀力分布规律。结果表明:与普通混凝土衬砌相比,玻璃钢衬砌材... 为了研究玻璃钢防渗技术在北方季节性冻土区的有效性,采用有限元分析软件ADINA对玻璃钢材料防渗渠道的温度场、变形场及应力场进行仿真分析,同时研究了衬砌板的冻胀变形及冻胀力分布规律。结果表明:与普通混凝土衬砌相比,玻璃钢衬砌材料不仅能使衬砌板的冻胀变位值及冻胀力更加均匀,而且通过释放变形,可使其法向冻胀力减小51%~74%,切向冻胀力减小34%~46%,玻璃钢材料优于混凝土。 展开更多
关键词 玻璃钢防渗渠道 冻胀变形 季节性冻土区
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灰度阈值对粘土合成微结构参数的影响 预览 被引量:3
13
作者 高凌霞 李顺群 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期 70-75,共6页
为了评估和描述阈值对SEM照片反映的微结构特性的影响,本文基于多维分析方法,研究了随阈值变化,来自同一粘土样品不同观测点颗粒体域微结构之间的差别和联系。研究表明:颗粒体面积和周长可以表示为阈值的三角函数;不同观测点颗粒体域... 为了评估和描述阈值对SEM照片反映的微结构特性的影响,本文基于多维分析方法,研究了随阈值变化,来自同一粘土样品不同观测点颗粒体域微结构之间的差别和联系。研究表明:颗粒体面积和周长可以表示为阈值的三角函数;不同观测点颗粒体域微结构参数各主成分随阈值的变化趋势是一致的,且在最大方差阈值附近,第一主成分取值达到最大;不同阈值对应的颗粒体微结构具有非常明显的聚类特征,其中三类法和四类法与实际完全相符;SEM照片之间的距离随阈值的增大有逐步增大的趋势,但在最大方差阈值处取得极小值。 展开更多
关键词 微结构 灰度阈值 多维分析 主成分 聚类
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青藏铁路列车行驶引起的轨枕竖向作用力研究 预览 被引量:3
14
作者 朱占元 凌贤长 +2 位作者 陈士军 郑英杰 张锋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期6-10,共5页
为了深入分析列车行驶引起冻土场地的振动反应,并为青藏铁路运营安全性评价提供可靠的理论依据,采用自编列车-轨道耦合动力学仿真程序,研究了青藏铁路列车行驶引起的轨枕竖向作用力特性.研究表明:自编程序仿真结果与青藏铁路现场监测... 为了深入分析列车行驶引起冻土场地的振动反应,并为青藏铁路运营安全性评价提供可靠的理论依据,采用自编列车-轨道耦合动力学仿真程序,研究了青藏铁路列车行驶引起的轨枕竖向作用力特性.研究表明:自编程序仿真结果与青藏铁路现场监测成果吻合良好,程序理论正确结论可信;轨枕竖向作用力随路基阻尼的增大而略微减小,随路基模量、列车行驶速度的增大而增大,随轨缝的增宽而线性增大;轨枕竖向作用力优势频段主要在移动轴重作用率内,转向架作用率处振动能量最大,轨枕振动对轨枕竖向作用力影响较小;路基的冻融状态、轨缝宽度与列车行驶速度对轨枕竖向作用力影响不能忽略;并定量给出轨枕竖向作用力最大值与列车行驶速度之间的函数关系. 展开更多
关键词 冻土路基 轨枕竖向作用力 列车行驶 青藏铁路
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考虑太阳热辐射的混凝土衬砌渠道冻胀数值模拟 预览 被引量:6
15
作者 王正中 芦琴 郭利霞 《排灌机械工程学报》 2010年第5期 455-460,共6页
针对渠道冻胀数值模拟分析依赖于实测温度而无法直接预测渠道冻胀及设计的缺陷,考虑日照对衬砌渠道冻胀量及冻胀力的影响,根据冻土力学及冻土物理学和热辐射原理,利用有限元软件ANSYS按瞬态温变模式加载温度,对衬砌渠道冻胀过程进行动... 针对渠道冻胀数值模拟分析依赖于实测温度而无法直接预测渠道冻胀及设计的缺陷,考虑日照对衬砌渠道冻胀量及冻胀力的影响,根据冻土力学及冻土物理学和热辐射原理,利用有限元软件ANSYS按瞬态温变模式加载温度,对衬砌渠道冻胀过程进行动态数值模拟,得到了考虑与不考虑太阳热辐射两种情况下渠道温度、应力和变形场的分布规律.对比可知:考虑热辐射的衬砌渠道冻胀规律与实测正弦型温度变化引起的冻胀规律一致,考虑热辐射的渠基温度大于正弦温度变化法计算而得的渠基温度值,特别是渠道阴坡,考虑热辐射计算的冻胀力、冻胀量均小于正弦型温度变化法计算所得. 展开更多
关键词 热辐射 混凝土衬砌 数值分析 冻胀
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滨海相软土应力–应变曲线复合指数–双曲线模型 被引量:22
16
作者 王伟 宋新江 +2 位作者 凌华 卢廷浩 周干武 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1455-1459,共5页
滨海相软土应力–应变曲线数学模型是岩土工程研究的一个重要课题。结合软土应力–应变曲线的发展特点,分析了其数学模型应具有的基本性质。对传统双曲线模型和指数模型进行了数学分析,根据泰勒级数展开证明了两模型的数学关系。引入应... 滨海相软土应力–应变曲线数学模型是岩土工程研究的一个重要课题。结合软土应力–应变曲线的发展特点,分析了其数学模型应具有的基本性质。对传统双曲线模型和指数模型进行了数学分析,根据泰勒级数展开证明了两模型的数学关系。引入应力因子的概念,揭示了传统应力–应变模型的缺陷。提出了一个应力–应变曲线的3参数复合双曲线–指数模型,推导了改进切线模量的表达式。数学分析表明,新模型克服了传统模型的不足,传统模型及其应力因子均是新模型对应的特例。结合实验数据,给出了模型参数的确定方法。新模型能够很好的模拟试验数据。 展开更多
关键词 软土 应变 应力 复合模型
复合土工膜与纳米混凝土衬砌渠道冻胀模拟 预览 被引量:4
17
作者 陈立杰 蔡雪雁 +2 位作者 王正中 牛永红 华为 《中国农村水利水电》 北大核心 2010年第8期106-109,共4页
兼顾材料和结构的防渗抗冻胀技术受到广泛共识,复合土工膜具有防渗性能好,适应变形能力强等优点,混凝土加入纳米微粉可大幅提高其抗渗、抗冻性能且经济合理。为了研究这两种防渗技术的有效性,以甘肃靖会总干的梯形渠道为例,采用有限元... 兼顾材料和结构的防渗抗冻胀技术受到广泛共识,复合土工膜具有防渗性能好,适应变形能力强等优点,混凝土加入纳米微粉可大幅提高其抗渗、抗冻性能且经济合理。为了研究这两种防渗技术的有效性,以甘肃靖会总干的梯形渠道为例,采用有限元分析软件ADINA,对其进行温度场、变形场及应力场仿真分析,研究了衬砌板的冻胀变形及其法向冻胀力和切向冻胀力分布规律,并分析衬砌板的应力及破坏规律;通过与普通混凝土衬砌对比分析,指出采用纳米微粉高性能混凝土、复合土工膜柔性防渗抗冻胀技术措施不仅能使衬砌板的冻胀量及冻胀力更加均匀,而且通过柔性释放变形,可使其法向及切向冻胀力减小30%~48%,可有效控制衬砌渠道冻胀破坏,为进一步优化结构与材料组合提供借鉴。 展开更多
关键词 渠道 冻胀 纳米混凝土 复合土工膜
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基于数值模拟的“适变断面”衬砌渠道抗冻胀机理探讨 预览 被引量:12
18
作者 刘旭东 王正中 +1 位作者 闫长城 李甲林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期6-12,共7页
能适应渠基冻胀变形的衬砌渠道简称"适变断面"渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对混凝土衬砌"适变断面"渠道冻胀进行数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、变形场和应力场,研究衬砌板应力和变形规律,并与弧形坡... 能适应渠基冻胀变形的衬砌渠道简称"适变断面"渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对混凝土衬砌"适变断面"渠道冻胀进行数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、变形场和应力场,研究衬砌板应力和变形规律,并与弧形坡脚梯形渠道比较分析表明:"适变断面"渠道能降低最大法向冻胀量55.11%、最大法向冻胀力51.65%、最大切向冻结力56.85%;通过冻胀量均方差及冻胀力分析比较,"适变断面"使渠道受力状态得到显著改善,冻胀变形分布更加均匀;衬砌板法向错位值总计1.3cm,纵向伸缩缝周向压缩值总计为9.7cm,揭示了"适变断面"渠道利用宽纵缝既能释放衬砌板法向冻胀变位,又能吸收周向冻胀变位,从而适应渠基冻胀变形减轻冻害的抗冻胀机理。最后通过模拟计算了"适变断面"渠道冻胀量均方差对边坡系数的敏感性,指出边坡系数i约为1∶1.7~1∶1.4时,"适变断面"渠道抗冻胀效果很显著,为"适变断面"渠道的推广及优化设计提供了参考。 展开更多
关键词 数值分析 渠道衬砌 试验 适变断面渠道 宽纵缝 抗冻胀机理
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渠道冻胀敏感性数值模拟分析 预览 被引量:1
19
作者 刘旭东 王正中 陈立杰 《节水灌溉》 北大核心 2010年第5期18-21,27共5页
渠道冻胀破坏机理复杂,其主要影响因素可归纳为土、水、温与附加荷载等4个方面。为了探明渠道冻胀影响因素对于混凝土衬砌渠道的影响程度和规律,利用正交实验设计理论,选取渠道冻胀不均匀系数作为评价指标,渠道断面形式、混凝土衬砌板... 渠道冻胀破坏机理复杂,其主要影响因素可归纳为土、水、温与附加荷载等4个方面。为了探明渠道冻胀影响因素对于混凝土衬砌渠道的影响程度和规律,利用正交实验设计理论,选取渠道冻胀不均匀系数作为评价指标,渠道断面形式、混凝土衬砌板厚度、分缝位置、渠基土冻胀系数和混凝土衬砌板弹性模量E作为影响因素,利用有限元软件ADINA进行数值模拟,研究各因素对渠道冻胀的敏感性。结果表明,5个因素敏感性由大到小依次排列为:渠道断面形式〉渠基土冻胀系数〉分缝位置〉混凝土衬砌板厚度〉混凝土衬砌板弹性模量E,从而为探索混凝土衬砌渠道最有效的抗冻胀措施及设计方法提供了科学合理的方法和依据。 展开更多
关键词 衬砌渠道 数值模拟 ADINA 敏感性分析 正交实验设计
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基于横观各向同性冻土的U形渠道冻胀数值模拟 预览 被引量:18
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作者 张茹 王正中 +1 位作者 牟声远 刘旭东 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2010年第5期 773-783,共11页
将冻土分别视为各向同性和横观各向同性线弹性材料,把渠基冻土和渠道衬砌作为一个整体结构,视基土冻胀为热胀冷缩的特殊情况,应用大型有限元通用软件ANSYS,对U形混凝土衬砌渠道冻胀进行热应力耦合数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、应力... 将冻土分别视为各向同性和横观各向同性线弹性材料,把渠基冻土和渠道衬砌作为一个整体结构,视基土冻胀为热胀冷缩的特殊情况,应用大型有限元通用软件ANSYS,对U形混凝土衬砌渠道冻胀进行热应力耦合数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、应力场和变形场,研究衬砌板冻胀力和变形规律,并对结果进行对比分析.结果表明,数值模拟方法能较好地反映U形混凝土衬砌渠道的冻胀机理和冻胀温度场、应力场及变形场的基本规律,横观各向同性比各向同性更能反映冻土的本构模型,与实测成果吻合更好,可用于U形混凝土衬砌渠道抗冻胀设计. 展开更多
关键词 U形渠道 横观各向同性 混凝土衬砌 冻胀 数值模拟
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