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砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的试验研究 被引量：1
1
作者 杨奇 吴亚飞 +3 位作者 陈琛 邓煜晨 徐方 阮波 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期613-625,共13页
接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土... 接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土变形区域进行划分。在此基础上,研究粗糙度、法向应力和密实度对砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的影响规律。研究结果表明:1)砂土可分为非剪切区、过渡区和应变集中区,应变集中区仅存在剪切面之上。2)规则型接触面的上剪切带厚度均值为33D_(50),远大于下剪切带9D_(50)和“光滑”接触面剪切带厚度20.4D_(50)。3)密实度对剪切带及其过渡区厚度的影响微弱,而粗糙度对其影响显著;法向应力、密实度对应变集中区厚度影响有限,应变集中区厚度随粗糙度的增大近似线性增大;应变集中区长度随粗糙度的增大先增大后减小,随密实度的增大近似线性增大,随法向应力增大而减小。4)随剪切位移增大,上剪切带厚度不断增大而下剪切带厚度先增大后保持基本不变,应变集中区的长度增大,但剪切位移对应变集中区厚度的影响有限。5)获得归一化剪切带厚度取值h_(t)/D_(50)与D_(50)的关系,在有限元模拟规则型结构与砂土的相互作用时,建议砂土体细化网格单元的范围不小于最大剪切带厚度37D_(50)。研究成果深化了砂土-规则型接触面剪切带变形特征的认识,可为大粗糙度、带肋桩的承载变形特性的精细化有限元模拟分析提供重要参考和依据。 展开更多
关键词 砂土-混凝土接触面 大型直剪试验 灌砂标记法 剪切带 细观变形
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改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥性能试验研究 被引量：2
2
作者 王瑞彩 吴腾 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期93-100,共8页
基于以废治废理念,提出了用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥的新思路,并开展了室内试验研究,测定了固化淤泥试样的含水率、无侧限抗压强度及抗剪强度指标。试验结果表明:垃圾焚烧底渣磨细粉和未研磨的原渣按1∶1比例混合时,具有最优的固... 基于以废治废理念,提出了用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥的新思路,并开展了室内试验研究,测定了固化淤泥试样的含水率、无侧限抗压强度及抗剪强度指标。试验结果表明:垃圾焚烧底渣磨细粉和未研磨的原渣按1∶1比例混合时,具有最优的固化性能;在最优混合比条件下,固化淤泥的无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均随龄期和改良垃圾焚烧底渣掺入比的增加而增大,含水率则相反;当改良垃圾焚烧底渣掺入比为35%时,固化淤泥28 d无侧限抗压强度达到了58.4 kPa,含水率由67.4%降至38.0%,采用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥是可行的。 展开更多
关键词 疏浚淤泥固化 垃圾焚烧底渣 含水率 无侧限抗压强度 黏聚力 内摩擦角
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基于拉拔试验的加筋土界面摩擦特性 被引量：1
3
作者 屈畅姿 曹峥 +2 位作者 刘泽 周详详 李梦竹 《深圳大学学报（理工版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期499-508,共10页
加筋土具有良好的工程性能,被广泛应用于加固路基和边坡支挡等领域,筋土界面摩擦强度对支挡结构的整体性和稳定性具有重要影响.为研究不同加筋土的界面摩擦特性,自制拉拔装置,对黏土-土工格栅、黏土-碳纤维布、黏土-土工格室和碎石土-... 加筋土具有良好的工程性能,被广泛应用于加固路基和边坡支挡等领域,筋土界面摩擦强度对支挡结构的整体性和稳定性具有重要影响.为研究不同加筋土的界面摩擦特性,自制拉拔装置,对黏土-土工格栅、黏土-碳纤维布、黏土-土工格室和碎石土-土工格室等4种加筋土进行拉拔试验.研究结果表明,4种加筋土中,土工格室与碎石土的界面摩擦强度最高,构成的加筋体承受变形的能力最强;黏土-碳纤维布构成的加筋体界面摩擦强度最低,但具有筋土间相互作用发挥较快、允许变形小的特点;不同加筋体的允许变形差别较大,在实际工程中应充分考虑.提出了一种考虑土工格室加强区的无黏性土-土工格室界面最大摩阻力计算理论模型,研究结果可为加筋土工程筋材选取提供参考. 展开更多
关键词 岩土工程 加筋土 拉拔试验 碎石土 界面摩擦强度 峰值位移 土工格室
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藏东南冰碛体剪切特性受冻融循环的影响及改良 被引量：1
4
作者 陈志敏 刘宝莉 +1 位作者 李宁 李江鹏 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期467-477,共11页
藏东南地区广泛分布着冰碛体堆积体,此土体严重影响工程安全。为了研究冰碛体的剪切性能并对其进行改良,运用相似原理配制出级配良好的冰碛体相似材料,分别在不同冻融循环次数和不同含水率的条件下,对冰碛体相似材料开展了直剪试验,同... 藏东南地区广泛分布着冰碛体堆积体,此土体严重影响工程安全。为了研究冰碛体的剪切性能并对其进行改良,运用相似原理配制出级配良好的冰碛体相似材料,分别在不同冻融循环次数和不同含水率的条件下,对冰碛体相似材料开展了直剪试验,同时掺入机油和粉煤灰外加剂进行三轴试验,研究其对冰碛体相似材料抗剪强度参数的影响。结果表明:(1)直剪试验过程中,随着垂直压力的增大,冰碛体的位移-剪应力曲线由弱应变软化型转变为弱应变硬化型。(2)含水率变化对冰碛体抗剪强度的升降受到冻融循环次数的影响。(3)冻融循环为5次是冰碛体材料抗剪强度的分界线。(4)机油和粉煤灰对冰碛体抗剪强度指标(咬合力和内摩擦角)的影响相反。 展开更多
关键词 冰碛体 相似材料 冻融循环 剪切特性 改良
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交通荷载下煤矸石路基填料累积变形PSO-BP神经网络预测模型 被引量：1
5
作者 张宗堂 肖天祥 +2 位作者 高文华 杨洋 衣利伟 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2024年第2期87-91,共5页
基于煤矸石路基填料大型动三轴试验结果,采用灰色关联分析法分析累积变形影响因子,确定了围压、压实度、级配参数、循环荷载振动次数4个特征参数。引入PSO算法对BP神经网络的权重、阈值进行全局寻优并赋值,提出了一种煤矸石路基填料累... 基于煤矸石路基填料大型动三轴试验结果,采用灰色关联分析法分析累积变形影响因子,确定了围压、压实度、级配参数、循环荷载振动次数4个特征参数。引入PSO算法对BP神经网络的权重、阈值进行全局寻优并赋值,提出了一种煤矸石路基填料累积变形PSO-BP神经网络预测模型。与传统BP神经网络模型对比结果验证了该预测模型的可行性和优越性,并通过不同学习程度下模型的预测效果分析了模型的泛化能力,证明了模型的预测潜力。 展开更多
关键词 煤矸石路基 累积变形预测 灰色关联分析 粒子群算法 BP神经网络
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TLJ型土工离心机数据采集系统更新升级
6
作者 翁效林 胡继波 +3 位作者 谢永利 岳夏冰 吴昊 张志强 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期59-63,共5页
长安大学TLJ-3土工离心机自2004年建成投入使用以来,已经运行18 a,为该系列运行时间最长的土工离心机。由于20世纪初电子设备集成性较低等原因,早期的TLJ型离心机数据采集系统逐渐无法满足现有试验数据的高精度、大数据量吞吐等采集需... 长安大学TLJ-3土工离心机自2004年建成投入使用以来,已经运行18 a,为该系列运行时间最长的土工离心机。由于20世纪初电子设备集成性较低等原因,早期的TLJ型离心机数据采集系统逐渐无法满足现有试验数据的高精度、大数据量吞吐等采集需求。基于无线传输技术消除了电滑环接触电阻变化对数据传输影响的问题,采用光纤集成多个传感器使得传感器小型化,采用非接触式位移场扫描实现地表的全断面监测,基于Open CV图像拼接技术解决了图像畸变的问题。升级改造后的TLJ-3土工离心机已服务于若干研究项目,性能良好。 展开更多
关键词 土工离心机 数据采集系统 升级改造 无线传输技术
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碱激发地聚物固化海相淤泥质软土抗压强度及固化机制研究
7
作者 刘景锦 罗昊鹏 +2 位作者 雷华阳 郑刚 程雪松 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2745-2754,共10页
海相淤泥质软土富含各类可溶性盐和有机质,使用水泥进行固化时易出现劣化效应。为了解决传统硅酸盐水泥固化常出现加固失效的工程问题,以NaOH为碱激发剂,使用地聚物-水泥联合固化海相淤泥质软土,研究水泥与地聚物掺量比、碱激发剂含量... 海相淤泥质软土富含各类可溶性盐和有机质,使用水泥进行固化时易出现劣化效应。为了解决传统硅酸盐水泥固化常出现加固失效的工程问题,以NaOH为碱激发剂,使用地聚物-水泥联合固化海相淤泥质软土,研究水泥与地聚物掺量比、碱激发剂含量和养护龄期对固化土无侧限抗压强度的影响,并采用扫描电镜和X射线衍射试验分析碱激发地聚物固化海相淤泥质软土的微观形态和水化产物,进一步揭示其固化机制。研究结果表明:单独加入NaOH对水泥土强度的提升并不明显,水泥土强度并不会随着碱激发剂含量的增加而显著提高。同时不同钙系地聚物的固化效果差异显著:矿渣地聚物固化土早期强度增长迅速,后期强度增长缓慢,其无侧限抗压强度随NaOH含量的增加先增加后降低,随矿渣的掺量增加而提高。粉煤灰地聚物固化土强度增长较慢,NaOH含量越高其无侧限抗压强度越大,且强度随粉煤灰的掺量增加而降低。将1/2的水泥以矿渣替代,固化土28 d强度最高可达6.19 MPa,相较于水泥土提升了107.5%。而使用同样比例的粉煤灰替代,其28 d强度最高仅为3.012 MPa。微观试验分析表明碱激发剂和地聚物的加入,可促进可溶盐水化结晶和有机质碱性环境降解,有效增加有效水化产物,增强颗粒间的凝聚力使得土体结构更加紧密,宏观上表现为固化土强度的提升。研究结果可为解决水泥加固海相淤泥软土所引起的实际技术问题提供理论指导。 展开更多
关键词 海相淤泥质软土 地聚物 碱激发 无侧限抗压强度 固化机制
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围压和裂隙倾角对花岗岩力学行为的影响研究
8
作者 王春萍 刘建锋 +2 位作者 刘健 王璐 薛福军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期578-586,共9页
含裂隙围岩的力学行为对高放废物地质处置库的长期稳定和安全至关重要。为研究围压和裂隙倾角对花岗岩围岩力学行为的影响,以完整花岗岩和含不同倾角贯通单裂隙的花岗岩为研究对象,开展了单轴压缩和三轴压缩试验研究。结果表明:0~10 MP... 含裂隙围岩的力学行为对高放废物地质处置库的长期稳定和安全至关重要。为研究围压和裂隙倾角对花岗岩围岩力学行为的影响,以完整花岗岩和含不同倾角贯通单裂隙的花岗岩为研究对象,开展了单轴压缩和三轴压缩试验研究。结果表明:0~10 MPa围压范围内,倾角30°和60°裂隙花岗岩分别发生了穿裂隙面破坏和沿裂隙面滑移破坏;随围压升高,倾角45°裂隙花岗岩由复合破坏转变为穿裂隙面破坏,后又在10 MPa围压条件下再次转变为倾斜“Z”字型裂纹的复合破坏。围压的存在制约了预制裂隙面的劣化作用。三轴压缩条件下低倾角裂隙花岗岩的抗压强度及变形发展曲线与完整花岗岩的结果相近,试样峰值破坏时的轴向应变在围压0,2,5,10MPa条件下分别约为0.38%,0.49%,0.59%和0.75%。沿裂隙面滑移破坏试样的抗压强度以及峰值破坏时的轴向应变均显著低于穿裂隙面破坏试样的相关结果,且其抗压强度与试验前后裂隙面的分形维数差值符合幂函数增长关系。 展开更多
关键词 北山花岗岩 裂隙 三轴压缩 破坏形式 高放废物地质处置
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高摩阻超静定土工格栅在粗粒土夹层中的剪胀作用研究
9
作者 崔新壮 姜鹏 +2 位作者 王艺霖 金青 陈璐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期141-152,共12页
在加筋土工程中,采用异型格栅和设置粗粒土夹层可以有效增强筋土相互作用。然而粗粒土夹层厚度的确定方法仍有待进一步研究。基于一种带有凸起节点结构的高摩阻超静定土工格栅(high resistance hyperstatic geogrids,简称HRHG)与砾石的... 在加筋土工程中,采用异型格栅和设置粗粒土夹层可以有效增强筋土相互作用。然而粗粒土夹层厚度的确定方法仍有待进一步研究。基于一种带有凸起节点结构的高摩阻超静定土工格栅(high resistance hyperstatic geogrids,简称HRHG)与砾石的直剪试验结果,建立了剪切硬化筋土界面的剪胀本构模型,并进一步研究了筋土剪胀应力在土体内引起附加应力的分布规律。通过开展不同法向压力(30、50、80 kPa)下的直剪试验,研究了不同粗粒土夹层厚度(60、100、140、180 mm)对筋土相互作用的影响,并与筋土界面剪胀应力的分布规律进行了对比分析。结果表明,筋土界面剪胀本构模型可以有效计算剪缩位移和剪胀位移,且最终剪胀位移随法向压力增加而减小。由界面剪胀应力引起的粗粒土中附加应力随着与筋土界面距离的增加而降低,但是剪胀范围逐步增大。粗粒土夹层厚度的增加可以有效提高界面剪切强度,但存在最优夹层厚度使界面剪切强度的增幅迅速降低。最优夹层厚度随着法向压力的增加而减小。通过对比分析最优夹层厚度与剪胀应力比之间的关系,提出了基于筋土界面剪胀本构模型的确定最优夹层厚度的半经验公式,可为HRHG在工程中的设计或应用提供参考。 展开更多
关键词 超静定土工格栅 筋土相互作用 直剪试验 剪胀应力 粗粒土夹层
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新型EICP注浆固化砂质黏性紫色土力学性能试验研究
10
作者 黎桉君 刘鹏 +4 位作者 张静 汪时机 李贤 梅立奎 牛作鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2429-2438,共10页
紫色土广泛分布于中国三峡库区,受极端环境与气候影响,土体结构和力学性能退化严重,可采用生物矿化技术(MICP/EICP)进行加固处理,然而紫色土呈砂质黏性,渗透性弱,传统方法的固化效果有限,为此,引入一种单相低pH负压注浆的新型EICP技术... 紫色土广泛分布于中国三峡库区,受极端环境与气候影响,土体结构和力学性能退化严重,可采用生物矿化技术(MICP/EICP)进行加固处理,然而紫色土呈砂质黏性,渗透性弱,传统方法的固化效果有限,为此,引入一种单相低pH负压注浆的新型EICP技术。通过表面硬度、无侧限抗压强度、碳酸钙含量、SEM和XRD测试对比分析预拌合、单相低pH注浆、双相低pH负压注浆和单相低pH负压注浆法的固化效果,结果表明:50g/L脲酶浓度和1.2mol/L胶结液浓度为EICP注浆固化紫色土的最适浓度;单相低pH负压注浆法可使表面硬度增加9.1%,对无侧限抗压强度和刚度的提升达到84.44%,144.37%,且能够明显提高碳酸钙含量和胶结均匀性,在4种固化方法中效果最优。结果表明新型EICP单相低pH负压注浆法对砂质黏性紫色土力学性能的改善是有效的,在细粒土加固方面具有潜在应用价值。 展开更多
关键词 脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP) 脲酶浓度 固化方法 无侧限抗压强度 胶结均匀性
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椰糠-黏土植生基材崩解特性试验
11
作者 蒋必凤 晏超 +1 位作者 李淑敏 杜慧慧 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期132-140,共9页
以三亚学院校内10~30 cm土层的黏土(过孔径2 mm土壤筛)、直径小于等于2 mm的椰糠为试验材料,以黏土质量为基准,选择占黏土质量0~15%的椰糠、含水率30%~70%,按照正交试验方案设计3组配合比,将黏土、椰糠、水进行充分搅拌混合,装入直径50.... 以三亚学院校内10~30 cm土层的黏土(过孔径2 mm土壤筛)、直径小于等于2 mm的椰糠为试验材料,以黏土质量为基准,选择占黏土质量0~15%的椰糠、含水率30%~70%,按照正交试验方案设计3组配合比,将黏土、椰糠、水进行充分搅拌混合,装入直径50.46 mm、高50 mm的环刀内制作试块(试验样品);将试块在室内自然环境中分别放置0、1、3、5、7、9 d,利用自制崩解仪进行崩解试验,每隔1 min测定试块在水中的质量(设置最长崩解时间为30 min),计算崩解量(试块崩解的质量占试块初始质量的比例);分析初始含水率、椰糠质量比例、放置时间3个因素对椰糠-黏土植生基材崩解特性的影响。结果表明:不同质量比例的椰糠、黏土、水,搅拌混合后,形成干松、湿润、泌水、泥浆、泥水5种状态。初始含水率、椰糠质量比例、放置时间3个因素协同作用,影响植生基材试块成型后的内部结构,影响崩解现象和最终累计崩解量。初始含水率、椰糠质量比例不同,试块水稳定性形成的机理不同,添加椰糠后,需要增加初始含水率才能使试块形成稳定的内部结构,椰糠质量比例越高,需要的初始含水率则越高。40%、70%初始含水率试块的累计崩解量最高。若初始含水率达到50%,随着椰糠质量比例增加,最终累计崩解量减小;但放置时间达到7 d后,椰糠质量比例超过10%试块的最终累计崩解量反而降低;放置时间少于3 d的试块,试块未全部成型,成型试块放入水中崩解速率较快,5~10 min内大部分试块完全崩解;放置时间达到3 d后,试块放入水中产生吸水现象;放置时间在5~7 d,抗崩解能力达到最大值。综合试验研究结果,建议工程实践中,采用50%~60%初始含水率和10%~13%椰糠质量比例配置制作椰糠-黏土植生基材,此时基材抗崩解性能较好;当边坡刚喷射完基材时必须采取防雨措施。 展开更多
关键词 植生基材 崩解特性 椰糠 黏土
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基于胞元模型的土体应变局部化试验与机理研究
12
作者 侯世伟 侯金招 +2 位作者 杜修力 孟素云 曲金红 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期64-68,共5页
土体的碎散性和天然性使其变形和强度特性具有明显的尺度效应,所以研究土体应变局部化过程,不能忽略级配颗粒的分布和比例关系,须从多个尺度层面表征宏观力学特性。基于胞元模型理论,将土体视作由加强颗粒和基质组成的散体材料,通过三... 土体的碎散性和天然性使其变形和强度特性具有明显的尺度效应,所以研究土体应变局部化过程,不能忽略级配颗粒的分布和比例关系,须从多个尺度层面表征宏观力学特性。基于胞元模型理论,将土体视作由加强颗粒和基质组成的散体材料,通过三轴压缩试验研究不同加强颗粒粒径试样的内禀尺度规律,并通过数值模拟方法研究了细观层面剪切带的形成过程和启动机理;引入平均应变能释放系数,量化了土体在到达峰值应力之后试样整体的应变能转化情况,再现了多带的启动和渐进竞争过程。结果表明:不同尺度的加强颗粒强度试验说明颗粒的非连续性使土体具有尺寸效应,内禀尺度与粒径之比随加强颗粒尺度增大而减小。在应力峰值前非弹性耗散能增加,引发应变局部化;峰值后,剪切带内应变急速增大,带外发生回弹。 展开更多
关键词 尺度效应 内禀尺度 剪切带 三轴压缩试验
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高围压状态下堆石料湿化变形特性
13
作者 左永振 张贵科 +2 位作者 孙向军 潘家军 周跃峰 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第4期119-123,共5页
堆石料是土石坝的主要填筑材料,其湿化变形特性对土石坝蓄水期变形有显著影响。对两河口水电站的2种筑坝堆石料,采用单线法分别开展围压为0.5、1.0、2.0、3.0 MPa的大型三轴湿化变形试验。结果表明:随着应力水平和围压增加,堆石料轴向... 堆石料是土石坝的主要填筑材料,其湿化变形特性对土石坝蓄水期变形有显著影响。对两河口水电站的2种筑坝堆石料,采用单线法分别开展围压为0.5、1.0、2.0、3.0 MPa的大型三轴湿化变形试验。结果表明:随着应力水平和围压增加,堆石料轴向湿化变形和体积湿化变形都显著增大,与中低围压下的湿化变形规律相近。高围压下的各向等压湿化变形,堆石料体积湿化应变与围压在双对数坐标中仍服从直线关系,轴向湿化应变与围压不再满足直线关系。高围压下的偏压湿化变形,堆石料体积湿化应变与轴向湿化应变之比一般在0~2范围内,与围压呈现近似水平发展趋势,随应力水平的增加而逐渐降低。采用六参数湿化模型,仍能准确表达轴向湿化变形、体积湿化变形随应力水平、围压的变形规律。 展开更多
关键词 堆石料 湿化变形 单线法 高围压状态 应力水平
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珊瑚砂与土工格栅界面的剪切特性及本构模型
14
作者 陈建峰 刘哲宁 +2 位作者 向烨 马超 高俊丽 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1509-1516,共8页
采用南海原位级配珊瑚砂和聚丙烯双向土工格栅,开展了不同法向应力下珊瑚砂和筋土界面大型直剪试验。试验结果表明,珊瑚砂和筋土界面剪应力—剪切位移曲线呈现明显的应变软化特征,峰值抗剪强度线呈现双折线形态,残余抗剪强度线则呈现较... 采用南海原位级配珊瑚砂和聚丙烯双向土工格栅,开展了不同法向应力下珊瑚砂和筋土界面大型直剪试验。试验结果表明,珊瑚砂和筋土界面剪应力—剪切位移曲线呈现明显的应变软化特征,峰值抗剪强度线呈现双折线形态,残余抗剪强度线则呈现较好的线性关系;各级法向应力下珊瑚砂与土工格栅界面摩擦比均值达到1.37左右,远高于石英砂与土工格栅界面摩擦比,说明在珊瑚砂中加筋能充分发挥加筋效果;珊瑚砂和筋土界面在剪切过程中总体上经历了相对剪缩—相对剪胀—相对剪缩的过程,对珊瑚砂加筋可显著减小其剪缩变形;珊瑚砂和筋土界面直剪试验试样的相对破碎率接近,均随法向应力的增大而增大,但增幅逐渐趋缓。采用邓肯—张模型和剪切软化模型分别描述南海原位级配珊瑚砂与聚丙烯双向土工格栅界面峰前和峰后剪应力—剪切位移曲线,所建立的筋土界面本构模型能够很好地反映其剪切特性。 展开更多
关键词 珊瑚砂 土工格栅 大型直剪试验 颗粒级配 本构模型
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黄土盾构隧道开挖围岩扰动特性模型试验研究
15
作者 韩兴博 陈子明 +3 位作者 叶飞 梁晓明 冯浩岚 夏天晗 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期968-977,共10页
为了探究不同含水率和埋深等工况下的黄土盾构隧道开挖对围岩的扰动作用特征,采用相似模型试验,首先通过三轴试验测定了不同含水率下原状黄土物理参数及强度指标,通过大量试配得到了不同含水率下与原状黄土强度指标参数相似的试验用土... 为了探究不同含水率和埋深等工况下的黄土盾构隧道开挖对围岩的扰动作用特征,采用相似模型试验,首先通过三轴试验测定了不同含水率下原状黄土物理参数及强度指标,通过大量试配得到了不同含水率下与原状黄土强度指标参数相似的试验用土。其后,考虑盾构隧道盾尾间隙特征,开展不同含水率及埋深等组合工况下盾构开挖模拟试验,通过微型土压力传感器、百分表等监测元件以及数字图像技术等手段,分析了不同工况下地层变形、地表沉降和围岩应力的变化规律。研究发现:含水率较低时,围岩的自稳能力强;含水率越高,埋深越大,开挖对地层的扰动作用也越大;地表最大沉降值与含水率呈正相关,与埋深呈负相关;围岩剩余应力随含水率和埋深的增大而增大,但当含水率增大至一定值(26.6%)时,围岩剩余应力骤减;基于不同含水率下的围岩应力及变形发展规律,可将黄土含水率分为自稳、形变以及松动含水率,基于含水率和埋深引起的围岩松动情况,可将不同工况下的黄土盾构隧道围岩压力作用模式按照形变压力和松动压力计算,以更加适应黄土地层的特性。 展开更多
关键词 黄土盾构隧道 相似模型试验 含水率 埋深 围岩变形 应力
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含弱渗透夹层饱和砂土液化后水膜形成的数值模拟
16
作者 王炳辉 魏文豪 +2 位作者 金丹丹 许帅 张雷 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期725-731,共7页
针对含弱渗透夹层饱和砂土液化产生水膜对砂土强度和变形指标分布产生的影响,建立了一维饱和砂土液化水膜的有限差分模型,对含弱渗透细砂夹层的饱和砂土液化过程中水膜形成的机制及其发展、消散过程进行模拟,分析土层尤其是夹层的特性... 针对含弱渗透夹层饱和砂土液化产生水膜对砂土强度和变形指标分布产生的影响,建立了一维饱和砂土液化水膜的有限差分模型,对含弱渗透细砂夹层的饱和砂土液化过程中水膜形成的机制及其发展、消散过程进行模拟,分析土层尤其是夹层的特性参数与水膜变化之间的关系.结果表明:超孔隙水压力消散过程中会出现明显的平台阶段,其起、止点时刻正好与水膜最大厚度形成和水膜消失时刻具有较好的对应关系;水膜的形成和发展与高孔压的持续时间密切相关,含弱渗透夹层中,其下方会产生水膜,且饱和砂土中高孔压作用的时长较无夹层明显延长,从而对土体变形产生不利影响;通过与已有试验结果的对比分析,验证了该模型的合理性. 展开更多
关键词 水膜 饱和砂土 孔压消散 弱渗透夹层 土体应变 数值模拟
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基于离心机和数值模拟的深基坑开挖支护结构受力和变形研究
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作者 孙慧 李从安 +1 位作者 李波 王志鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期114-118,共5页
依据实际基坑开挖和支护结构工程特性进行模型概化,得出适合的离心模型试验方案,采用离心模型试验分析超深基坑开挖过程支护结构工程的受力和变形分布规律特征。同时建立三维有限元模型对圆形基坑开挖过程中支护结构的变形进行数值模拟... 依据实际基坑开挖和支护结构工程特性进行模型概化,得出适合的离心模型试验方案,采用离心模型试验分析超深基坑开挖过程支护结构工程的受力和变形分布规律特征。同时建立三维有限元模型对圆形基坑开挖过程中支护结构的变形进行数值模拟,并将试验和数值计算结果进行对比分析。结果表明:支护结构水平位移模式为两头小,中间大的“涨肚型变形”;并且随着基坑深度的加深,地下连续墙水平位移最大值点逐渐下移;地表沉降呈凹槽形沉降形式,随着开挖的进行,沉降槽底部向着远离基坑的方向发展;地连墙背后土压力变化值呈非线性,开挖初期,土压力沿深度变化很小,但随着开挖的进行,土压力变化量逐渐增大;数值分析与离心模型试验的开挖支护结构变形特征结果较相近。研究成果可为基坑开挖设计切实有效的支护结构提供科学依据。 展开更多
关键词 深基坑 开挖 支护结构 变形 离心机 数值模拟
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强震损伤格栅墙处理地基抗液化性能离心模型试验研究
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作者 周燕国 曹渊 +1 位作者 石川明 陈云敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期11-15,共5页
水泥土格栅墙能有效减缓被围束土体在地震作用下的剪切荷载及变形,已广泛应用为一种高效的抗液化对策。针对其长期服役过程,开展了两组超重力离心模型试验以研究强振历史对水泥土格栅墙内被围束土体液化响应的影响。两组模型均由15 m厚... 水泥土格栅墙能有效减缓被围束土体在地震作用下的剪切荷载及变形,已广泛应用为一种高效的抗液化对策。针对其长期服役过程,开展了两组超重力离心模型试验以研究强振历史对水泥土格栅墙内被围束土体液化响应的影响。两组模型均由15 m厚的易液化含黏粒砂土和2.5 m厚的粗砂层组成。其中,一组模型采用水泥土格栅墙对易液化层进行加固;另一组模型则未进行处理,作为自由场地对照组。两组模型均经历振幅为0.15g的振动事件,且在0.15g振动事件前,对两组模型施加振幅为0.4g的振动事件作为强振历史。试验结果表明,格栅墙在强振下主要的损伤模式表现为竖向贯穿型裂缝,并部分伴随有局部斜向裂缝,且外侧格室对于中心格室表现出类似于群桩基础的“遮蔽效应”。强振历史后,格栅墙中心格室内被围束土体的超静孔压显著低于自由场地,损伤后格栅墙仍具有良好的抗液化效果。同时,格栅墙由于强振后整体刚度的削弱,其与下卧粗砂层间的剪切变形显著减小。 展开更多
关键词 地震液化 水泥土格栅墙 地基处理 离心机模型试验 地震历史
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水位升降过程中细粒流失促进堆石料湿化变形的试验研究
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作者 王刚 任恒萱 +2 位作者 金伟 乐建华 黄辉 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期428-436,共9页
堆石料在周期性水位循环升降作用下会产生细粒流失现象,从而加剧堆石料的湿化变形。以某发生显著后期变形的心墙堆石坝的上游堆石料为研究对象,采用侧限压缩潜蚀试验装置,针对连续和间断两种颗粒级配的试样,对比开展了恒定水位和升降水... 堆石料在周期性水位循环升降作用下会产生细粒流失现象,从而加剧堆石料的湿化变形。以某发生显著后期变形的心墙堆石坝的上游堆石料为研究对象,采用侧限压缩潜蚀试验装置,针对连续和间断两种颗粒级配的试样,对比开展了恒定水位和升降水位条件下的单轴固结湿化变形试验,得到了轴向应变和细粒流失量的发展过程。试验结果证实,周期性水位升降引起的细粒流失会促进湿化变形的发展,其影响程度与颗粒级配、竖向压力、水位升降速率及初始含水率有关。连续级配试样的内部稳定性优于间断级配试样,细粒流失量更少,因此提高堆石料级配的连续性会降低细粒流失对湿化变形的促进作用。增大竖向压力会提高堆石料内部颗粒间约束力,降低细粒流失量,从而降低细粒流失对湿化变形的促进作用。水位升降速率的提高会增大水对颗粒的渗透力,从而增大细粒流失量,加大湿化变形。增大初始含水率会提高堆石料的压实性,颗粒排列更紧密,细粒流失困难,降低了细粒流失对湿化变形的促进作用。 展开更多
关键词 岩土力学 堆石料 湿化变形 细粒流失 周期性水位升降
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单轴压缩垃圾液污染黄土电阻率特征试验研究
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作者 刘华 冯洪峰 +2 位作者 王宝 孟令俭 胡文乐 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期1152-1159,共8页
为研究不同含水率、垃圾渗滤液浓度的原状污染黄土电阻率与压缩特征之间的关联,人工配置垃圾渗滤液对黄土进行预污染,制备了不同含水率、不同污染液浓度侵扰的黄土试样,并基于Fukue提出的固结仪-电阻率试验原理进行室内试验,分析了不同... 为研究不同含水率、垃圾渗滤液浓度的原状污染黄土电阻率与压缩特征之间的关联,人工配置垃圾渗滤液对黄土进行预污染,制备了不同含水率、不同污染液浓度侵扰的黄土试样,并基于Fukue提出的固结仪-电阻率试验原理进行室内试验,分析了不同含水率和渗滤液浓度对电阻率的影响,进一步探讨了各含水率下不同污染试样压缩系数与电阻率特征值之间的定量关系。结果表明:污染液侵入后会导致土体电阻率急剧降低,不同污染浓度试样间电阻率的差值较小;低含水率时电阻率对水分的响应度更高,随含水率升高,响应度开始降低;在0~100 kPa应力下,电阻率出现骤降,当应力增加至100 kPa后,电阻率逐渐稳定;以垃圾渗滤液含水状态为中间变量,进一步拟合了压缩系数与电阻率特征值之间的关系,其呈现出指数递减趋势;最后提出不同孔隙水化学溶液下的利用电阻率特征值评价黄土受垃圾渗滤液污染程度影响的工程分级评价建议。 展开更多
关键词 垃圾渗滤液 原状黄土 压缩试验 电阻率特征 工程评价指标
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