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基于CEEMDAN-SSA-ELM-LSTM模型的地铁车站深基坑支护桩水平变形预测
1
作者 刘彦伟 彭洁 +4 位作者 任连伟 高保彬 郭佳奇 王泽武 韩红凯 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期34-46,共13页
灾害监测与预测是岩土工程领域至关重要的任务之一,但工程监测数据中的非平稳性和非线性一直是预测的难点。为应对此挑战,引入数据驱动算法极限学习机(ELM)、长短时记忆神经网络模型(LSTM),结合自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN... 灾害监测与预测是岩土工程领域至关重要的任务之一,但工程监测数据中的非平稳性和非线性一直是预测的难点。为应对此挑战,引入数据驱动算法极限学习机(ELM)、长短时记忆神经网络模型(LSTM),结合自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和麻雀搜索算法(SSA),提出了一种改进的地铁车站深基坑变形组合预测模型。首先,通过CEEMDAN将支护桩水平位移序列分解为趋势项和波动项,降低数据的非平稳性。其次,为充分考虑分解序列差异的非线性特征,分别采用SSA优化后的ELM和LSTM模型对低频趋势项与高频波动项进行预测,并将结果叠加重构为最终预测值。最后,以郑州市某地铁车站深基坑为例,通过设置消融实验、对比实验和泛化性验证实验,系统评估了模型的准确性与实用性。结果表明:该模型在精度和稳定性方面显著优于其他模型,其中R2提升了2.88%~23.62%,RMSE和MAPE分别降低了6.63%~41.13%、8.08%~64.79%。这充分说明模型在应对数据非平稳性和捕捉非线性特征方面表现出色,具备良好的可靠性和广泛的应用前景,可为岩土工程中的灾害防治提供新的思路和技术支持。 展开更多
关键词 基坑工程 支护桩 变形监测 组合预测 深度学习
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损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律研究
2
作者 林志斌 李亚豪 +2 位作者 林培忠 张勃阳 杨大方 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期154-163,共10页
目的为分析上覆溶洞对隧道的影响,进行损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律的研究。方法以重庆市双碑隧道工程为背景,基于三线性应变软化模型建立岩体损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D对隧道开挖通过上覆溶洞过程中的围岩变形、... 目的为分析上覆溶洞对隧道的影响,进行损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律的研究。方法以重庆市双碑隧道工程为背景,基于三线性应变软化模型建立岩体损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D对隧道开挖通过上覆溶洞过程中的围岩变形、塑性区、渗透系数和涌水量进行数值模拟分析,并对比分析了不考虑岩体损伤-渗流耦合作用和不同溶洞水压对上覆溶洞隧道突水灾变特征的影响。结果上覆溶洞水压为1.8 MPa时,隧道开挖通过上覆溶洞中心5.0 m后,隧道围岩在溶洞与隧道间产生2条“八字形”的导水裂隙带,导致溶洞与隧道间岩体整体滑动约600 mm,整个滑动体近似梯形,其顶、底、高分别为3.6,9.6,8.4 m;隧道开挖未到达上覆溶洞时,其最大涌水量不超过0.01 m^(3)/s,而通过上覆溶洞中心0,2.5,5.0 m后,其最大涌水量分别为0.022,0.185,0.743 m^(3)/s;上覆溶洞水压为1.2,1.8,2.4 MPa时,隧道通过上覆溶洞后的最大涌水量分别为0.031,0.0743,1.365 m^(3)/s。结论隧道开挖通过上覆溶洞过程中,上覆溶洞水压超过临界值时,隧道会发生冒顶坍塌和突水事故,且突水表现出一定的滞后性和大体量性;溶洞水压越大,隧道会越早突水,最终突水量越高;为模拟再现岩溶隧道开挖过程中的突水灾变时空演化过程,必须考虑岩体的损伤-渗流耦合作用。本文研究成果可为岩溶隧道工程围岩稳定控制提供重要依据。 展开更多
关键词 溶洞 隧道 损伤-渗流耦合 突水 渗透系数 涌水量
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往返渗流与干湿循环诱发土壤结构损伤的协同效应分析
3
作者 陈勇 夏雨 +2 位作者 闵泽鑫 夏振尧 王世梅 《农业工程学报》 北大核心 2025年第5期57-67,共11页
库水位周期涨落会促使消落带土壤经历往返渗流和干湿循环作用,潜蚀和干裂诱发的土壤结构损伤是三峡库区水土流失的关键诱因。为探究潜蚀和干裂的演化进程和协同效应,采用自主研制的模拟试验系统,针对不良级配土壤,分别完成多周期的往返... 库水位周期涨落会促使消落带土壤经历往返渗流和干湿循环作用,潜蚀和干裂诱发的土壤结构损伤是三峡库区水土流失的关键诱因。为探究潜蚀和干裂的演化进程和协同效应,采用自主研制的模拟试验系统,针对不良级配土壤,分别完成多周期的往返渗流与干湿循环的单独作用及二者交替联合作用,监测土壤内细颗粒流失规律和表层裂隙发育进程。结果表明:往返渗流单独作用下壤中潜蚀通道发展呈现随机性和持续性,干湿循环单独作用下壤表裂隙发育具有记忆性和缓增性,壤中细颗粒流失率和壤表裂隙率均表现为随周期次数而增多并逐渐趋稳;二者交替联合作用下,壤中潜蚀会形成渗流孔洞,并破坏土壤连续性,同时增加表层细粒含量,进而导致裂隙发育加剧;壤表开裂也会加速细颗粒从土中剥离,并增大优势通道的扩展,从而提高随后试验周期的颗粒流失率;经历5个周期联合作用下的颗粒累积流失率比往返渗流单独作用高116.67%、壤表裂隙率比干湿循环单独作用高73.33%,对土壤结构损伤具有显著的协同加剧效应。研究成果对加深消落带土壤结构损伤机制的认知、揭示水土流失和岸线后退演化规律具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 水土流失 往返渗流 干湿循环 颗粒流失率 裂隙率 结构损伤
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含软弱夹层复合层状试样力学行为及能量演化特性研究
4
作者 刘学伟 雷俊强 +3 位作者 刘滨 姚文杰 白纪成 刘泉声 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期126-140,共15页
工程中广泛存在的复合层状围岩的软弱层几何特征(倾角和厚度)对岩体稳定性的影响至关重要。为研究软弱层厚度及倾角对复合层状岩体的力学行为影响,首先,开展了含不同软弱层倾角(0°、30°、45°、60°)和厚度(1、2、3、... 工程中广泛存在的复合层状围岩的软弱层几何特征(倾角和厚度)对岩体稳定性的影响至关重要。为研究软弱层厚度及倾角对复合层状岩体的力学行为影响,首先,开展了含不同软弱层倾角(0°、30°、45°、60°)和厚度(1、2、3、4 cm)的复合层状岩体试样的单轴压缩试验,试验结果表明,随着软弱层倾角增加,试样的峰值强度和弹性应变能密度逐渐下降,但下降幅度随厚度的增加而降低,同时试样破坏模式由非层理面内张拉或整体破坏转为层理内滑移破坏;随着软弱层厚度的增加,试样的峰值强度逐渐减小,试样的破坏模式由沿层理面滑移转为层理面滑移与轴向劈裂的组合破坏模式。其次,通过最大信息系数分析表明,软弱层的厚度和倾角分别为试样力学特性与能量特性的主控制因素。最后,基于能量理论分析并结合峰前弹性应变能比和耗散能比,发现软弱层的不同倾角和厚度导致能量释放模式不同,进而影响试样的破坏模式和强度特征。研究结果揭示了软弱层对复合层状围岩的重要影响规律,对类似岩体的稳定性分析具有实际的参考价值。 展开更多
关键词 复合层状岩石 软弱层 几何关系 力学特征 能量特性
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南黄海大丰海域海洋土动剪切模量和阻尼特征研究
5
作者 陈蕾 冀卫东 +3 位作者 陶小三 李荣富 王海波 朱海伦 《林业工程学报》 北大核心 2025年第2期156-164,共9页
为探究南黄海大丰地域海洋土的动模量阻尼特性,对该海域0~200 m深度范围内各地层土类开展GDS循环三轴测试研究。结果表明:该区域土动剪切模量和阻尼各个应变下分布基本满足正态分布,模量比变异系数与剪应变之间呈正相关,而阻尼比则相反... 为探究南黄海大丰地域海洋土的动模量阻尼特性,对该海域0~200 m深度范围内各地层土类开展GDS循环三轴测试研究。结果表明:该区域土动剪切模量和阻尼各个应变下分布基本满足正态分布,模量比变异系数与剪应变之间呈正相关,而阻尼比则相反,总体上阻尼比的变异性比模量更突出,土类对变异性有显著影响。对比我国其他海域海洋土,该海域各地层土剪切模量总体不高,阻尼则在1×10^(-6)~5×10^(-4)应变范围内发展缓慢,5×10^(-4)以后发展较快导致最终阻尼偏大,相应G/G_(max)-γ、λ-γ曲线整体表现出较弱的非线性以及滞后性的区域动力特征。G_(max)随土层深度呈现出持续递增的趋势,且粉土的增长速率最大,埋深对南黄海大丰海域海洋土最大动剪切模量影响相对其他海域不显著。综合研究结果,给出了南黄海大丰海域典型地层海洋土不同埋深下的推荐值,为该海域内海洋建设工程的地震安全性评价工作以及未来海域地震区划的开展提供重要的借鉴与参考。 展开更多
关键词 海洋土 动剪切模量 阻尼比 动三轴试验
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缓冲层-桩板墙组合支护膨胀土边坡现场试验研究
6
作者 杨果林 李文生 +3 位作者 段君义 杨啸 李兴瑷 夏晓鹏 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期24-33,共10页
为研究缓冲层对桩板墙结构支护膨胀土边坡的力学与变形特性的影响,以湖北当阳某铁路膨胀土边坡的桩板墙-缓冲层[包括聚苯乙烯泡沫(EPS)缓冲层和袋装砂石缓冲层2种]组合支护结构为对象,通过实施现场试验,分析气候环境作用下该组合支护结... 为研究缓冲层对桩板墙结构支护膨胀土边坡的力学与变形特性的影响,以湖北当阳某铁路膨胀土边坡的桩板墙-缓冲层[包括聚苯乙烯泡沫(EPS)缓冲层和袋装砂石缓冲层2种]组合支护结构为对象,通过实施现场试验,分析气候环境作用下该组合支护结构中的土体湿度、桩身位移、板后土压力及桩与板弯矩的变化规律,揭示不同缓冲层情况下膨胀土边坡-缓冲层-桩板墙组合支护结构的相互作用及其协同的力学与变形关系.结果表明:相比于袋装砂石缓冲层,EPS缓冲层能够更有效地降低侧向膨胀压力,在本试验中测得最大消减率为69%.同时,EPS缓冲层能够及时响应气候环境引起的膨胀土胀缩变化,继而动态改善板后侧向总土压力的分布,而袋装砂石缓冲层对气候环境的响应能力明显相对较弱.膨胀土边坡-EPS缓冲层-桩板墙结构三者之间能够形成稳定的协调相互作用,进而降低膨胀土膨胀特性对桩间板弯矩的影响. 展开更多
关键词 膨胀土边坡 桩板墙结构 EPS缓冲层 侧向膨胀压力 桩身弯矩
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高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性
7
作者 曾召田 张瀚彬 +2 位作者 吕海波 车东泽 潘斌 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期49-56,共8页
在深地质处置库运营过程中,作为缓冲层材料的膨润土将长期处于高温强碱环境中,其物理性能会随时间发生劣化效应。为探讨高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性,对MX-80膨润土粉末进行不同时长(t=0、15、30、45、60、90 d)的高温强碱作... 在深地质处置库运营过程中,作为缓冲层材料的膨润土将长期处于高温强碱环境中,其物理性能会随时间发生劣化效应。为探讨高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性,对MX-80膨润土粉末进行不同时长(t=0、15、30、45、60、90 d)的高温强碱作用预处理(温度T=90℃,碱溶液浓度CNaOH=0.5 mol/L),通过室内试验研究了MX-80膨润土的比重、比表面积和膨胀指数等物理性能指标随反应时长t的变化规律,并选择部分代表性试样进行X射线衍射(XRD)试验和热重分析(TGA)试验,从微观角度对高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性进行解释。结果表明,高温强碱作用预处理后,MX-80膨润土的比重、比表面积和膨胀指数在0~45 d内急剧下降,45 d后趋于稳定,90 d后三者降幅分别为13.6%、18.5%、58.1%;膨润土的主要矿物蒙脱石含量大幅减少,钠长石含量有所增加,90 d后二者变化量分别为-23.3%、+3.7%;膨润土颗粒吸附的自由水、弱结合水和强结合水的含量减少,90 d后三者含量分别减少2.84%、0.13%、0.24%;高温强碱条件下膨润土物理性能随时间发生劣化效应的根本原因在于膨润土中有效成分蒙脱石发生溶解,其含量下降导致比重、膨胀指数和比表面积降低。 展开更多
关键词 膨润土 高温强碱条件 物理性能 时效性 蒙脱石溶解
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煤矸石等煤基固废人工造土造地的实践与展望
8
作者 白冰 雷宏武 +2 位作者 崔银祥 周洪 马腾 《环境影响评价》 2025年第2期17-22,共6页
煤基固废人工造土造地作为近年来的一种新兴技术路线,凭借其在大规模、低成本处置利用煤基固体废物方面的潜力,正受到政府、产业界和学术界各方的高度重视。本文介绍了煤基固废人工造土造地技术思路,阐述了其技术原理、主要特征及潜在效... 煤基固废人工造土造地作为近年来的一种新兴技术路线,凭借其在大规模、低成本处置利用煤基固体废物方面的潜力,正受到政府、产业界和学术界各方的高度重视。本文介绍了煤基固废人工造土造地技术思路,阐述了其技术原理、主要特征及潜在效益;以该技术在贵州省开展的研发实践为例,展示了响水矿煤基固废人工造土造地工程的示范效果,有力证明了该技术路线的合理性及价值;最后,分析了该技术的发展现状和趋势,并对该领域的深入发展进行了展望。 展开更多
关键词 煤矸石 煤基固体废物 大宗固体废物 人工造土造地
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用于基础冲刷修复的抗分散水泥土性能试验研究
9
作者 黄挺 肖承波 +3 位作者 张继生 侯利军 邬一鹏 戴国亮 《中国港湾建设》 2025年第4期28-35,共8页
在水流作用下单桩基础可能发生显著的冲刷问题,为促进淤泥固化技术在桩基冲刷治理中的应用,研究以海相、河相淤泥为基材的水下抗分散水泥土的优化配比。通过单因素轮换法探讨了不同水泥掺量、含水量、抗分散剂种类及掺量下,水泥土抗分... 在水流作用下单桩基础可能发生显著的冲刷问题,为促进淤泥固化技术在桩基冲刷治理中的应用,研究以海相、河相淤泥为基材的水下抗分散水泥土的优化配比。通过单因素轮换法探讨了不同水泥掺量、含水量、抗分散剂种类及掺量下,水泥土抗分散性能、流动性能和无侧限抗压强度的变化规律。结果表明:对于河相淤泥水泥土,掺入0.025%的羟丙基甲基纤维素,浊度下降46.6%,7 d无侧限抗压强度上升19.9%,抗分散剂能显著提高抗分散性能和强度,但掺量过高对强度存在负面影响;含水量对水泥土流动性能影响最大,从1.4wL增加到2wL,海相淤泥水泥土扩展度增长165%。基于试验结果推荐了用于桩基冲刷修复的海相、河相淤泥基材水泥土配比,结合泥沙起动流速试验,固化6 h后的两类推荐配比水泥土分别能够抵御3.5 m/s和3.1 m/s流速水流。经验证,文章提出的抗分散水泥土具有较好的抗冲刷性能,可为基础冲刷防护提供参考。 展开更多
关键词 冲刷防护 抗分散水泥土 流动性 起动流速
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矿山井下环境因素对红外成像的影响研究
10
作者 吝曼卿 张岸勤 +3 位作者 冯磊 高成程 卢祥龙 高航 《化工矿物与加工》 2025年第2期17-24,共8页
为探究矿山井下环境因素对红外成像的影响,利用自主研发的多元环境模型箱,结合磷矿山井下实际环境,选取环境静态气流温度、动态气流温度、湿度、粉尘浓度4种干扰因素,分析其对井下磷块岩红外成像的影响,结果表明:当环境温度为21℃时,测... 为探究矿山井下环境因素对红外成像的影响,利用自主研发的多元环境模型箱,结合磷矿山井下实际环境,选取环境静态气流温度、动态气流温度、湿度、粉尘浓度4种干扰因素,分析其对井下磷块岩红外成像的影响,结果表明:当环境温度为21℃时,测得环境静态气流温度每上升1℃,磷块岩表面的红外辐射值上升0.125℃;环境动态气流温度每上升1℃,磷块岩表面的红外辐射值上升0.105℃;环境静态气流温度对井下磷块岩红外成像影响较大,而环境湿度、粉尘浓度对磷块岩红外成像影响相对较小;随着环境气流温度的升高,红外成像仪测得的磷块岩表面红外辐射值呈线性增大。研究成果可为深部工程多光谱遥感监测预警技术研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 磷块岩 红外辐射 气流温度 湿度 粉尘浓度 红外成像
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水玻璃-聚丙烯纤维改良膨胀土的强度及裂隙特性
11
作者 肖桂元 王浩鹏 +2 位作者 邓杰 刘星 杨帅 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1074-1086,共13页
为探究在路基工程中应用水玻璃−聚丙烯纤维复合改良膨胀土的效果,将质量比为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.5%的水玻璃和0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的聚丙烯纤维掺入膨胀土内。通过无侧限抗压强度试验、干湿循环直剪试验、裂隙试验和扫... 为探究在路基工程中应用水玻璃−聚丙烯纤维复合改良膨胀土的效果,将质量比为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.5%的水玻璃和0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的聚丙烯纤维掺入膨胀土内。通过无侧限抗压强度试验、干湿循环直剪试验、裂隙试验和扫描电子显微镜(Scanning Eelectron Microscope,SEM)微观试验,研究改良膨胀土的强度及裂隙特性。使用IPP软件对裂隙图像进行处理,探究改良膨胀土的裂隙发育趋势,并结合SEM微观试验,分析水玻璃和聚丙烯纤维在改良膨胀土中的作用机制,探讨其对膨胀土强度和裂隙特性的改进机理。结果表明,水玻璃和聚丙烯纤维均能增强膨胀土的强度,两者复合后土体强度达到峰值且裂隙抑制效果最佳,其最佳配比为水玻璃1%、聚丙烯纤维0.4%。同时,经过1~5次干湿循环后,复合改良土的抗剪强度明显大于素膨胀土,抵抗干湿循环的能力显著。其次,在干湿循环过程中,膨胀土的裂隙发育最快,出现贯穿土体的大裂隙;水玻璃改良土的裂隙发育密集,将土体分割成多个区域;复合改良土裂隙发育程度小且发育缓慢。通过对膨胀土的裂隙面积率、裂隙数目、裂隙平均宽度和裂隙总长度进行定量分析,并结合不同循环次数和单次脱湿过程中的裂隙形态变化,推测出土体的裂隙发育轨迹。最后,通过对SEM图像及裂隙发育图的分析,阐明了裂隙产生的原因,揭示了水玻璃、聚丙烯纤维联合改良膨胀土的内在机理。聚丙烯纤维与水玻璃在土体中生成的硅酸凝胶黏结膜穿插在一起,和土颗粒三者形成纤维硅酸凝胶黏结体系,增加了土颗粒之间的黏结强度,减少了孔隙的连通,从而抑制了裂隙的产生和扩散。研究结果为土体改良技术的选择和评估提供科学依据。 展开更多
关键词 膨胀土 水玻璃 聚丙烯纤维 干湿循环 裂隙发育
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动水头作用下花岗岩风化土内部侵蚀试验研究
12
作者 王浩 严耿明 +2 位作者 李传东 黄瑛瑛 张智超 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期132-144,共13页
风化土作为花岗岩二元结构边坡的主要物源,厘清其内部侵蚀特性是开展该类边坡破坏模式与促滑机理研究的基础。地下水渗流作用下花岗岩风化土的内部侵蚀包括细颗粒迁移、淤塞等过程,本文设计制作侧向渗透模型,开展不同动水头与坡度条件... 风化土作为花岗岩二元结构边坡的主要物源,厘清其内部侵蚀特性是开展该类边坡破坏模式与促滑机理研究的基础。地下水渗流作用下花岗岩风化土的内部侵蚀包括细颗粒迁移、淤塞等过程,本文设计制作侧向渗透模型,开展不同动水头与坡度条件下花岗岩风化土的侧向渗流试验,并结合精细化数值模拟研究内部侵蚀发展特征与细颗粒的运移规律。结果表明:花岗岩风化土的内部侵蚀是渐进发展的过程,倾斜角度越陡、水头变化幅度越大,则土体内部侵蚀越强烈,细颗粒的流失量就越大;风化土流失的细颗粒与软弱带土层的矿物组分基本一致,表明差异风化界面的软弱带是渗流作用下花岗岩风化土中细颗粒迁移沉积形成;细颗粒迁移导致的土体颗粒粗化、细颗粒沉积导致的基覆界面软化是花岗岩二元结构边坡失稳的主要原因。厘清花岗岩风化土内部侵蚀的作用机制,研究结果可为花岗岩边坡失稳预测与防灾减灾提供理论依据。 展开更多
关键词 模型试验 花岗岩风化土 动水头 内部侵蚀
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浅覆土下大直径盾构始发冻结地层的冻胀实测
13
作者 石荣剑 龙彩红 +1 位作者 洪泽群 钱烨雷 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期234-245,共12页
为了掌握大直径盾构始发段地层冻结过程中的冻胀变形规律及其对周围环境的影响特征,对上海上中路越江隧道盾构始发冻结工程地层温度、冻胀力及冻胀变形进行现场监测,获得了冻结施工过程中地层内部温度和冻胀力的演变特征,分析了地层及... 为了掌握大直径盾构始发段地层冻结过程中的冻胀变形规律及其对周围环境的影响特征,对上海上中路越江隧道盾构始发冻结工程地层温度、冻胀力及冻胀变形进行现场监测,获得了冻结施工过程中地层内部温度和冻胀力的演变特征,分析了地层及结构物的冻胀变形影响规律。研究结果表明:冻结范围地层全部形成冻土后才会引起地层出现明显变形,积极冻结期间以地层水平方向变形为主,而稳定冻结阶段主要表现为竖向变形;地层内部竖向变形随着埋深增加而线性增大,冻结45 d时深度为16 m处地层竖向最大变形达到88.2 mm,而对应位置地表抬升位移仅为55.4 mm;地层水平变形沿深度方向呈拱形分布,埋深为8 m位置的水平变形最大,冻结45 d时最大变形量为88.3 mm;在冻结过程中,冻结范围两侧最大地表位移达到102.6 mm,而对应位置行车轨道基础位移仅为25.9 mm,约是相应位置地表位移的1/4。地层温度变化及压缩作用会明显影响地层内部冻胀变形过程,而地层变形也会抑制冻结帷幕内部冻胀力的增长幅度。 展开更多
关键词 人工冻结 大直径盾构始发 竖直冻结 冻胀变形
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滑坡稳定性可靠度及岩土参数敏感性研究
14
作者 胡文奎 薛明华 +1 位作者 刘卫卫 鹿传磊 《粉煤灰综合利用》 2025年第1期156-162,共7页
为了提高滑坡稳定性分析和治理方案的合理性,以云南省凤庆滑坡为工程背景,采用强度折减法计算了滑坡稳定性系数,并基于蒙特卡洛模拟和可靠度理论分析了滑坡的失效概率。通过Spearman系数分析了岩土参数对稳定性系数和坡体位移的敏感性... 为了提高滑坡稳定性分析和治理方案的合理性,以云南省凤庆滑坡为工程背景,采用强度折减法计算了滑坡稳定性系数,并基于蒙特卡洛模拟和可靠度理论分析了滑坡的失效概率。通过Spearman系数分析了岩土参数对稳定性系数和坡体位移的敏感性。研究结果表明,该滑坡的稳定性系数为0.863,经过“削坡+格构锚杆+截排水”的综合治理后,失效概率降低至1.6%,滑坡处于稳定状态。对稳定性系数敏感性最大的四个参数分别为全风化砂岩的内摩擦角、内聚力、粉质黏土的内聚力和内摩擦角,而粉质黏土和全风化砂岩的天然重度对稳定性系数的敏感性为负。该研究为类似工程背景下的滑坡稳定性可靠度分析提供了参考。 展开更多
关键词 可靠度理论 滑坡 稳定性系数 蒙特卡洛模拟 滑坡治理
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原状膨胀土裂隙演变性状的环境效应与表征 被引量：2
15
作者 周振华 孔令伟 +1 位作者 李甜果 舒荣军 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期402-412,共11页
为探究原状膨胀土裂隙演变性状的环境效应,利用环境箱对饱和原状膨胀土开展不同湿度环境下的脱湿试验,并结合计算机断层扫描(computed tomography,简称CT)技术提取土体裂隙网络,计算相关特征指标。结果表明:膨胀土裂隙演变性状可由特征... 为探究原状膨胀土裂隙演变性状的环境效应,利用环境箱对饱和原状膨胀土开展不同湿度环境下的脱湿试验,并结合计算机断层扫描(computed tomography,简称CT)技术提取土体裂隙网络,计算相关特征指标。结果表明:膨胀土裂隙演变性状可由特征指标定量表征,且各项指标与脱湿速率密切相关;脱湿速率的提升逐渐弱化了土体的收缩变形程度,且二维裂隙率沿高度方向上的分布呈现出显著变化;从三维角度看,脱湿导致微裂隙持续扩张,且渐增的脱湿速率使得孔隙间的连通性不断增强,具体表现在土体连通裂隙率、孔隙与喉道体积、平均配位数的不断增长;另外,随着脱湿速率的增长,裂隙分布可概化为三阶段演变模式:(1)水平裂隙逐渐连通,斜向裂隙逐渐增多;(2)水平裂隙的连通度达到最大,斜向裂隙占比达到峰值;(3)斜向裂隙逐渐连通,水平裂隙再次衍生。裂隙分布演变模式最主要取决于原生裂隙的初始分布状态,而脱湿速率则是影响裂隙规模及连通程度的重要因素。 展开更多
关键词 原状膨胀土 湿度环境 裂隙演变性状 表征 连通性
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木质素-稻草改良土的力学特性与修正Duncan-Chang模型 被引量：1
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作者 覃诗卉 江学良 +3 位作者 杨慧 陈晓洁 沈维焕 尹红乖 《湖南城市学院学报(自然科学版)》 2025年第1期8-15,共8页
木质素具有胶结土体的作用,稻草纤维也具备提高土体抗剪强度的能力,而采用木质素和稻草共同改良红黏土的研究相对较少。本文通过固结不排水三轴试验,获得了木质素-稻草改良土在不同围压和不同木质素掺量下的应力-应变曲线,并据此研究该... 木质素具有胶结土体的作用,稻草纤维也具备提高土体抗剪强度的能力,而采用木质素和稻草共同改良红黏土的研究相对较少。本文通过固结不排水三轴试验,获得了木质素-稻草改良土在不同围压和不同木质素掺量下的应力-应变曲线,并据此研究该改良土的力学特性;同时通过建立修正Duncan-Chang模型,来分析木质素掺量对模型参数的影响。研究结果表明:改良土主应力差随木质素掺量的增加先增大后减小,当木质素的掺量为0.7%时,其到达最大值;改良土初始变形模量Ei、极限偏应力(σ1-σ3)ult、黏聚力c、内摩擦角φ及参数K均随木质素掺量的增加先增大后减小,参数n随木质素掺量的增加而增大,而破坏比Rf受木质素掺量的影响较小。 展开更多
关键词 木质素 纤维加筋土 红黏土 三轴试验 应力-应变关系 修正Duncan-Chang模型
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基于离心试验的引调水工程含深层原生裂隙膨胀土层渠坡稳定性分析
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作者 韦松涛 龚壁卫 +2 位作者 李波 胡波 程展林 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期98-103,共6页
引调水工程因跨度范围大,渠道经常穿过含深层原生裂隙区域,现场滑坡膨胀土层中实际存在的深层原生裂隙顺坡向呈8°~12°,倾向河渠。为掌握深层原生裂隙对边坡稳定性的影响,通过预设双层土工膜的方式模拟倾角为12°、48°... 引调水工程因跨度范围大,渠道经常穿过含深层原生裂隙区域,现场滑坡膨胀土层中实际存在的深层原生裂隙顺坡向呈8°~12°,倾向河渠。为掌握深层原生裂隙对边坡稳定性的影响,通过预设双层土工膜的方式模拟倾角为12°、48°的典型组合裂隙,开展了含深层原生裂隙边坡的离心模型试验,进一步推导了计算离心模型在离心机加速度场中边坡安全系数的简化理论。结果表明,离心加速度逐级增大过程中,边坡顶部沉降和坡面水平位移逐渐增大,同时在坡肩和坡面依次出现裂隙且随之扩展,边坡失稳并沿12°裂隙面滑动;计算得到离心模型边坡安全系数随加速度增大而逐渐降低但降低速率逐渐减小,产生破坏时的安全系数已小于1.0;进一步分析表明,土工膜裂隙面贯通率越高,边坡安全系数越低,同时裂隙面分布位置也对边坡稳定性有影响。研究结果为含深层原生裂隙边坡的分析提供了依据。 展开更多
关键词 边坡 裂隙 离心模型试验 安全系数 裂隙扩展
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小净距多线隧道掘进方案对围岩稳定性的影响研究
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作者 刘莉 张正 +3 位作者 刘军 欧臣 赵英博 赵伏田 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期176-184,共9页
目的小净距多线隧道在轨道交通工程中应用广泛,但由于施工步骤繁多且掘进过程中影响因素较多,需设计合理的小净距多线隧道并行掘进方案。方法采用2种不同开挖顺序的并行掘进方案,通过建立三维有限元数值仿真模型,比较2种方案的隧道围岩... 目的小净距多线隧道在轨道交通工程中应用广泛,但由于施工步骤繁多且掘进过程中影响因素较多,需设计合理的小净距多线隧道并行掘进方案。方法采用2种不同开挖顺序的并行掘进方案,通过建立三维有限元数值仿真模型,比较2种方案的隧道围岩应力与位移发展规律,分析现场监测数据,对比模型的准确性,确定掘进方案的可行性。结果结果表明,开挖顺序对围岩间相互作用影响明显,中隧应力和变形受影响最大。中隧先挖法可以较好地避免应力较为集中现象,2种开挖方式的变形值均在安全范围内;依次开挖法和中隧先挖法拱腰处水平应力的变化规律基本一致,依次开挖法的拱顶处垂直应力比中隧先挖法的大40%左右;中隧先挖法的拱腰水平变形和拱顶沉降值分别比依次开挖法的增大23%,26%,但中隧先挖法开挖初期的沉降值较少;中隧先挖进度较快,应力和沉降控制能力优于依次开挖法,数值模拟方法能较好反映真实施工情况,现场监测结果也表明中隧先挖法适用于小净距隧道进口段施工。结论综合考虑衬砌结构应力、变形和施工工期,现场可采用中隧先挖法进行施工。研究结果可为类似小净距多线并行隧道工程设计与施工提供理论参考。 展开更多
关键词 小净距多线隧道 平行掘进 依次开挖法 中隧先挖法 现场监测
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深埋复杂条件下钠蒙脱石水化的分子动力学模拟研究
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作者 王跃鹏 唐世斌 +4 位作者 刘向君 王培峰 高永伟 杨赟 梁利喜 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期599-607,共9页
黏土矿物水化作用引发的岩石结构解体现象与边坡滑坡、隧道塌方及钻井井壁坍塌等工程安全问题息息相关。为揭示深埋复杂条件下钠蒙脱石水化机理,运用分子模拟技术,开展了不同埋藏深度条件下钠蒙脱石水化过程的分子动力学模拟实验,验证... 黏土矿物水化作用引发的岩石结构解体现象与边坡滑坡、隧道塌方及钻井井壁坍塌等工程安全问题息息相关。为揭示深埋复杂条件下钠蒙脱石水化机理,运用分子模拟技术,开展了不同埋藏深度条件下钠蒙脱石水化过程的分子动力学模拟实验,验证了钠蒙脱石的水化膨胀特性,实现了对其水化过程中关键物理化学参数的定量分析。模拟结果表明,晶层间距随着层间含水率的增加而阶梯型上升,呈现分层现象。随着埋藏深度和层间含水率增加,钠蒙脱石体积增大,而密度相应减小。层间含水率增加,促进氢键增多,并显著提升水分子和Na^(+)离子的自扩散系数。深埋条件下,水分子及Na^(+)离子自扩散系数较常温常压显著增大。随着水分子层数的递增,Na-Ow、Na-Hw、Ow-Hw(水分子间),Ow-Ow以及Os-Hw的主峰峰值,呈现出逐渐减弱的趋势,而在不同埋藏深度条件下,这些主峰峰值则表现出差异性。随着水分子层数的增加,水的聚合程度先增加后有所降低,Na^(+)离子的配位数降低、聚合程度下降、离子水化数和水化半径变小。随着埋藏深度的增加,水的聚合程度差别很小,Na^(+)离子对应水化特征仅有微小降低趋势。该研究成果可用于指导石油钻井、煤层安全开采、边坡稳定性评估及隧道工程开挖等关键领域的理论分析与工程实践。 展开更多
关键词 钠蒙脱石 水化机理 分子动力学模拟 径向分布函数 自扩散系数 离子配位数
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层状土层分布特性对沉积谷地地震响应的影响
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作者 金丹丹 马成祥 张锐 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期240-248,共9页
针对倾斜边坡上覆层状沉积土层场地,开展层状沉积谷地内地震响应机理及特征研究.通过设置黏弹性人工边界和等效节点力的方法实现地震动输入,考虑倾斜基岩和沉积层序的变化对谷地地表响应的影响,基于显式有限元方法分析了谷地内地震动的... 针对倾斜边坡上覆层状沉积土层场地,开展层状沉积谷地内地震响应机理及特征研究.通过设置黏弹性人工边界和等效节点力的方法实现地震动输入,考虑倾斜基岩和沉积层序的变化对谷地地表响应的影响,基于显式有限元方法分析了谷地内地震动的传播过程.结果表明:不同沉积层序下地表地震动响应存在显著差异,正常沉积时,谷地内地表水平加速度时程峰值最大,对应的反应谱峰值周期最小;对于地表位移响应,低频段内非正常沉积(即软夹层沉积和逆序沉积)情况下更为显著,中高频段内正常沉积情况下更加明显;软夹层沉积谷地能过滤一部分中高频段地震波,表现出一定程度的“隔震”效果;输入不同频率成分的地震动时,逆序沉积情形下表现出谷地边缘附近区域比较安全;实际工程场地中,应综合考虑倾斜基岩、沉积层序及地震动特性等对谷地内地震响应的影响. 展开更多
关键词 沉积谷地 地震响应 倾斜基岩 沉积层序 显式有限元方法
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