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预崩解炭质泥岩路堤降雨入渗模型试验及数值分析

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预崩解炭质泥岩路堤降雨入渗模型试验及数值分析

作者：刘登生长沙理工大学

学位级别：硕士

在云南、广西等地区由于路基优质填料极度的匮乏,且上述地区炭质泥岩分布较为广泛,将炭质泥岩预崩解后作为路基填料是较为常见的做法。炭质泥岩存在湿化变形大、遇水易崩解、软化等诸多不良特性,因此在用于实际路堤填筑中容易出现路面... 详细信息

在云南、广西等地区由于路基优质填料极度的匮乏,且上述地区炭质泥岩分布较为广泛,将炭质泥岩预崩解后作为路基填料是较为常见的做法。炭质泥岩存在湿化变形大、遇水易崩解、软化等诸多不良特性,因此在用于实际路堤填筑中容易出现路面沉降、边坡滑塌等工程问题。因此,本文开展预崩解炭质泥岩一维降雨入渗试验,建立相应数值模型进行计算并将其结果与试验结果进行对比分析,随后结合试验开展不同降雨条件下预崩解炭质泥岩路堤渗流特性及稳定性的相关研究。研究结论主要如下:(1)炭质泥岩崩解试验结果表明:在干燥条件下,炭质泥岩自身的结构构造、颗粒之间的连接会变得更加不稳定,吸水后会迅速崩解。通过X线衍射分析,可知炭质泥岩的主要成分包括蒙脱石、伊利石、高岭石等,这些成分均属于亲水性粘土矿物,这些矿物遇水后强度迅速的降低,导致炭质泥岩发生崩解破坏。(2)自行设计一维降雨入渗试验模型,开展不同降雨条件下预崩解炭质泥岩的渗流试验,试验结果表明:降雨开始后靠近表面的土体其体积含水率首先上升,随后在一定的降雨时间范围内保持不变;在降雨不排水条件下,对同一竖向截面上的土体体积含水率进行监测,总体上呈现的趋势为“上升-稳定-上升-稳定”,但模型中间的土体其含水率变化趋势为“上升-下降-稳定-上升-稳定”;在边降雨边排水条件下,炭质泥岩土体的体积含水率最终保持不变,此时土体含水率所对应的渗透系数与降雨强度基本相同。(3)通过GeoStudio软件建立一维降雨入渗数值计算模型,模拟室内相同试验条件下预崩解炭质泥岩一维降雨入渗过程,其得到的孔隙水压力与体积含水率的变化规律与室内试验得到的结果基本一致,证明本文的一维降雨数值分析结果较为合理可靠。(4)不同降雨条件下预崩解炭质泥岩路堤的渗流特性数值分析结果表明:相同降雨条件下路堤坡脚位置的体积含水率增长最快,坡顶位置的体积含水率增长最慢,同时预崩解炭质泥岩路堤的坡脚位置易出现较大范围的饱和现象;降雨一段时间后其路堤表面的体积含水率保持在一定的范围波动较小,且降雨强度越大其土体表面的体积含水率越高,该规律在炭质泥岩一维降雨入渗试验中也得到了验证。(5)不同降雨条件下预崩解炭质泥岩路堤的稳定性数值分析结果表明:降雨强度较小时,降雨对预崩解炭质泥岩路堤稳定性影响较小,随着降雨强度的增大其稳定性的下降幅度不断增大;在降雨初始阶段,路堤的安全系数基本保持不变,随着降雨时间的持续,路堤安全系数呈现先升高后降低的趋势,但安全系数升高的幅度较小,随着降雨时间的持续增加,路堤安全系数不断的降低,降雨停止后,路堤安全系数迅速的回升;预崩解炭质泥岩路堤填筑高度越大,降雨对其稳定性的影响越小;坡比越大,降雨对路堤稳定性的影响越敏感。预崩解炭质泥岩路堤靠近坡面的压实度越低,其初始的安全系数越小,降雨条件下路堤安全系数降低的幅度也就越小。

关键词：预崩解炭质泥岩降雨入渗试验体积含水率孔隙水压力稳定性

多层结构土质边坡降雨入渗过程及稳定性影响分析

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中国公路学报 2018年第2期31卷 67-74页

作者：胡庆国袁宁刘登生何忠明长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114

为了分析多层结构土质边坡在不同降雨条件下的渗流过程以及稳定性变化规律,基于降雨入渗机理以及均质土体降雨入渗深度理论计算公式,提出了多层结构土质边坡降雨入渗深度及其稳定性计算方法,利用该计算方法分析不同降雨条件下雨水的入... 详细信息

为了分析多层结构土质边坡在不同降雨条件下的渗流过程以及稳定性变化规律,基于降雨入渗机理以及均质土体降雨入渗深度理论计算公式,提出了多层结构土质边坡降雨入渗深度及其稳定性计算方法,利用该计算方法分析不同降雨条件下雨水的入渗深度,同时应用数值分析方法计算多层结构土质边坡降雨入渗深度及其稳定性。研究结果表明:建立的降雨强度与降雨时间共同影响下的多层结构土质边坡雨水入渗深度理论计算公式的计算结果与数值分析得到的结果基本一致,表明该公式能较好地反应多层结构土层边坡降雨入渗过程;降雨入渗过程中靠近坡面的土层体积含水率、孔隙水压力增长速度较快,并且在土层交界面处,土层体积含水率、孔隙水压力变化幅度比较大,且靠近坡面的土层体积含水率首先达到饱和状态,随后第2层土体的含水率也逐渐达到饱和状态;降雨入渗过程中边坡安全系数随着降雨入渗深度的增加而不断降低,并且在湿润锋到达土层分界面时,安全系数有突变现象,由于不同土层之间渗透系数的差异性,使得雨水在土层分界面处易形成平行于坡面的渗流,进而导致边坡安全系数出现较大范围的波动,此时边坡最容易发生失稳破坏。

关键词：道路工程降雨入渗数值分析土质边坡稳定性

考虑初始含水率分布的覆盖层边坡非饱和入渗过程与稳定性计算方法

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工程地质学报 2022年第4期30卷 999-1009页

作者：史振宁戚双星刘登生长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室中国长沙410114 长沙理工大学土木工程学院中国长沙410114 中交(天津)生态环保设计研究院有限公司中国天津300450

根据覆盖层边坡特性设计室内降雨试验模型,提出初始含水率分布沿高程呈反比例分布。根据边坡表面未饱和时降雨入渗受总降雨量控制的基本假设,建立了不排水状态下覆盖层边坡降雨入渗的解析计算方法。基于上述降雨入渗理论,考虑非饱和土... 详细信息

根据覆盖层边坡特性设计室内降雨试验模型,提出初始含水率分布沿高程呈反比例分布。根据边坡表面未饱和时降雨入渗受总降雨量控制的基本假设,建立了不排水状态下覆盖层边坡降雨入渗的解析计算方法。基于上述降雨入渗理论,考虑非饱和土抗剪强度变化规律,建立适用于非饱和覆盖层边坡的边坡稳定性计算方法。分析了覆盖层厚度、初始含水率分布参数以及覆盖层边坡角度对边坡稳定性的影响规律。具体结论如下:(1)覆盖层边坡内部初始含水率分布可采用反比例分布近似表示,基于总降雨量控制假设,得到可考虑初始含水率分布的覆盖层边坡降雨入渗解析计算方法。(2)基于半无限空间体边坡假设,给出覆盖层边坡在降雨入渗条件下不同位置滑动面的稳定系数计算方法。(3)在相同降雨量条件下,边坡初始稳定性随覆盖层土体厚度的增加而下降。降雨入渗对覆盖层边坡稳定性的影响随着上覆土层厚度的增加而减小。(4)当降雨量相同时边坡稳定性随着覆盖层土体初始含水率分布参数的增加而下降,降雨时间越长,初始含水率分布对边坡稳定的影响越明显。(5)不同角度的覆盖层边坡稳定性均随降雨量增加而逐渐减小。在初始状态下边坡角度增加所引起的最小稳定系数下降幅度最大,随着降雨量的增加,边坡稳定性受角度影响逐渐减小。

关键词：覆盖层边坡含水率降雨入渗边坡稳定性

经皮加压钢板螺钉系统治疗老年股骨粗隆间骨折的疗效分析

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第二军医大学学报 2009年第12期30卷 1437-1439页

作者：张斌吴红富刘登生王松华査涛无锡市中西医结合医院骨科无锡214041

目的:比较经皮加压钢板螺钉系统(percutaneous compression plating,PCCP)及动力髋螺钉(dynamic hip screw,DHS)两种方法治疗老龄股骨粗隆间骨折的效果。方法:分析2008年5月至2009年5月老龄股骨粗隆间骨折患者50例,男31例,女19例,年龄65... 详细信息

目的:比较经皮加压钢板螺钉系统(percutaneous compression plating,PCCP)及动力髋螺钉(dynamic hip screw,DHS)两种方法治疗老龄股骨粗隆间骨折的效果。方法:分析2008年5月至2009年5月老龄股骨粗隆间骨折患者50例,男31例,女19例,年龄65～97岁,平均(80.7±16)岁;12例患者采用PCCP治疗,38例采用DHS治疗,比较两组患者手术时间、术中出血、术后恢复等指标,评价治疗效果。结果:患者随访3～14个月,平均(10±5)个月。所有患者均获满意疗效,无内固定断裂、髋关节僵硬、畸形等并发症。PCCP组手术时间、术中失血量均优于DHS组(P<0.05);术后开始锻炼时间、持双拐锻炼时间、持单拐锻炼时间、弃拐锻炼时间、骨折愈合时间、功能评分均优于DHS组(P<0.05),但两组功能恢复优秀率(87.5%vs80.4%)差异无统计学意义。结论:PCCP是治疗老龄患者股骨粗隆间骨折新的有效方法,具有微创、恢复迅速等优点。

关键词：经皮加压钢板螺钉系统动力髋螺钉股骨粗隆骨折老年人

非饱和粗粒土基质吸力与含水率及级配关系试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2019年第3期50卷 712-718页

作者：何忠明刘雅欣曾新发刘登生职孟林长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室湖南长沙410014 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410014 湖南城市学院土木工程学院湖南益阳413000 中交(天津)生态环保设计研究院有限公司天津300450 河南省交通规划勘察设计院河南郑州450000

为了研究非饱和粗粒土基质吸力与含水率及级配之间的关系,通过控制曲率系数和不均匀系数配制5种不同级配的粗粒土土样,采用自行设计的模型装置进行降雨入渗试验,并根据试验结果绘制基质吸力与含水率关系拟合曲线,得到满足试验条件的函... 详细信息

为了研究非饱和粗粒土基质吸力与含水率及级配之间的关系,通过控制曲率系数和不均匀系数配制5种不同级配的粗粒土土样,采用自行设计的模型装置进行降雨入渗试验,并根据试验结果绘制基质吸力与含水率关系拟合曲线,得到满足试验条件的函数关系式,从而得到土-水特征曲线方程。研究结果表明:不均匀系数越大,土样初始含水率越小,达到饱和状态时含水率越小,且土样达到饱和所需的时间越长;随着脱水过程的进行,土样不均匀系数越大,其含水率的下降速度越慢,残余含水率也越大;初始基质吸力随着土样不均匀系数增大而不断提高,同时,土样的残余基质吸力随着不均匀系数增大而增大;利用Van Genuchten模型对实测土-水特征曲线进行拟合可获得拟合参数,从而得到可应用于数值分析的土-水特征曲线方程。

关键词：粗粒土级配基质吸力含水率土水特征曲线

吻合血管的腹直肌双蒂皮瓣移植修复小儿足踝部创伤

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中华显微外科杂志 1994年第2期17卷 96-98页

作者：祝建中刘登生何立璋李向荣郑继明江苏省无锡市第三人民医院江苏省无锡市手外科医院

１９９０年以来，根据腹直肌肌皮瓣血管蒂的解剖特点，应用腹壁上动静脉和腹壁下动静脉的双蒂腹直肌皮瓣修复小儿足踝部大面积皮肤缺损，伴一知名动脉长段缺损５例，其中皮瓣内含部分腹直肌前鞘期修复趾伸肌健、足内翻或外翻肌健２例，... 详细信息

１９９０年以来，根据腹直肌肌皮瓣血管蒂的解剖特点，应用腹壁上动静脉和腹壁下动静脉的双蒂腹直肌皮瓣修复小儿足踝部大面积皮肤缺损，伴一知名动脉长段缺损５例，其中皮瓣内含部分腹直肌前鞘期修复趾伸肌健、足内翻或外翻肌健２例，全部获得成功，术后１～２年检查证实皮瓣轴心动脉通畅，患足生长发育无障碍，足负重、行走功能正常。

关键词：显微外科手术皮瓣足部创伤修复

PCCP治疗老龄患者股骨粗隆间骨折7例报告

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中国实用医药 2010年第11期5卷 188-189页

作者：王敏刘登生无锡石塘湾卫生服务中心 214183 无锡市中西医结合医院骨科

目的探讨PCCP（percutaneous compression plating PCCP）治疗老龄患者粗隆间骨折的疗效。方法运用C臂机,闭合加手法复位,PCCP内固定治疗老龄患者粗隆间骨折7例,其中男4例,女3例;年龄65-97岁,平均80.7岁。结果病例全部随访,时间3-11个月... 详细信息

目的探讨PCCP（percutaneous compression plating PCCP）治疗老龄患者粗隆间骨折的疗效。方法运用C臂机,闭合加手法复位,PCCP内固定治疗老龄患者粗隆间骨折7例,其中男4例,女3例;年龄65-97岁,平均80.7岁。结果病例全部随访,时间3-11个月,平均7个月,所有病例均获得满意疗效,无内固定断裂、髋关节僵硬。结论应用PCCP技术治疗老龄股骨粗隆间骨折,时间短,创伤小,固定牢,恢复快,并发症少,是治疗老龄患者股骨粗隆间骨折新的有效方法。

关键词： PCCP微创股骨粗隆骨折老年