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连续排水边界下考虑半正弦循环荷载的土体一维非线性固结分析

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西安建筑科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：殷勇宗梦繁王佳马轲宗钟凌张驿江苏海洋大学土木与港海工程学院

为研究机场、高速路及谷仓等建筑物上循环荷载导致的软土地基固结和沉降问题,本研究将循环荷载假定为半正弦波形,进而探讨了饱和软土的固结特性.首先,通过假定土体中的初始有效应力沿深度均匀分布建立固结方程,利用有限差分法求解出基... 详细信息

为研究机场、高速路及谷仓等建筑物上循环荷载导致的软土地基固结和沉降问题,本研究将循环荷载假定为半正弦波形,进而探讨了饱和软土的固结特性.首先,通过假定土体中的初始有效应力沿深度均匀分布建立固结方程,利用有限差分法求解出基于连续排水边界条件下的软土非线性一维固结解答,通过与现有解答对比验证了差分解答的正确性.然后,通过Matlab编制相关计算程序,研究土体非线性、边界条件及循环荷载因素对软土地基一维固结特性的影响.结果表明:半正弦循环荷载作用下,孔压、有效应力及平均固结度均随时间呈循环波动变化,而孔压的波动变化最为明显.连续排水边界的界面参数取值越大,平均固结度曲线波动越大,同时平均固结度峰值越大.荷载频率的差异对土体固结影响很大,平均固结度的峰值随加载频率的降低而增大.

关键词：连续排水边界软土一维非线性固结半正弦循环荷载有限差分法

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重载列车荷载作用下路基夹层现象的分析

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第2期63卷 59-66页

作者：丁瑜贾羽王晅宗钟凌张家生江苏海洋大学土木与港海工程学院江苏连云港222002 江苏省海洋工程基础设施智能建造工程研究中心江苏连云港222002 中南大学土木工程学院湖南长沙410083 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410083

重载列车荷载作用下路基夹层、道砟囊、翻浆冒泥等路基病害频发,严重影响了列车的安全运行。为分析重载列车荷载作用下路基夹层现象,采用自制试样筒对路基土(粉质黏土)和道砟进行循环加载试验,分析重载列车荷载作用下试样变形特性及路... 详细信息

重载列车荷载作用下路基夹层、道砟囊、翻浆冒泥等路基病害频发,严重影响了列车的安全运行。为分析重载列车荷载作用下路基夹层现象,采用自制试样筒对路基土(粉质黏土)和道砟进行循环加载试验,分析重载列车荷载作用下试样变形特性及路基夹层的产生与发展过程;进而提出路基夹层的两个主要表征指标,即路基夹层厚度和细颗粒迁移质量。结果表明:1)重载列车荷载作用下,试样的轴向变形呈非线性增大的趋势;路基夹层在加载初期较为明显,加载后期路基夹层的变化不明显。2)采用路基夹层厚度及细颗粒迁移质量这两个指标对路基夹层特性进行表征,路基夹层厚度、细颗粒迁移质量与路基土体初始干密度近似呈线性负相关关系,与循环荷载幅值近似呈线性正相关关系,而加载频率对路基夹层厚度和细颗粒迁移质量的影响相对较小。

关键词：重载列车路基夹层轴向变形路基夹层厚度细颗粒迁移质量

空间SV波斜入射作用下海相软土场HSCM桩动力响应研究

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工程力学 2024年

作者：岑航黄德龙宗钟凌赵军南王惠跃汤爱平黄子渊江苏海洋大学土木与港海工程学院哈尔滨工业大学土木工程学院

螺旋桩芯劲性复合桩被广泛用于海相软土场地，具有良好的抗震和抗拔性能。本文首先基于二维黏弹性人工边界和等效节点力理论，考虑延迟时间的影响，推导了适用于空间三维SV波斜入射的等效节点力，建立了桩-土有限元模型，之后基于Pytho... 详细信息

螺旋桩芯劲性复合桩被广泛用于海相软土场地，具有良好的抗震和抗拔性能。本文首先基于二维黏弹性人工边界和等效节点力理论，考虑延迟时间的影响，推导了适用于空间三维SV波斜入射的等效节点力，建立了桩-土有限元模型，之后基于Python处理程序实现了空间SV波斜入射的加载。考虑两种不同方向的入射角度（水平和垂直），对桩身弯矩和桩-土动力p-y曲线进行分析。在此基础上，绘制了动力p-y曲线的骨干线，进而揭示了空间斜入射下螺旋桩与软土动力相互作用机理。最后，修正了Matlock公式，使其适用于空间斜入射下螺旋桩动力承载特性分析。结果表明：对于桩身弯矩，与垂直入射相比，斜入射作用下的桩身弯矩更低。对于动力p-y曲线，斜入射水平角度改变其滞回面积大小，而斜入射垂向角度改变曲线斜率。本研究可为海相软土场地螺旋桩芯劲性复合桩的动力响应及其动力响应提供设计依据。

关键词：海相软土螺旋桩芯劲性复合桩空间SV波斜入射黏弹性人工边界桩身弯矩动力p-y曲线

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石灰-碱渣稳定土力学指标关联性及现场试验

应用基础与工程科学学报 2024年第5期 1319-1332页

作者：赵晓晴杨天风宗钟凌邓永锋李家伟江苏海洋大学土木与港海工程学院江苏省海洋工程基础设施智能建造工程研究中心江苏省海洋资源开发研究院东南大学交通学院

为了促进碱渣的再利用，采用碱渣改性黏土，外掺石灰，形成石灰-碱渣稳定土(LSRSS),用以制备路基填料.通过无侧限抗压强度(UCS)、加州承载比(CBR)和回弹模量(MR)试验，探究了压实度和含水率对LSRSS力学性质的影响，并建立了UCS、CBR和M... 详细信息

为了促进碱渣的再利用，采用碱渣改性黏土，外掺石灰，形成石灰-碱渣稳定土(LSRSS),用以制备路基填料.通过无侧限抗压强度(UCS)、加州承载比(CBR)和回弹模量(MR)试验，探究了压实度和含水率对LSRSS力学性质的影响，并建立了UCS、CBR和MR之间的关联性.通过试验段的铺筑，将LSRSS应用于实际路基工程.研究结果表明：LSRSS的UCS、CBR和MR值均随压实度的增加而增大，但随含水率的增加呈现先增大、后减小的趋势.其最佳力学性质不是对应于最优含水率23%,而是对应于27%的压实含水率(CWC),更适合于LSRSS路基的实际应用.LSRSS的UCS、CBR和MR之间的关联性良好，相关系数均大于0.80.采用CWC的LSRSS路基现场路用性能良好，其UCS、CBR和MR值分别为0.85MPa、86.5%和135.7MPa,均符合规范要求.室内外试验结果和力学性质关联性的建立，为LSRSS作为路基填料的路用性能提供了数据支持，对其推广应用具有重要意义.

关键词：石灰-碱渣稳定土耦合作用力学性质力学模型关联性现场试验路用性能

基于角钢连接的GFRP梁柱T形节点性能研究

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复合材料科学与工程 2024年第7期 53-61,92页

作者：顾靖宗钟凌谢青海李珂珂李猛江苏海洋大学土木与港海工程学院连云港222002 江苏省海洋工程基础设施智能建造工程研究中心连云港222002 江苏省海洋资源开发研究院连云港222002

采用设置上下角钢的连接形式,设计了不同类型的GFRP梁柱T形节点,通过对八个节点构件进行单调加载试验,并结合有限元分析,研究了角钢类型、螺栓排距、螺栓端距以及螺栓排数对GFRP梁柱T形节点承载力及变形性能的影响。研究结果表明:与未... 详细信息

采用设置上下角钢的连接形式,设计了不同类型的GFRP梁柱T形节点,通过对八个节点构件进行单调加载试验,并结合有限元分析,研究了角钢类型、螺栓排距、螺栓端距以及螺栓排数对GFRP梁柱T形节点承载力及变形性能的影响。研究结果表明:与未设置加劲肋相比,增加加劲肋可显著减小角钢转角处的变形,设置三角形加劲肋提高了GFRP梁柱T形节点的承载能力和转动刚度;节点的极限承载力随螺栓排距的增大而提高,随螺栓端距的增大而降低,随螺栓排数的增加先提高后降低;转动刚度则随排距和端距的增加呈现先增大后降低的趋势。在本文分析的参数范围内,GFRP梁柱T形节点采用设置两排螺栓的角钢连接可获得较优的力学性能,同时排距为45~50 mm,端距为55 mm较为合理。

关键词： GFRP梁柱T形节点角钢连接承载能力转动刚度力学性能

基于P波斜入射海相软土区螺旋桩动力响应分析

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振动与冲击 2024年第15期43卷 294-301页

作者：宗钟凌岑航黄德龙刘强汤爱平庄潇轩江苏海洋大学土木与港海工程学院江苏连云港222005 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

在地震频发地区,越来越多建筑使用螺旋桩作为基础,此桩型具有良好的抗震能力。通过建立三维有限元模型,基于黏弹性人工边界,把地震作用等效为边界结点上的作用力。该研究考虑动静边界转换的影响,最后建立了具有黏弹性边界的螺旋桩-土体... 详细信息

在地震频发地区,越来越多建筑使用螺旋桩作为基础,此桩型具有良好的抗震能力。通过建立三维有限元模型,基于黏弹性人工边界,把地震作用等效为边界结点上的作用力。该研究考虑动静边界转换的影响,最后建立了具有黏弹性边界的螺旋桩-土体三维模型。探讨了处于海相软土场地下,不同种类地震波、地震强度、入射角度和螺旋叶片个数对螺旋桩轴力、弯矩和动力p-y曲线的影响。结果表明,相比较于弯矩,入射角度对轴力和动力p-y曲线的影响较大。除此之外,地震强度对弯矩的影响较大,而地震波频率和螺旋叶片个数对其影响较小。不同地面峰值加速度(0.05g,0.10g,0.30g)时,随着入射角度的改变,螺旋桩受到最大和最小弯矩的差值从144.1 N·m增加到了891 N·m。通过该研究结论,不仅可以得出软土场地下螺旋桩-土体的相互作用关系,也能为螺旋桩抗震设计提供依据。

关键词：螺旋桩 P波斜入射黏弹性边界等效地震荷载动力p-y曲线

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螺旋桩芯劲性复合桩群桩效应数值模拟分析

岩土工程技术 2024年

作者：范毅敏宗钟凌黄蕴晗庄潇轩江苏海洋大学土木与港海工程学院

螺旋桩芯劲性复合桩（Helix Stiffened Cement Mixing Pile，简称HSCMP）是一种新型复合桩，其群桩效应及承载力变化规律尚不明确。基于有限元数值模拟方法，对HSCMP桩间距与叶片直径比（Sg/DH）和水泥土强度与桩周土强度比（Cref/Su）... 详细信息

螺旋桩芯劲性复合桩（Helix Stiffened Cement Mixing Pile，简称HSCMP）是一种新型复合桩，其群桩效应及承载力变化规律尚不明确。基于有限元数值模拟方法，对HSCMP桩间距与叶片直径比（Sg/DH）和水泥土强度与桩周土强度比（Cref/Su）进行参数化分析，并将分析结果与群桩效应系数理论计算结果对比。结果表明：保持叶片直径和土的基本性能不变的情况下，群桩承载力与水泥土强度及桩间距正相关；Sg/DH≤2时，理论计算结果与数值模拟结果相似，随着Sg/DH增加，数值模拟结果与应力叠加法结果较为吻合；Sg/DH≤2时，桩间土应力叠加效应显著，易导致螺旋桩芯–水泥土柱的界面破坏，但Cref/Su≥40时，破坏模式不再发生改变，表现为水泥土柱–土的界面破坏。

关键词： HSCMP群桩群桩效应破坏模式数值模拟

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螺旋桩基础动力响应及抗震研究进展

工业建筑 2024年第2期54卷 133-143页

作者：宗钟凌岑航缪惠全黄德龙汤爱平刘强江苏海洋大学土木与港海工程学院江苏连云港222005 北京工业大学城市建设学部北京100124 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

为了全面了解螺旋桩在抗震领域的应用及其研究现状,采用CiteSpace软件分对知网和WOS数据库中相关文献进行了量化分析。研究发现:1)试验方面,早期的研究者大多通过现场试验研究螺旋桩的水平和横向振动动力响应,此后,学者们通过振动台试... 详细信息

为了全面了解螺旋桩在抗震领域的应用及其研究现状,采用CiteSpace软件分对知网和WOS数据库中相关文献进行了量化分析。研究发现:1)试验方面,早期的研究者大多通过现场试验研究螺旋桩的水平和横向振动动力响应,此后,学者们通过振动台试验研究螺旋桩的地震响应。2)理论方面,国外学者多采用数值计算和振动台试验相结合的方式研究其动力性能;国内学者则主要在螺旋桩的水平振动和垂直振动方面进行研究。3)数值模拟方面则主要通过OpenSees等数值模拟软件进行研究。此外,本文还讨论了螺旋桩抗震性能的最新研究进展、存在的问题,以及未来研究的看法和建议。

关键词：螺旋桩普通桩振动台试验理论研究数值模拟地震响应

螺旋桩芯劲性复合桩水平承载特性数值模拟分析

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江苏海洋大学学报（自然科学版） 2024年第1期33卷 99-106页

作者：高霁宇宗钟凌黄蕴晗庄潇轩范毅敏江苏海洋大学土木与港海工程学院江苏连云港222005

螺旋桩芯劲性复合桩(HSCMP)是一种将刚性螺旋桩与柔性水泥土桩进行复合,形成互补增强的劲性复合桩型。针对HSCMP水平承载性能,建立数值分析模型,进行参数化分析,研究水泥土无侧限抗压强度与桩周土不排水抗剪强度比(q_(u)/S_(u))、叶片... 详细信息

螺旋桩芯劲性复合桩(HSCMP)是一种将刚性螺旋桩与柔性水泥土桩进行复合,形成互补增强的劲性复合桩型。针对HSCMP水平承载性能,建立数值分析模型,进行参数化分析,研究水泥土无侧限抗压强度与桩周土不排水抗剪强度比(q_(u)/S_(u))、叶片直径与螺旋桩桩径比(D/d)对HSCMP的水平荷载—位移曲线、桩身位移、桩身弯矩的影响。结果表明:HSCMP的桩身位移及弯矩随着q_(u)/S_(u)和D/d的增加逐渐减小;HSCMP的水平极限承载力随着q_(u)/S_(u)的增大先线性增长后趋于稳定,随着D/d的增大近似线性提高。最后提出了HSCMP归一化水平极限承载力修正计算公式。

关键词：螺旋桩劲性复合桩水平承载力数值模拟