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原状土冻融过程中水分迁移试验研究

岩土工程学报 2009年第12期31卷 1952-1957页

作者：赵刚陶夏新刘兵哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为了量化原状土中水分在冻融过程中的迁移,试验采取在其他试验条件相同的条件下,改变初始含水率或温度模式的方法,研究了单个因素对水分迁移的影响。经冻结并融化到设定位置后,从试验中观察到试样未融化部分存在有横向和竖向的裂缝现象... 详细信息

为了量化原状土中水分在冻融过程中的迁移,试验采取在其他试验条件相同的条件下,改变初始含水率或温度模式的方法,研究了单个因素对水分迁移的影响。经冻结并融化到设定位置后,从试验中观察到试样未融化部分存在有横向和竖向的裂缝现象、明显的冻融分界线、水分积聚层和融化锋面并不在同一个层面内、土中水的冻结温度各不相同、冻结后含冰不均匀现象等结果,进而对冻融过程中进行温度场分析以及冻融前后含水率的变化分析,用具体试验数据得出如下结论:控制不同顶板温度时,不同含水率的试样中各点处温度的变化趋势基本相同;在顶板控温相同的情况下,初始含水率大的试样,水分迁移量大,水分积聚多;不同冻结温度和融化温度对试样中水分的迁移影响非常明显,顶板冻结时温度越高,水分积聚层位置处的含水率越大,水分积聚越多等。

关键词：水分迁移水分积聚温度场现象

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季冻区湿地软土地基固结变形特性研究

岩土工程学报 2009年第9期31卷 1354-1360页

作者：刘红军陶夏新五邑大学土木建筑系广东江门529020 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为了研究季冻区湿地软土地基的固结变形特性及其影响因素,在提出季冻区湿地软土地基现场监测方案的基础上,对路堤填土荷载作用下软土地基固结变形特性和加载条件、软土地基处理方法、地层条件、温度变化、时间效应等的相关性进行分析研... 详细信息

为了研究季冻区湿地软土地基的固结变形特性及其影响因素,在提出季冻区湿地软土地基现场监测方案的基础上,对路堤填土荷载作用下软土地基固结变形特性和加载条件、软土地基处理方法、地层条件、温度变化、时间效应等的相关性进行分析研究。监测结果证明:虽然湿地软土层不厚,但软土的沉降量占全部沉降量的80%以上,在整个冬季,负温对软土地基的固结沉降有一定的影响,主要表现在中央分隔带和路肩软土地基的沉降过程出现一定的差异;软土地基的侧向位移基本上是随荷载的增加而增大,最大位移深度随软土层厚度的增加而增大,冬季软土地基冻结的过程中,在冻结深度范围内软土地基出现反向的侧向位移;整个冬季软土地基孔隙水压力均有不同程度的消散,根据沉降和孔隙水压力监测结果得出,袋装砂井更适合于季冻区湿地软土地基的工程治理措施;试验段冻结深度随时间的变化,最大冻深小于2.8m,在一月底至二月初期间;路堤填土冻结的过程中,靠近中央分隔带处的土压力逐渐减小,而靠近路堤边坡处的土压力逐渐增大。研究成果可为季冻区湿地软土地基固结沉降分析计算及设计提供参考依据。

关键词：路基工程季冻区湿地软土地基固结变形特性路堤填土冻融

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基于地震学的强地震动衰减关系

哈尔滨工业大学学报 2017年第6期49卷 171-177页

作者：陶正如陶夏新中国地震局地震工程与工程振动重点实验室(中国地震局工程力学研究所) 哈尔滨150080 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

世界上大多数国家或地区缺少足够的强地震动观测数据,难以直接用统计方法建立区域强地震动衰减关系.为克服这一瓶颈,本文讨论了在这些地区建立基于地震学的强地震动衰减关系的进展,强调了震源谱中的应力降Δσ、品质因子中的Q0和η以及... 详细信息

世界上大多数国家或地区缺少足够的强地震动观测数据,难以直接用统计方法建立区域强地震动衰减关系.为克服这一瓶颈,本文讨论了在这些地区建立基于地震学的强地震动衰减关系的进展,强调了震源谱中的应力降Δσ、品质因子中的Q0和η以及几何衰减项的两个分段点距离R1和R2等区域性参数取值的重要性,提出了借助区域数字地震监测台网的小地震记录(Mw=3.5~4.5、震源深度≤30 km)联合反演这5个区域参数的思路和方法.将其作为输入,建立区域强地震动衰减关系,用区域强地震动观测数据(Mw≥4.5、震源深度≤30 km)检验,结果表明:在日本东北地区,本文方法建立的衰减关系与强震记录符合很好;在中国四川和云南地区,检验数据相对有限,5、6级的衰减关系与相应的强震数据(4.5≤Mw<5.5、5.5≤Mw<6.5)符合不错,7级的衰减在大于100 km处偏慢.通过3个地区的例子,说明了建立基于地震学强地震动衰减关系方法的适用性.

关键词：强地震动衰减关系区域参数反演小震记录

局部加载条件下二维土质边坡稳定性的数值分析

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岩土力学 2004年第7期25卷 1063-1067,1071页

作者：赵纪生陶夏新师黎静欧进萍哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150006 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

借助 Hill 的材料应变局部化原理和土的弹塑性本构模型,应用声学张量示踪边坡失稳滑移线发生和发展,提出了局部加载条件下的确定边坡失稳滑移线的方法。在弹塑性有限元分析过程中,应用边坡材料的塑性一致性条件或滑移线两侧的应力连续条... 详细信息

借助 Hill 的材料应变局部化原理和土的弹塑性本构模型,应用声学张量示踪边坡失稳滑移线发生和发展,提出了局部加载条件下的确定边坡失稳滑移线的方法。在弹塑性有限元分析过程中,应用边坡材料的塑性一致性条件或滑移线两侧的应力连续条件,即应变局部化条件,检测每一个高斯点的声学张量行列式的值,当其等于或接近 0 时,标出滑移萌生的位置、方向,模拟边坡滑移线萌生和发展过程。

关键词：边坡稳定弹塑性本构模型应变局部化滑移线

地震动加速度反应谱竖向分量与水平分量的比值

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地震工程与工程振动 2004年第5期24卷 33-38页

作者：耿淑伟陶夏新中国地震局工程力学研究所

本文采用水平向444条,竖向228条严格按我国抗震设计规范划分场地条件的实际强震记录,计算了不同情况下加速度反应谱竖向分量与水平分量的比值(V/H)的平均值,结果表明:(1)V/H随周期变化明显。在短周期,有1个1.0左右的峰值,在周期0.2～1.0... 详细信息

本文采用水平向444条,竖向228条严格按我国抗震设计规范划分场地条件的实际强震记录,计算了不同情况下加速度反应谱竖向分量与水平分量的比值(V/H)的平均值,结果表明:(1)V/H随周期变化明显。在短周期,有1个1.0左右的峰值,在周期0.2～1.0s间有1个0.4左右的低谷,在2s以后的长周期,V/H趋近1个0.6左右的常数。(2)V/H值与震中距也有很大关系,在震源附近竖向反应谱与水平向反应谱很接近,V/H均值在周期长于2s时达到了0.9。(3)它与场地条件也有很大关系,短周期处,Ⅰ类场地V/H峰值为0.7,Ⅱ、Ⅲ类场地V/H峰值为1.1,长周期处则随场地类别由Ⅰ,Ⅱ到Ⅲ类,V/H由大到小。建议抗震设计规范修订时应考虑对竖向反应谱的规定予以修正,文中给出了建议方案。

关键词：地震动加速度加速度反应谱周期变化

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强地震动随机合成中震源谱模型的改进

岩土工程学报 2012年第3期34卷 504-507页

作者：陶夏新陈富孙晓丹哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了消除合成的地震动幅值对子源尺寸的依赖,全面介绍了地震动随机合成中震源谱模型的一个改进,突出凹凸体对高频地震波的控制作用,拐角频率与子源错动量相关,且随着破裂的发展、破裂的子源数目逐渐增加有所降低。同时,提出在震源谱模... 详细信息

为了消除合成的地震动幅值对子源尺寸的依赖,全面介绍了地震动随机合成中震源谱模型的一个改进,突出凹凸体对高频地震波的控制作用,拐角频率与子源错动量相关,且随着破裂的发展、破裂的子源数目逐渐增加有所降低。同时,提出在震源谱模型中增加标度因子补偿震源谱参数随破裂面扩展变化引起的能量损失的方法,通过算例说明了远场总辐射能随子源尺寸的变化明显减小。

关键词：强地震动震源谱模型合成随机破裂面控制作用动量相关

考虑试验阻尼效应的一种土体动力双型抛物线本构模型

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岩土力学 2008年第8期29卷 2102-2110页

作者：陈学良金星陶夏新韦永祥中国地震局地球物理研究所北京100081 福建省地震局哈尔滨工业大学哈尔滨150008

针对土动力试验中土体反向卸载(或加载)曲线形状有时表现为先变化平缓后变化剧烈这一特征,基于土体实验结果的G/Gmax-γ和λ-γ曲线,建立了不规则荷载作用下可调的双型抛物线形式的本构曲线规则,阐述了A型和B型抛物线的函数表达式及实... 详细信息

针对土动力试验中土体反向卸载(或加载)曲线形状有时表现为先变化平缓后变化剧烈这一特征,基于土体实验结果的G/Gmax-γ和λ-γ曲线,建立了不规则荷载作用下可调的双型抛物线形式的本构曲线规则,阐述了A型和B型抛物线的函数表达式及实现过程。采用9种方法对试验阻尼比的模拟对比,表明所建立的加卸载准则尤其能准确拟合试验阻尼值,是对广义Masing准则的一种简化及实用化。由于调制因子Ad的可变性,它具有更强地模拟试验本构曲线形状的能力。针对台湾Lotung DHB钻井台阵试验场地,以等效线性化方法SHAKE91、LSSRLI-1,时域非线性方法DESRA-2、Pyke方法、非Masing准则模型1、"隐式应力阻尼等效"模型、"阻尼比退化系数"模型和非Masing准则模型2以及双型抛物线本构模型等9种方法(或模型)分别进行了非线性地震反应分析,并将结果与强震观测记录进行比较,结果表明,双型抛物线本构模型计算的复合加速度地震动的峰值大小、波形大小相对关系及后续波形,与实际地震记录较相一致,说明了模型的合理性以及实际工程应用的可行性。

关键词：双型抛物线本构模型试验阻尼方法对比工程应用

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饱和多孔介质材料的应变局部化萌生条件

岩土力学 2004年第5期25卷 749-754,768页

作者：赵纪生陶夏新师黎静欧进萍哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150006 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

在单相介质和非渗流饱和多孔介质应变局部化萌生条件的基础上,应用饱和多孔介质控制方程和Liapunov稳定理论,导出了渗流条件下的固相应力-应变描述和有效应力-应变描述的多孔介质固相部分的应变局部化的萌生条件。不同应力描述下的萌生... 详细信息

在单相介质和非渗流饱和多孔介质应变局部化萌生条件的基础上,应用饱和多孔介质控制方程和Liapunov稳定理论,导出了渗流条件下的固相应力-应变描述和有效应力-应变描述的多孔介质固相部分的应变局部化的萌生条件。不同应力描述下的萌生条件的形式有一定变化。应用简单算例,讨论了Terzaghi有效应力描述的应变局部化萌生条件中两种固、液相对运动特例下的饱和多孔介质应变局部化破坏的形式。

关键词：多孔介质固相应力有效应力应变局部化萌生条件

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重塑土冻融过程中水分迁移试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2009年第2期40卷 519-525页

作者：赵刚陶夏新刘兵哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为了定量研究重塑土中水分在冻融过程中的迁移,借助XT5405B型高低温冻融循环试验箱、DT615数字采集系统和T型热电偶等试验仪器,组成一套室内水分迁移试验装置。试验在几何尺寸、实验环境等相同的条件下,改变初始含水量或温度模式,研究... 详细信息

为了定量研究重塑土中水分在冻融过程中的迁移,借助XT5405B型高低温冻融循环试验箱、DT615数字采集系统和T型热电偶等试验仪器,组成一套室内水分迁移试验装置。试验在几何尺寸、实验环境等相同的条件下,改变初始含水量或温度模式,研究单个因素对水分迁移的影响。通过试验观察裂缝现象、水分积聚现象、冻结后含冰不均匀现象等结果,对冻融过程中进行温度场以及冻融前后含水量的变化进行分析。研究结果表明:土样冻结后在试样中间会出现含水量明显增大的土层,出现的位置受初始含水量的影响不明显,受控温模式影响较明显;土中水的冻结温度与含水量有关;继续融化到设定位置后,在融冻界面处会出现水分积聚的土层,初始含水量越大,水分积聚现象越明显等。

关键词：重塑土温度场含水量水分迁移