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钙质砂固结排水剪切特性三轴试验

中国公路学报 2023年第1期36卷 47-57页

作者：刘萌成陈茂林王涓浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310023 浙江省交通规划设计研究院浙江杭州310006

为给中国南海岛礁吹填钙质砂地基上基础设施提供设计与施工参考,通过一系列三轴试验研究了钙质砂固结排水剪切特性。定性分析了钙质砂应力-应变、体变与应力路径变化规律,非线性拟合试验数据获得了不同特征状态下钙质砂抗剪强度、内摩... 详细信息

为给中国南海岛礁吹填钙质砂地基上基础设施提供设计与施工参考,通过一系列三轴试验研究了钙质砂固结排水剪切特性。定性分析了钙质砂应力-应变、体变与应力路径变化规律,非线性拟合试验数据获得了不同特征状态下钙质砂抗剪强度、内摩擦角和孔隙比的归一化表达式及其参数取值,进一步定性分析给出了抗剪强度、内摩擦角和孔隙比的非线性变化特征。研究结果表明:①围压小于300 kPa时钙质砂发生应变软化和剪胀;特征状态偏应力随围压或相对密度增大而变大,体变随围压(或相对密度)增大而增大(或减小);钙质砂排水剪切应力路径为一系列平行直线,围压越大应力路径越长。②不同相对密度下特征状态抗剪强度(或内摩擦角)具有较好归一性;峰值状态抗剪强度(或内摩擦角)大于相变状态,而相变状态大于临界状态;抗剪强度(或内摩擦角)为量纲一化平均主应力的幂函数(或对数函数),而相对密度对余量内摩擦角的影响随围压增大而减小直至消失。③在压缩平面内,特征状态孔隙比随量纲一化平均主应力增加而减小,且不同相对密度下临界状态孔隙比具有较好归一性;特征状态孔隙比可用负指数函数予以表达,该函数的上、下限与特征状态孔隙比实际极限值基本吻合。

关键词：道路工程剪切特性三轴试验钙质砂特征状态抗剪强度内摩擦角孔隙比

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南海钙质砂不排水剪切特性三轴试验

中国公路学报 2022年第4期35卷 69-76页

作者：刘萌成胡帅峰戴鹏飞浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310023 中设设计集团股份有限公司江苏南京210000

为了给中国南海珊瑚礁吹填钙质砂地基上的基础设施设计与施工提供参考,通过扫描电镜(SEM)和一系列三轴试验分别研究了钙质砂的基本物理性质及固结不排水剪切特性。采用试验数据的非线性拟合方法,定量分析了剪切模量、抗剪强度和临界状... 详细信息

为了给中国南海珊瑚礁吹填钙质砂地基上的基础设施设计与施工提供参考,通过扫描电镜(SEM)和一系列三轴试验分别研究了钙质砂的基本物理性质及固结不排水剪切特性。采用试验数据的非线性拟合方法,定量分析了剪切模量、抗剪强度和临界状态孔隙比的变化规律,并将分析结果与试验结果进行对比。研究结果表明:(1)南海钙质砂主要成分为CaCO_(3),棱角丰富、表面多孔,形态极不规则,土粒相对体积质量和孔隙比均大于福建标准砂;(2)南海钙质砂的剪切模量随围压与相对密度增加而变大且为围压与相对密度的二元幂函数;(3)峰值强度(内摩擦角)大于临界状态强度(内摩擦角),抗剪强度(内摩擦角)为归一化平均主应力的幂函数(对数函数),而超量内摩擦角(峰值与临界状态内摩擦角之差)为围压与相对密度的二元幂函数;(4)临界状态孔隙比随归一化平均主应力增加而减小,在压缩平面内临界状态线可用负指数函数表达。

关键词：道路工程钙质砂剪切模量抗剪强度临界状态线三轴试验

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钙质砂固结排水剪切特性三轴试验研究

中国公路学报 2022年

作者：刘萌成陈茂林王涓浙江工业大学土木工程学院浙江省交通规划设计研究院

为给我国南海岛礁吹填钙质砂地基上基础设施提供设计与施工参考，通过一系列三轴试验研究了钙质砂固结排水剪切特性。定性分析了钙质砂应力应变、体变与应力路径变化规律，非线性拟合试验数据获得了不同特征状态下钙质砂抗剪强度、内摩...

为给我国南海岛礁吹填钙质砂地基上基础设施提供设计与施工参考，通过一系列三轴试验研究了钙质砂固结排水剪切特性。定性分析了钙质砂应力应变、体变与应力路径变化规律，非线性拟合试验数据获得了不同特征状态下钙质砂抗剪强度、内摩擦角和孔隙比的归一化表达式及其参数取值，进一步定性分析给出了抗剪强度、内摩擦角和孔隙比的非线性变化特征。研究结果表明：（1）围压小于300kPa时钙质砂发生应变软化和剪胀；特征状态偏应力随围压或相对密度增大而变大，体变随围压（或相对密度）增大而增大（或减小）；钙质砂排水剪切应力路径为一系列平行直线，围压越大应力路径越长；（2）不同相对密度下特征状态抗剪强度（内摩擦角）具有较好归一性；峰值状态抗剪强度（或内摩擦角）大于相变状态，而相变状态大于临界状态；抗剪强度（或内摩擦角）为归一化平均主应力的幂函数（或对数函数），而相对密度对余量内摩擦角的影响随围压增大而减小直至消失；（3）在压缩平面内，特征状态孔隙比随归一化平均主应力增加而减小，且不同相对密度下临界状态孔隙比具有较好归一性；特征状态孔隙比可用负指数函数予以表达，该函数的上、下限与特征状态孔隙比实际极限值基本吻合。

关键词：

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循环荷载作用下钙质砂动力特性三轴试验研究

公路交通科技 2023年第12期40卷 46-56页

作者：刘丁铭刘萌成沈轩浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310023

为了保障南海岛礁交通基础设施的运营安全,有必要深入探究循环荷载作用下吹填钙质砂的动力特性。针对南海岛礁吹填钙质砂,采用GDS循环三轴仪开展了一系列排水循环三轴试验,定性和定量分析了钙质砂的残余应变、颗粒破碎、特征循环次数、... 详细信息

为了保障南海岛礁交通基础设施的运营安全,有必要深入探究循环荷载作用下吹填钙质砂的动力特性。针对南海岛礁吹填钙质砂,采用GDS循环三轴仪开展了一系列排水循环三轴试验,定性和定量分析了钙质砂的残余应变、颗粒破碎、特征循环次数、临界循环应力比和失稳动剪应力等变量的变化规律,并提出了一个残余应变预测的经验模型。结果表明:钙质砂的临界循环应力比随围压增加而减小,二者关系可用幂函数表达,钙质砂的归一化失稳动剪应力随失稳循环次数增加而减小,二者满足对数函数关系。当循环应力比小于临界循环应力比时,钙质砂的残余应变随循环次数增加而增加;当循环应力比等于临界循环应力比时,钙质砂达到临界稳态,其临界稳态残余应变随临界稳态循环次数和围压增加而增加,但随临界循环应力比增加而减小;当循环应力比大于临界循环应力比时,钙质砂发生渐进失稳,其失稳残余应变随钙质砂的归一化失稳动剪应力增加而快速增加。钙质砂的稳态循环次数随围压和循环应力比增加而增加,而临界稳态和失稳循环次数分别随临界循环应力比和归一化失稳动剪应力增加而减小。对比分析钙质砂循环三轴试验结果与残余应变模型预测结果可知,推荐的经验模型能够描述多重因素作用下钙质砂的残余应变变化趋势和演化规律。

关键词：道路工程动力特性循环三轴试验钙质砂残余应变临界循环应力比失稳动剪应力

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地基/路基不均匀沉降防治研究现状及分析

公路 2023年第2期68卷 19-24页

作者：刘萌成周佳俊浙江工业大学土木工程学院杭州市310023

地基/路基不均匀沉降严重影响道路、铁路和地铁等交通基础设施的正常运营。为探究不均匀沉降防治研究现状,通过文献搜集、整理,对当前不均匀沉降防治措施进行了系统梳理,主要概述了目前较为常用的6种不均匀沉降防治技术(包括表面加铺、... 详细信息

地基/路基不均匀沉降严重影响道路、铁路和地铁等交通基础设施的正常运营。为探究不均匀沉降防治研究现状,通过文献搜集、整理,对当前不均匀沉降防治措施进行了系统梳理,主要概述了目前较为常用的6种不均匀沉降防治技术(包括表面加铺、土工加筋、桥头搭板、轻质回填、压力注浆和膨胀顶升)的研究现状,并详细分析了各项技术的适用条件及优缺点。同时指出,轻质回填、微扰动注浆和膨胀顶升3项技术具有较大优势,已成为当前不均匀沉降防治研究热点。但在轻质回填和膨胀可控新材料开发及工程性质方面,仍需深入、系统地开展大量试验研究工作。

关键词：地基/路基基础不均匀沉降轻质回填微扰动注浆膨胀顶升

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桥台后加筋回填设计计算方法

中国公路学报 2014年第2期27卷 17-26页

作者：刘萌成赵旭航葛折圣浙江工业大学建筑工程学院浙江杭州310014 华南理工大学土木与交通学院广东广州510641

为了给桥台后(台背)加筋回填的设计与施工提供参考,通过拔出破坏条件下加筋土单元力学分析,研究了加筋回填的强度参数换算和简化模拟方法;同时,基于已有的台背回填沉降研究成果,研究了台背加筋回填的设计指标与标准以及设计算法与流程... 详细信息

为了给桥台后(台背)加筋回填的设计与施工提供参考,通过拔出破坏条件下加筋土单元力学分析,研究了加筋回填的强度参数换算和简化模拟方法;同时,基于已有的台背回填沉降研究成果,研究了台背加筋回填的设计指标与标准以及设计算法与流程。将该方法应用于实际工程,分析了施工期和竣工后加筋回填体沉降变化规律,并阐述了不同填料情况下设计指标验算过程,验证了推荐算法的可行性。研究结果表明:施工期总沉降绝大部分源于回填路基压缩沉降;地基条件良好情况下,工后总沉降大部分源于回填路基累积沉降;桥台容许沉降增加,则台背回填容许差异沉降或纵坡坡度要求相对降低。

关键词：道路工程加筋路基力学分析设计计算方法台背回填

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循环动载作用下层状介质长期沉降计算方法

浙江大学学报（工学版） 2010年第10期44卷 1919-1924页

作者：刘萌成朱洪洲重庆交通大学土木建筑学院重庆400074 浙江工业大学建筑工程学院浙江杭州310014

针对循环动载作用下交通基础设施长期沉降,研究解决在移动条形荷载作用下层状介质动应力和循环加卸载条件下层状介质残余应力、永久应变与残余沉降计算2个基本问题.采用Fourier积分变换与递推矩阵方法,依据平面问题动力微分方程、边界... 详细信息

针对循环动载作用下交通基础设施长期沉降,研究解决在移动条形荷载作用下层状介质动应力和循环加卸载条件下层状介质残余应力、永久应变与残余沉降计算2个基本问题.采用Fourier积分变换与递推矩阵方法,依据平面问题动力微分方程、边界条件与层间连续条件,推导得到移动条形荷载作用下的层状介质动应力解析解.考虑应力水平和应力路径的影响,提出新的永久应变经验公式,通过卸载条件下附加永久应变的弹性边值问题求解,获得循环动载作用下层状介质残余应力与长期沉降的表达式.针对3种不同路基半刚性基层沥青路面环道试验,研究路表残余长期沉降变化规律;通过实测值和预测值对比分析验证了本文方法的合理性和可靠性.

关键词：层状介质交通荷载动应力永久应变长期沉降

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长期循环荷载作用下路基土累积残余变形模拟

土木工程学报 2013年第10期46卷 135-142页

作者：刘萌成谢波高玉峰詹小丽浙江工业大学浙江杭州310014 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098

现有累积变形经验公式都有各自的局限性,因为这些经验公式通常适用于特定类型路基土。依据循环荷载作用下路基土动力响应特性,分析获得路基土累积残余变形演化规律,建立累积残余变形δr关于压实度K、作用次数N、动应力水平s以及应力路... 详细信息

现有累积变形经验公式都有各自的局限性,因为这些经验公式通常适用于特定类型路基土。依据循环荷载作用下路基土动力响应特性,分析获得路基土累积残余变形演化规律,建立累积残余变形δr关于压实度K、作用次数N、动应力水平s以及应力路径长度l这4项控制性因子的统一数学表达式。针对粉质黏土路基开展了循环三轴和环道模型试验,测试结果表明:在循环荷载长期作用下,δr随着N的增加而不断累积,荷载作用初期δr增长迅速,之后变化率持续减缓,最终δr渐趋稳定并达到安定状态。对比分析模型预测与测试结果表明:文中模型预测值与循环三轴和环道试验测试值较为吻合,反映了循环荷载作用下路基土残余变形发展趋势及其在多重因素作用下的演化规律,由此验证模型的合理性和可靠性。

关键词：路基土循环荷载累积残余变形经验公式试验验证

移动条形荷载作用下弹性层状介质动应力解析解

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土木工程学报 2010年第3期43卷 81-87页

作者：刘萌成彭卫兵高玉峰浙江工业大学杭州310014 河海大学南京210098

采用Fourier积分变换与递推矩阵方法,依据平面问题的弹性动力微分方程、边界条件与层间连续条件,推导得到不同形式移动条形荷载作用下弹性层状介质动应力解析解。对不同移动速度和不同荷载形式作用下弹性4层介质动应力分布规律进行了算... 详细信息

采用Fourier积分变换与递推矩阵方法,依据平面问题的弹性动力微分方程、边界条件与层间连续条件,推导得到不同形式移动条形荷载作用下弹性层状介质动应力解析解。对不同移动速度和不同荷载形式作用下弹性4层介质动应力分布规律进行了算例分析,结果表明:竖向或水平条形荷载单独作用下,移动速度对动应力的影响随着荷载移动速度越来越接近结构层最小剪切波速而不断增大,相关应力向量各分量随着深度增加而呈现为各自不同的变化特征;实际行车条件对应的移动竖向和水平条形荷载共同作用下,移动速度对动应力的影响和动应力竖向分布规律皆比移动竖向或水平条形荷载单独作用更为复杂。移动条形荷载作用下弹性层状介质动应力解析解可为各类型交通工具作用下层状介质动力响应特性分析提供理论支持。

关键词：弹性层状介质移动条形荷载动应力 Fourier积分变换解析解