检索结果-南通市图书馆

不同加载频率及循环应力水平对人工冻融软土动力特性影响试验研究

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铁道学报 2020年第3期42卷 122-128页

作者：丁智郑勇魏新江张孟雅浙江大学城市学院土木工程系浙江杭州310015 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司送电结构室吉林长春130021

近年来冻结法作为一种提高土体强度的手段被广泛应用于地铁隧道施工中,然而在列车循环荷载作用下冻土融化后会产生较大变形,影响地铁列车的运营安全。基于室内动三轴试验,研究列车加载频率、应力幅值和固结压力对冻融土体动孔压及应变... 详细信息

近年来冻结法作为一种提高土体强度的手段被广泛应用于地铁隧道施工中,然而在列车循环荷载作用下冻土融化后会产生较大变形,影响地铁列车的运营安全。基于室内动三轴试验,研究列车加载频率、应力幅值和固结压力对冻融土体动孔压及应变的影响,得到地铁列车循环荷载下冻融软土的动力特性规律。试验研究表明:冻融后土体强度显著降低,且由于列车循环荷载作用会发生更大程度的下降。在地铁不同频率荷载下,其加载频率越低,动孔隙压力值越高,冻融后软土应变增幅明显。在相近循环应力比下,固结压力比应力幅值对冻融土动力特性影响更大。同时,基于试验数据,建立地铁列车循环荷载作用下的冻融土孔压累积模型,模型预测值与试验值较为吻合。

关键词：地铁荷载人工冻融土加载频率循环应力比孔压模型

排水条件对不同固结度软黏土动力特性影响试验研究

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岩土工程学报 2015年第5期37卷 893-899页

作者：丁智张涛魏新江张孟雅浙江大学城市学院土木工程系浙江杭州310015 招商局蛇口工业区有限公司广东深圳518067

地铁隧道下卧土层由于施工扰动通常存在不同固结度,列车荷载下土体应变规律也有所差异,进而产生不均匀沉降。通过室内动三轴试验系统对杭州饱和软黏土进行动力测试,研究了排水条件、固结度、振动次数对软黏土动孔压和应变的影响,在试验... 详细信息

地铁隧道下卧土层由于施工扰动通常存在不同固结度,列车荷载下土体应变规律也有所差异,进而产生不均匀沉降。通过室内动三轴试验系统对杭州饱和软黏土进行动力测试,研究了排水条件、固结度、振动次数对软黏土动孔压和应变的影响,在试验和现有研究成果的基础上建立了考虑初始固结度、振动次数、排水条件的应变软化模型。结果表明:固结度愈高的土体,孔压发展愈缓慢,并且随振动次数增加,在较低的孔压水平就可达到稳定,排水条件下的孔压发展规律可由不排水试验获取。土体应变随循环次数的增加而增加,随固结度的增加而降低;提出的应变模型考虑了荷载循环过程中土体的排水,可以较好地模拟不同固结度下饱和软黏土的应变发展规律。

关键词：饱和软黏土固结度排水条件孔压应变

地铁列车荷载下原状土孔压及应变模型试验研究

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铁道学报 2017年第3期39卷 96-103页

作者：丁智范俊靓张孟雅魏新江浙江大学城市学院土木工程系浙江杭州310015 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

基于GDS循环动三轴试验,首先对比了不同形式的动荷载作用效果,结果表明偏压正弦波模拟列车循环荷载效果较好。然后研究了初始固结度和加载频率对地铁荷载作用下软黏土动力特性的影响,结果表明:排水加载条件下原状土孔压发展趋势分为2个... 详细信息

基于GDS循环动三轴试验,首先对比了不同形式的动荷载作用效果,结果表明偏压正弦波模拟列车循环荷载效果较好。然后研究了初始固结度和加载频率对地铁荷载作用下软黏土动力特性的影响,结果表明:排水加载条件下原状土孔压发展趋势分为2个阶段,第1阶段孔压迅速上升,达到峰值后进入第2阶段,表现为孔压下降且降速渐缓并趋于稳定;初始固结度越大,土样的累积峰值孔压越小,孔压消散时间越短;原状土应变发展呈现稳定型,固结度越低,轴向应变越大,应变稳定所需时间越长;且低频引起的累积应变较大,工程中应予以重视。提出的孔压及应变模型可较好地模拟列车荷载作用下不同固结度的原状软黏土的动力特性规律。

关键词：地铁荷载动三轴试验初始固结度孔压模型应变模型

地铁循环荷载下冻融软土动力特性与微观结构试验研究

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地铁循环荷载下冻融软土动力特性与微观结构试验研究

作者：张孟雅浙江大学

学位级别：硕士

人工冻结法是利用人工制冷技术使土体温度降低,形成临时冻结加固体,可以达到提高土体强度和稳定性的目的。近年在沿海软土地区的地铁联络通道施工中,冻结法施工突显出其止水性好、强度高、安全性好等优势。但是,地铁联络通道采用冻结法... 详细信息

人工冻结法是利用人工制冷技术使土体温度降低,形成临时冻结加固体,可以达到提高土体强度和稳定性的目的。近年在沿海软土地区的地铁联络通道施工中,冻结法施工突显出其止水性好、强度高、安全性好等优势。但是,地铁联络通道采用冻结法施工后,冻融循环作用将影响地基土的工程性质,循环荷载作用下冻融土的动力特性有别于未冻融土,因此有必要针对冻融土进行深入研究,为控制冻结法施工后的长期沉降提供依据。本文通过动三轴试验研究地铁列车循环荷载作用下冻融土的动力特性,包括动孔压和动应变的发展规律。对冻结温度、冻融循环周期和融土初始固结度影响下的冻融土动力特性进行测试,根据实验结果建立具有实用价值的冻融土动力模型。并结合扫描电子显微镜(SEM)对软黏土冻融前、冻融后(加载前)和加载后的微观结构进行定性对比分析,利用微观结构定量分析的结果解释软土的冻融循环弱化效应和循环荷载下冻融土的宏观变形机理。通过试验分析和总结,得到了如下成果与结论：(1)本文基于真空预压原理自行研制了多联通道重塑土真空预压仪,通过控制土样的含水量及密度,制备均匀性更好的重塑土用于室内动三轴试验。多联通重塑土真空预压设备主要由四部分组成：真空泵、真空水罐、土样制备箱和智能控制显示系统。微观扫描试验的定量分析结果表明土样各高度上水平和垂直断面孔隙面积的分布规律较为一致,论证了本文试验所用重塑土样的均匀性。(2)采用偏压正弦波模拟地铁列车循环荷载,加载过程中冻融土孔压发展趋势与未冻融土类似,大致可以分为三个阶段：迅速增长、缓慢发展和稳定阶段,并且孔压在循环加载10000次左右即可达到稳定值。冻融土的应变发展经历快速增长阶段后即进入缓慢增长阶段,累积速率逐渐减小,可以推测在足够多加载循环周期后将达到稳定。循环荷载作用下,冻融土的孔压和应变发展速率较未冻融土快,稳定孔压和累积应变也较大。这是因为冻融循环作用在一定程度上破坏了内部骨架结构,引起孔隙体积增大,造成土体结构性的弱化。(3)对于冻融土而言,不同的冻结温度和冻融循环周期对其结构破坏程度有影响,进而导致其动力特性的差异。试验结果表明,冻结温度越低,孔压和轴向应变的发展速率越快,稳定孔压和累积应变也越大。多次冻融循环作用也会加剧土体结构的破坏,二次冻融土的孔压和应变随加载周期的发展更快,稳定值也更大。原因在于低温冻结过程中冻胀效应更加显著,冰晶生长破坏了颗粒骨架结构,小孔隙贯通导致大孔隙的出现。融化过程中,孔隙形态和颗粒联结作用难以恢复到原始状态,故发生结构性弱化,二次冻融循环后对土体结构的破坏作用将更加明显。(4)冻结软黏土在融化过程中将发生土体骨架的重分布以达到新的颗粒孔隙平衡状态,并且冰晶的融化速率大于孔隙水的排出速率。在地铁正式运营前,如果冻融土的固结作用未完全完成,则会影响地基土在运营期间的动力特性,进而引起较大的累积沉降。不排水加载试验结果表明在循环荷载作用下,融土初始固结度越低,孔压和轴向应变的发展速率越快,且稳定孔压也越大。因此在分析地铁运营过程中冻融软土长期沉降时,考虑融土初始固结度能够获得更好的效果。(5)结合环扫描电镜实验,对软黏土冻融前、冻融后(加载前)与加载后微观结构的变化进行研究,从微观角度揭示冻融土动力特性的变化机理。软土经过冻融循环作用后颗粒团聚化程度明显,出现絮凝状结构,且大孔隙数量明显增多。并且冻结温度越低、冻融循环次数越多,大孔隙所占面积的比例越大,在循环荷载作用下将表现出更明显的结构弱化效应。在循环荷载作用下,土体孔隙结构具有压密趋势,土颗粒破碎程度加剧,小孔隙增多,大孔隙减少。从微观角度解释了宏观动力特性的变化。

关键词：冻结法冻融循环地铁荷载冻结温度初始固结度动力特性

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位势流方程的激波反射研究及数值模拟

位势流方程的激波反射研究及数值模拟

作者：张孟雅云南大学

学位级别：硕士

可压缩Euler方程组是流体力学中描述无粘性可压缩流体运动的方程组.论文以二维等熵Euler方程组为例,研究空气动力学中一个非常重要的现象:激波反射,当激波通过楔形物体等障碍物时,会发生反射现象.众多物理实验表明激波反射的类型十分复... 详细信息

可压缩Euler方程组是流体力学中描述无粘性可压缩流体运动的方程组.论文以二维等熵Euler方程组为例,研究空气动力学中一个非常重要的现象:激波反射,当激波通过楔形物体等障碍物时,会发生反射现象.众多物理实验表明激波反射的类型十分复杂,由激波强度、障碍物形状等多种因素决定,目前关于激波反射现象的严格数学理论还不完善.本文详细推导了激波发生正则反射时对激波强度和楔形物角度的要求,并给出了相应的数值模拟.具体的工作如下:第一章,介绍关于激波反射问题的研究背景和现状.第二章,考虑带有多方气体的二维等熵Euler方程组.首先引入位势流方程并结合守恒律系统求解二维等熵Euler方程组的Rankine-Hugoniot条件和物理熵条件;进一步求解初边值问题和入射激波在自相似坐标下的初始状态;最后在此基础上给出激波正则反射的两种类型:激波超音速反射和亚音速反射.第三章,考虑激波反射的局部理论.激波能产生正则反射现象,其充分条件是在激波接触到楔形物时会产生反射激波和相应的激波后常状态.详细推导了正则反射发生时激波强度和楔形物的角度满足的条件.第四章,利用Matlab对产生激波正则反射时激波强度和楔形物的角度满足的条件进行数值模拟.

关键词：等熵Euler方程位势流方程激波正则反射超音速反射数值模拟

间歇性循环荷载下原状淤泥质软黏土应变预测模型

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浙江大学学报（工学版） 2020年第5期54卷 889-898页

作者：郑晴晴夏唐代张孟雅周飞浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司吉林长春130000

针对以往交通荷载下软土塑性应变的研究大多忽视时间间歇影响的问题,考虑不同相对偏应力水平和停振比,设计不排水连续和停振循环三轴试验,对试样采用沿K0线的应力路径固结,研究原状淤泥质软黏土在列车间歇性荷载下的长期应变发展规律.... 详细信息

针对以往交通荷载下软土塑性应变的研究大多忽视时间间歇影响的问题,考虑不同相对偏应力水平和停振比,设计不排水连续和停振循环三轴试验,对试样采用沿K0线的应力路径固结,研究原状淤泥质软黏土在列车间歇性荷载下的长期应变发展规律.通过分析连续振动试验结果,发现相对偏应力水平对归一化塑性应变增长率与振次的关系无影响,仅影响等效初次塑性应变.由于在间歇期土体强度增加,在间歇性循环加载下软土归一化应变增长率显著减小,并且趋于稳定所需的振次随之减少.基于双曲函数拟合结果,分析停振比对归一化应变增长率的影响规律,发现归一化增长率与振次的关系曲线的形状参数与停振比线性相关.建立考虑间歇效应的塑性应变长期发展曲线预测模型,该模型由等效初次塑性应变计算模型和归一化增长率计算模型两部分组成,经验证模型预测效果较好,可以用于地铁荷载下软土地基长期应变的计算分析.

关键词：间歇性循环加载塑性应变显式模型原状淤泥质软黏土间歇效应应变增长率初次应变

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不同固结度冻融软土动载下孔压模型

同济大学学报（自然科学版） 2017年第5期45卷 692-698页

作者：丁智魏新江张孟雅孔勃文浙江大学城市学院土木工程系浙江杭州310015 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司吉林长春130021

以冻结温度和融土初始固结度为影响因素,通过室内动三轴试验对地铁循环荷载作用下冻融软土的孔压发展规律进行研究.结合试验数据,建立了考虑冻结温度和融土初始固结度的影响因素的冻融土动孔压累积试验模型.研究表明,冻融作用改变土体... 详细信息

以冻结温度和融土初始固结度为影响因素,通过室内动三轴试验对地铁循环荷载作用下冻融软土的孔压发展规律进行研究.结合试验数据,建立了考虑冻结温度和融土初始固结度的影响因素的冻融土动孔压累积试验模型.研究表明,冻融作用改变土体内部颗粒联结形式和孔隙结构,导致在循环荷载作用下冻融土动孔压累积速率加快;冻结温度越低,冻融土孔压发展速率越快,且在振动后期的稳定孔压值越高;冻融土初始固结度对孔压发展有影响,初始固结度越高,孔压发展越缓慢,且稳定值越低;低温冻结和低初始固结度的耦合作用加剧了冻融土孔压的累积,使其结构进一步软化.

关键词：循环荷载冻融循环冻结温度固结度孔压模型

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地铁列车荷载下人工冻融软土微观试验研究

浙江大学学报（工学版） 2017年第7期51卷 1291-1299页

作者：丁智洪其浩魏新江张孟雅郑勇浙江大学城市学院土木工程系浙江杭州310015 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司吉林长春130021

基于地铁联络通道冻结法施工,以冻结温度和冻融周期为控制变量,对冻融土加载前、后微观结构进行电镜扫描试验.定性描述了冻融土经历动三轴加载后微观结构的孔隙特征、颗粒特征和结构连结方式.基于ImagePro Plus图像软件,对人工冻融软土... 详细信息

基于地铁联络通道冻结法施工,以冻结温度和冻融周期为控制变量,对冻融土加载前、后微观结构进行电镜扫描试验.定性描述了冻融土经历动三轴加载后微观结构的孔隙特征、颗粒特征和结构连结方式.基于ImagePro Plus图像软件,对人工冻融软土微观结构中的孔隙直径、孔隙圆形度、孔隙定向频率等微观结构参数进行定量分析.结果表明:在循环荷载作用下,土体孔隙结构具有压密趋势,土颗粒破碎程度加剧,小孔隙增多,大孔隙减少,孔隙变得更加规则,孔隙呈定向性分布.对于人工冻融土而言,不同的冻结温度和冻融周期对结构破坏程度有影响,从而导致动力特性的差异.冻结温度越低,冻融循环次数越多,在循环荷载作用下将表现出更明显的结构弱化效应.

关键词：冻结法冻融循环冻结温度扫描电镜微观结构

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连拱隧道中隔墙应力实测分析

现代隧道技术 2014年第5期51卷 129-133,138页

作者：丁智何佳威陈春来魏纲张孟雅浙江大学城市学院土木工程系杭州310015 浙江大学建筑工程学院杭州310027

中隔墙作为连拱隧道的重要承重构件,在施工过程中其应力变化规律较为复杂。文章基于13省道公路隧道工程实例,对某隧道K2+163断面进行了三向应力测试。结果表明,中隔墙体不同部位的三向应力状态并不一致,墙体上部与底部主要承受竖向应力... 详细信息

中隔墙作为连拱隧道的重要承重构件,在施工过程中其应力变化规律较为复杂。文章基于13省道公路隧道工程实例,对某隧道K2+163断面进行了三向应力测试。结果表明,中隔墙体不同部位的三向应力状态并不一致,墙体上部与底部主要承受竖向应力,中部结构主要承受开挖方向的水平应力;对于单洞超前开挖,当掌子面推进至监测断面时,墙体内部各向应力均达到较大值;在平行洞口和隧道开挖方向的两个竖直正交平面内,存在相反方向应力作用产生的等效弯矩。文章结合工程实际,拓展了现有分析公式,对IV类围岩条件下中隔墙体的三向应力进行了预测。

关键词：连拱隧道中隔墙三向应力实测分析