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基于混合物法则根土复合体本构模型的研究

计算力学学报 2024年第2期41卷 396-402页

作者：蒋希雁王万梅刘杰刘嘉璐张喆阮梦柯河北建筑工程学院土木工程学院张家口075000 河北省土木工程诊断改造与抗灾重点实验室张家口075000 河北省寒冷地区交通基础设施工程技术创新中心张家口075000

为探究根土复合体的应力-应变关系,将其视为两相体,根系采用线弹性模型,土体采用邓肯-张模型,并考虑根系与土体之间的相对滑移关系,基于混合物法则建立根土复合体本构模型。通过素土与不同含根量的根土复合体三轴压缩试验,得到其应力-... 详细信息

为探究根土复合体的应力-应变关系,将其视为两相体,根系采用线弹性模型,土体采用邓肯-张模型,并考虑根系与土体之间的相对滑移关系,基于混合物法则建立根土复合体本构模型。通过素土与不同含根量的根土复合体三轴压缩试验,得到其应力-应变关系,通过单根拉伸试验得到根系的弹性模量。结果发现,(1)根土复合体的极限主应力差随含根量的增加先增加后减小,含根量0.3%为最优含根量。(2)单根的直径与抗拉力、抗拉强度符合幂函数关系,与弹性模量符合多项式关系。(3)通过反分析的方法,建立滑移关系,得到模型计算值的应力-应变关系,发现模型计算值与试验值的拟合度(R^(2))为0.96。该研究为根土复合体本构模型的建立提供新思路,并为根土复合体的数值分析提供参数。

关键词：根土复合体本构模型邓肯-张模型线弹性模型

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降雨条件下不同类型植被边坡稳定性的研究

科学技术与工程 2022年第26期22卷 11550-11558页

作者：蒋希雁杨尚青谢聪河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室张家口075031 河北省寒冷地区交通基础设施工程技术创新中心张家口075031 河北建筑工程学院土木工程学院张家口075031 河北建筑工程学院理学院张家口075031

降雨对植被边坡稳定性的影响是目前生态护坡领域研究的热门话题。基于Midas GTS/NX软件,结合张家口地区某边坡工程背景并选取当地常见的护坡植被,针对裸露边坡、高羊茅(Festuca arundinacea)植被边坡、小叶黄杨(Buxus microphylla)植被... 详细信息

降雨对植被边坡稳定性的影响是目前生态护坡领域研究的热门话题。基于Midas GTS/NX软件,结合张家口地区某边坡工程背景并选取当地常见的护坡植被,针对裸露边坡、高羊茅(Festuca arundinacea)植被边坡、小叶黄杨(Buxus microphylla)植被边坡以及高羊茅-小叶黄杨混合植被边坡4种工况,对降雨条件下边坡内部土体孔隙水压力随时间的变化以及边坡稳定性的大小进行对比分析。结果表明:在相同的降雨强度和降雨时长条件下,3种植被边坡的入渗速率均小于裸露边坡,植被边坡相对于裸露边坡有着更好的持水能力。在4种不同类型的植被边坡中,高羊茅植被边坡孔隙水压力增幅最小,位于坡顶、坡面、坡底的土体仍然维持了部分基质吸力,高羊茅植被减小了降雨的影响深度。降雨结束后,高羊茅植被边坡较其他植被边坡安全系数最大,高羊茅植被增加了边坡土体的有效应力,更能有效地提升边坡的稳定性。上述研究旨在为降雨对植被边坡的影响提供参考,为半干旱地区的植被护坡技术提供指导。

关键词：植被护坡降雨边坡稳定性

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基于混合物法则根土复合体本构模型的研究

计算力学学报 2023年

作者：蒋希雁王万梅刘杰刘嘉璐张喆阮梦柯河北建筑工程学院土木工程学院河北省寒冷地区交通基础设施工程技术创新中心河北省土木工程诊断改造与抗灾重点实验室

为探究根土复合体的应力-应变关系，将其视为两相体，根系采用线弹性模型，土体采用邓肯-张模型，并考虑根系与土体之间的相对滑移关系，基于混合物法则建立根土复合体本构模型。通过素土与不同含根量的根土复合体三轴压缩试验，得到其... 详细信息

为探究根土复合体的应力-应变关系，将其视为两相体，根系采用线弹性模型，土体采用邓肯-张模型，并考虑根系与土体之间的相对滑移关系，基于混合物法则建立根土复合体本构模型。通过素土与不同含根量的根土复合体三轴压缩试验，得到其应力-应变关系，通过单根拉伸试验得到根系的弹性模量。结果发现①根土复合体的极限主应力差随含根量的增加先增加后减小，含根量0.3%为最优含根量。②单根的直径与抗拉力、抗拉强度符合幂函数关系，与弹性模量符合多项式关系。③通过反分析的方法，建立滑移关系，得到模型计算值的应力-应变关系，发现模型计算值与试验值的拟合度(R2)为0.96。该研究为根土复合体本构模型的建立提供新思路，并为根土复合体的数值分析提供参数。

关键词：根土复合体本构模型邓肯-张模型线弹性模型

基于三轴试验生态袋加筋土邓肯-张模型参数研究

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中国农村水利水电 2022年第10期 219-227页

作者：蒋希雁许梦然陈宇宏河北建筑工程学院河北张家口075031 河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室河北张家口075031 河北省寒冷地区交通基础设施工程技术创新中心河北张家口075031

实际工程中,含水率的变化对土的性质影响较大,为了确定含水率对生态袋加筋土的力学特性和邓肯-张模型参数的影响规律,以不同含水率生态袋加筋土为研究对象,通过三轴压缩试验,研究生态袋加筋土邓肯-张模型参数随含水率的变化规律。试验... 详细信息

实际工程中,含水率的变化对土的性质影响较大,为了确定含水率对生态袋加筋土的力学特性和邓肯-张模型参数的影响规律,以不同含水率生态袋加筋土为研究对象,通过三轴压缩试验,研究生态袋加筋土邓肯-张模型参数随含水率的变化规律。试验结果表明:(1)不同含水率下生态袋加筋土应力-应变关系曲线均呈现双曲线特征,选取轴向应变为15%的偏应力作为破坏强度值,试验得出,破坏强度随着含水率的增加而减小;(2)含水率的变化对生态袋加筋土邓肯-张模型参数均有着不同程度的影响,随着含水率增加,黏聚力呈二次函数关系减小,内摩擦角、K值和n值均呈线性关系减小,破坏比变化区间范围为(0.828~0.990);(3)初始切线模量反映了土体在应力-应变关系曲线初始阶段抵抗变形的能力。生态袋加筋土的初始切线模量随着含水率的增长而减小,同时获得初始切线模量随含水率变化的经验公式;(4)通过对试样尺寸效应分析,表明了本文研究结论的适用性。上述研究结论为生态袋护坡工程的设计和数值模拟提供一定的理论依据和参数支持。

关键词：生态袋加筋土含水率三轴试验邓肯-张模型

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植被根系对土体渗透特性影响的试验研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年第3期45卷 370-375页

作者：蒋希雁杨尚青冯峰陈宇宏许梦然河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室河北张家口075031 河北省寒冷地区交通基础设施工程技术创新中心河北张家口075031 河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075031

植被根系可以调节土体中水分的入渗过程,植被土的渗透特性是决定植被护坡水力特性的重要参数,也是影响植被边坡稳定性的重要因素。文章选择高羊茅和小叶黄杨植被土,采用现场双环入渗试验分析入渗体积和渗透系数的变化,研究根系对入渗性... 详细信息

植被根系可以调节土体中水分的入渗过程,植被土的渗透特性是决定植被护坡水力特性的重要参数,也是影响植被边坡稳定性的重要因素。文章选择高羊茅和小叶黄杨植被土,采用现场双环入渗试验分析入渗体积和渗透系数的变化,研究根系对入渗性能的影响;制备不同含根量的土样,通过室内变水头渗透试验研究重塑土和原状土的含根量对土体渗透特性的影响。结果表明:小叶黄杨植被土和含根量为0.82%的高羊茅植被土的入渗体积比裸土减少了50%,植被根系的存在对减少水的渗入量有着显著作用;无论是重塑土还是原状土,随着含根量的增加,根土复合体的饱和渗透系数逐渐减小,含根量越高的植被土对减少水分入渗有着更加显著的效果;含根量为0.30%~0.80%的重塑土的饱和渗透系数约为相近含根量原状土的3倍,现场双环入渗试验测得含根量为0.82%的高羊茅植被土的饱和渗透系数约为室内试验的5倍。上述研究可广泛用于生态护坡工程,根系对边坡的安全稳定起到良好的支撑作用。

关键词：根系植被护坡植被土含根量渗透系数

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支护结构上水土共同作用的微观机理研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2014年第1期46卷 22-26页

作者：蒋希雁周若雯河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075024 河北省第四建筑工程有限公司河北石家庄050000

为解决水土压力合算和分算的争议,从理论上证明粘性土水土合算在某些情况下的合理性,基于微观层面分析了土中孔隙及土中水的类型及特征,研究了水土共同作用的微观机理,建立了临界重度方程及估算公式,给出了粘性土传递孔隙水压力的判别公... 详细信息

为解决水土压力合算和分算的争议,从理论上证明粘性土水土合算在某些情况下的合理性,基于微观层面分析了土中孔隙及土中水的类型及特征,研究了水土共同作用的微观机理,建立了临界重度方程及估算公式,给出了粘性土传递孔隙水压力的判别公式;选取不同地区粘性土,进行重力失水试验,试验结果表明:试验值与公式计算值差异很小,试验验证了公式的合理性.综合机理分析及试验成果,证实了对于现有基坑工程中所涉及的粘性土,其孔隙中仍然存在可流动的孔隙水,一般都能传递孔隙水压力,水土压力应当区别对待.

关键词：粘性土孔隙水压力水土共同作用微观机理

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麦秸秆纤维加筋土崩解特性试验研究

河北建筑工程学院学报 2023年第3期41卷 50-55,107页

作者：蒋希雁刘杰刘嘉璐河北建筑工程学院河北张家口075000 河北省土木工程诊断改造与抗灾重点实验室河北张家口075000

为了深入研究麦秸秆纤维加筋土的崩解特性,利用崩解试验仪,对4种不同纤维长度和5种不同纤维掺量的试样进行了崩解试验。通过对累计崩解量曲线和崩解速率曲线的分析,确定了麦秸秆纤维的最佳长度和掺入量。试验结果表明:随纤维长度的增长... 详细信息

为了深入研究麦秸秆纤维加筋土的崩解特性,利用崩解试验仪,对4种不同纤维长度和5种不同纤维掺量的试样进行了崩解试验。通过对累计崩解量曲线和崩解速率曲线的分析,确定了麦秸秆纤维的最佳长度和掺入量。试验结果表明:随纤维长度的增长,麦秸秆纤维加筋土的崩解速率与纤维长度曲线出现先降低后增长的变化趋势,最优麦秸秆纤维长度20mm;随纤维掺量的增加,麦秸秆纤维加筋土的崩解速率与纤维长度曲线出现先降低后增长的变化趋势,最佳麦秸秆纤维掺量为0.3%。麦秸秆纤维加筋土最优配比为20mm纤维长度0.3%纤维掺量。

关键词：纤维加筋土崩解特性崩解速率最优配合比

纤维掺量对椰丝纤维加筋土强度特性影响试验研究

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河北建筑工程学院学报 2023年第4期41卷 83-89页

作者：蒋希雁刘嘉璐刘杰河北建筑工程学院河北张家口075000 河北省土木工程诊断改造与抗灾重点实验室河北张家口075000

为改善边坡浅层土体抗剪强度不足的问题,对椰丝纤维开展不同围压下的不固结不排水三轴试验,研究纤维掺量对椰丝纤维加筋土抗剪强度的影响及其加筋机理。结果表明:(1)椰丝纤维可以显著提高土体的强度和抵抗变形的能力。(2)主应力差呈现... 详细信息

为改善边坡浅层土体抗剪强度不足的问题,对椰丝纤维开展不同围压下的不固结不排水三轴试验,研究纤维掺量对椰丝纤维加筋土抗剪强度的影响及其加筋机理。结果表明:(1)椰丝纤维可以显著提高土体的强度和抵抗变形的能力。(2)主应力差呈现随纤维掺量的增长先增高后降低的趋势,纤维掺量为0.55%时主应力差最高。(3)围压对主应力差影响显著,相同条件下,围压越高,加筋效果越差。(4)纤维掺量对黏聚力影响显著,随纤维掺量的增加呈现先上升后下降的趋势,平均提升幅度为139.8%;对内摩擦角影响不大,在4.3°以内变化。

关键词：三轴试验纤维加筋土抗剪强度纤维掺量

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水泥搅拌桩复合地基加固机理研究

水泥搅拌桩复合地基加固机理研究

作者：蒋希雁天津大学

学位级别：硕士

本文在总结水泥搅拌桩处理软基研究成果的基础上，进一步分析了水泥搅拌桩加固软土地基的机理及其受力和变形性状。根据国内外大量试验成果，归纳出水泥土各种物理、力学指标的取值方法和相关关系。经过详尽的分析与比较，得... 详细信息

本文在总结水泥搅拌桩处理软基研究成果的基础上，进一步分析了水泥搅拌桩加固软土地基的机理及其受力和变形性状。根据国内外大量试验成果，归纳出水泥土各种物理、力学指标的取值方法和相关关系。经过详尽的分析与比较，得出群桩复合地基荷载传递规律与水泥土单桩荷载传递规律的差异;分析了水泥土桩复合地基的桩土受力特点;通过计算，得出水泥土桩复合地基的沉降随桩长、置换率、桩身强度等因素变化的关系;具体地提出了水泥土桩复合地基的设计步骤，并对其沉降实用计算方法进行了分析，提出了较符合实际、简便的计算方法，为水泥土桩复合地基的设计提供了一定的参考。最后通过工程实例验证了其适用性。

关键词：水泥搅拌桩复合地基荷载传递变形