检索结果-南通市图书馆

基于三轴不排水有效应力路径的结构性剑桥模型的修正研究

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岩土工程学报 2024年

作者：加瑞李逸群雷华阳姜宇轩天津大学建筑工程学院天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性,因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥(SCC)模型进... 详细信息

室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性,因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥(SCC)模型进行了两点改进:(1)对附加孔隙比Δe的计算公式进行了修正,可以准确模拟结构性黏土超过临界状态线后的有效应力路径;(2)考虑了屈服面内的塑性即亚屈服特性,可以较好地模拟屈服面内的有效应力路径。然后利用修正结构性剑桥(MSCC)模型对结构性黏土的侧限压缩试验、三轴固结不排水和三轴固结排水试验进行了模拟计算,并与试验结果和SCC模型的计算结果进行了对比分析,结果表明MSCC模型可以更好的模拟结构性黏土的三轴不排水有效应力路径以及侧限压缩和三轴固结排水试验的应力应变曲线。最后对MSCC模型中的参数β(屈服面内塑性变形参数)、p’yi(初始结构屈服应力)、Δei(初始附加孔隙比)、b (结构破损速率)、γ(剪切引起结构破损的参数)和ω(反映结构性对塑性流动准则的影响)进行了参数敏感性分析,结果表明参数β影响结构性黏土屈服面内的有效应力路径,参数p’yi影响峰值强度,参数Δei影响残余强度,参数b和γ影响峰值后的强度衰减速率,参数ω影响强度开始衰减时的偏应变大小。

关键词：结构性黏土结构性剑桥模型有效应力路径亚屈服附加孔隙比

增压式真空预压气体运移加固机制模型试验研究

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岩石力学与工程学报 2023年第S1期42卷 3598-3608页

作者：刘景锦李建楷雷华阳天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354

针对增压式真空预压法加固超软土过程中气体运移路径和加固作用机制认识不统一的问题,设计进行探究气体运移路径的增压式真空预压试验和增压式真空预压水平排水板试验。通过对比分析土体排水量、孔隙水压力值、沉降量、十字板剪切强度... 详细信息

针对增压式真空预压法加固超软土过程中气体运移路径和加固作用机制认识不统一的问题,设计进行探究气体运移路径的增压式真空预压试验和增压式真空预压水平排水板试验。通过对比分析土体排水量、孔隙水压力值、沉降量、十字板剪切强度和含水率等试验结果,得到以下结论:增压式真空预压加固超软土过程中,进行注气操作后气体首先向土体表面方向运移。同时,结合注气操作时的实时孔压变化情况,分析认为注气操作提升土体排水固结效果的主要作用机制为:进行注气操作时,增压气体的上升会带动深层孔隙水向浅层运移,使深层孔隙水在浅层被排水板快速吸收并排出,以此提高深层土体加固效果和整体排水效率。

关键词：土力学真空预压增压法气体运移加固机制

盾构隧道开挖面失稳破坏机理及土拱效应研究综述

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太原理工大学学报 2022年第1期53卷 98-117页

作者：雷华阳刘敏天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354

针对当前国内外盾构隧道开挖面失稳机理研究现状进行了系统概括和评述,并重点探讨开挖面失稳研究中的土拱效应问题。盾构隧道开挖面失稳机理包括失稳过程、失稳模式和失稳模型研究。盾构隧道开挖面失稳过程中土拱效应包括盾构开挖面失... 详细信息

针对当前国内外盾构隧道开挖面失稳机理研究现状进行了系统概括和评述,并重点探讨开挖面失稳研究中的土拱效应问题。盾构隧道开挖面失稳机理包括失稳过程、失稳模式和失稳模型研究。盾构隧道开挖面失稳过程中土拱效应包括盾构开挖面失稳破坏过程土拱效应演化研究和考虑土拱效应影响的盾构开挖面失稳模型研究两部分。在此基础上进一步提出基于土体三向压力时空变化规律揭示开挖面失稳破坏机理,进行开挖面失稳过程空间三维土拱效应演化规律,以及空间物理土拱演化及相应计算方法应用的未来研究方向及建议。

关键词：盾构隧道开挖面稳定性土拱效应

砂性地层中植物胶改性泥浆性质及渗透成膜试验研究

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岩土工程学报 2023年第2期45卷 394-401页

作者：雷华阳施福硕刘旭崔溦天津大学土木工程系天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350

目前广泛使用高分子材料和膨润土制作的泥浆存在降解难度大、容易造成环境污染问题,选取琼胶、瓜尔胶天然增稠剂代替传统高分子材料制作新型泥浆,探究新型泥浆在砂性地层中成膜效果。研究结果表明,琼胶、瓜尔胶具有较好的增稠效果、降... 详细信息

目前广泛使用高分子材料和膨润土制作的泥浆存在降解难度大、容易造成环境污染问题,选取琼胶、瓜尔胶天然增稠剂代替传统高分子材料制作新型泥浆,探究新型泥浆在砂性地层中成膜效果。研究结果表明,琼胶、瓜尔胶具有较好的增稠效果、降滤失效果、胶体率更易提升至100%,与传统增稠剂CMC相比瓜尔胶增稠效果更强;琼胶、瓜尔胶可使泥浆从未成膜转变为形成渗透带型泥膜、促进泥浆在地层中成膜,降低泥浆在地层渗透成膜过程中的前期滤失量和泥膜的渗透系数,进而降低在地层中的总滤失量,可以作为一种新型天然泥浆添加剂使用。

关键词：琼胶瓜尔胶泥浆砂性地层

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黏土结构性对孔压静力触探结果的影响分析

水文地质工程地质 2023年第5期50卷 80-88页

作者：加瑞赵栋雷华阳天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影... 详细信息

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影响。数值计算结果表明:(1)黏土的结构性会导致锥尖周围土体的偏应力增大,由于锥尖附近土体的结构性损伤,最大偏应力出现在距锥尖一定距离的右下方;(2)表征结构性强度的参数——初始结构屈服应力p’_(yi)越大,锥尖阻力qc越大,而表征结构性损伤速度的参数——结构性对流动法则影响参数ω越大,q_(c)值越小;(3)p’_(yi)值越大,贯入停止时的超静孔隙水压力u越大,而ω值越大,贯入停止时的u值越小;(4)经验圆锥系数N_(kt)随p’_(yi)增大明显减小,随ω的增大略有减小。因此,黏土的结构性强度及其损伤会明显影响孔压静力触探的测量结果,基于锥尖阻力q_(c)估算结构性黏土的不排水抗剪强度su时应采用考虑结构性影响的经验圆锥系数N_(kt),否则将会低估结构性黏土的s_(u)。研究结果可为孔压静力触探结果的分析和应用提供参考。

关键词：黏土结构性孔压静力触探结构性剑桥模型锥尖阻力经验圆锥系数

不同潮汐水位下深厚滩涂软土路基长期沉降规律及预测研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第6期55卷 584-595页

作者：雷华阳万勇峰冯双喜天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354 天津大学前沿技术研究院天津301700

滩涂区深厚软土路基在潮汐水位影响下存在工后沉降过大和长期沉降预测公式不准确的难题,是影响滩涂区路基工程安全设计的主要瓶颈.首先对比分析了无潮汐水位下有限元与现场沉降监测的结果,验证了有限元模型参数选取的正确性;其次,利用... 详细信息

滩涂区深厚软土路基在潮汐水位影响下存在工后沉降过大和长期沉降预测公式不准确的难题,是影响滩涂区路基工程安全设计的主要瓶颈.首先对比分析了无潮汐水位下有限元与现场沉降监测的结果,验证了有限元模型参数选取的正确性;其次,利用有限元模型分析了不同潮幅和周期条件对路基中心沉降、坡脚水平位移及沉降差异的影响规律;最后,提出了一种综合考虑潮幅和周期的路基长期沉降预测公式并研发了沉降预测程序.结果表明:潮幅和周期对路基中心沉降和迎水面一侧坡脚水平位移影响显著,存在临界周期1 d;路基剖面最大沉降差异位置随潮幅增大逐渐向迎水面一侧移动,随周期变化不明显;考虑潮幅和周期的软土路基长期沉降预测公式计算结果与实测沉降误差可控制在15%以内,证明了公式的正确性,利用MATLAB-GUI研发的长期沉降预测程序,实现了潮汐水位下路基沉降的快速计算.

关键词：滩涂区潮汐水位影响因素长期沉降有限元分析

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胶结砂土的静力触探模型试验及离散元模拟

工程地质学报 2023年

作者：加瑞赵栋雷华阳杨岗天津大学建筑工程学院天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

在砂土中掺入水泥制备人工胶结砂土，通过自行研制的静力触探模型试验装置，研究了砂土颗粒间的胶结对静力触探结果的影响。试验结果表明：锥尖阻力qc随着水泥掺量的增加而增大，qc值的增加主要是由于胶结砂土的黏聚力增加引起的；根据q... 详细信息

在砂土中掺入水泥制备人工胶结砂土，通过自行研制的静力触探模型试验装置，研究了砂土颗粒间的胶结对静力触探结果的影响。试验结果表明：锥尖阻力qc随着水泥掺量的增加而增大，qc值的增加主要是由于胶结砂土的黏聚力增加引起的；根据qc值估算胶结砂土的强度参数时，如果不考虑结构性的影响，将会高估胶结砂土的内摩擦角；初始剪切模量与锥尖阻力的比值Gmax/qc随着水泥掺量的增加而增大，因此可以根据Gmax/qc的大小定性评价砂土的结构性强弱。通过离散元模拟分析了颗粒间的胶结强度对qc的影响机理。模拟结果表明：贯入会导致探杆附近颗粒间的胶结发生破坏，颗粒间的胶结强度越大，颗粒发生移动所需要的力越大，锥尖周围颗粒的接触力越大，因此qc值随着胶结强度的增加而增大。研究结果可以为胶结砂土中静力触探测试数据的分析和应用提供理论指导。

关键词：胶结砂土静力触探锥尖阻力离散元模拟胶结破坏

透明黏土盾构隧道开挖面失稳扩展过程和失稳特征研究

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岩石力学与工程学报 2022年第6期41卷 1235-1245页

作者：雷华阳刘敏程泽宇钟海晨天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354

基于透明黏土盾构隧道开挖面失稳模型试验,探究开挖面失稳扩展过程和失稳特征。在验证透明黏土可用于盾构隧道开挖面失稳破坏试验研究的基础上,从土体运动的角度分析不同埋深比条件下开挖面失稳演化过程,研究失稳分阶段、分区和形态特... 详细信息

基于透明黏土盾构隧道开挖面失稳模型试验,探究开挖面失稳扩展过程和失稳特征。在验证透明黏土可用于盾构隧道开挖面失稳破坏试验研究的基础上,从土体运动的角度分析不同埋深比条件下开挖面失稳演化过程,研究失稳分阶段、分区和形态特征以及地表沉降变化规律。基于土体运动的变化,提出盾构开挖面失稳过程实质是开挖面正前方松动土体带动上方土体向隧道内部同步运动,伴随着周围土体受扰动产生运动,并不断扩展变化,最终土体快速滑移发生整体失稳。开挖面失稳呈现明显的分区特征,影响区域包括整体滑移形成的失稳区和产生明显位移形成的扰动区,并提出失稳区的确定标准。开挖面失稳滑移时,纵截面处失稳区土体向隧道内部“流动”,横截面处失稳区呈椭圆状形态。利用对数螺旋线模型和Torus模型对黏土体失稳形态进行描述时,模型底部拟合很好,上部的偏差均较大。开挖面整体失稳前的横截面地表沉降符合高斯沉降曲线,整体失稳后与高斯沉降曲线偏差较大。

关键词：土力学透明土盾构隧道开挖面失稳失稳过程地表沉降

注气加载路径对增压式真空预压法加固吹填软土的效果分析

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岩石力学与工程学报 2023年第8期42卷 2058-2067页

作者：雷华阳方庆峰刘景锦王磊天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354

采用增压式真空预压法加固处理吹填软土时,其加固效果会受到注气压力和注气时间的影响。利用不同注气压力和注气时间组合条件的室内模型试验,研究注气加载路径对增压式真空预压法加固吹填软土的效果影响,试验中考虑恒压力–恒时间、恒... 详细信息

采用增压式真空预压法加固处理吹填软土时,其加固效果会受到注气压力和注气时间的影响。利用不同注气压力和注气时间组合条件的室内模型试验,研究注气加载路径对增压式真空预压法加固吹填软土的效果影响,试验中考虑恒压力–恒时间、恒压力–变时间、变压力–恒时间以及变压力–变时间4种注气加载路径。试验结果表明,增压式真空预压法对土体的加固效果总是优于常规真空预压法,且当采用变压力–变时间的注气加载路径时,土体的加固效果最佳。与恒压力–恒时间的注气加载路径相比,采用变压力–变时间的注气加载路径可使土体的表面沉降增大9.25%,排水量增大9.35%,平均含水率降低13.91%,平均十字板剪切强度增大20.59%。注气压力和注气时间的逐级递增可有效地防止黏粒向排水板处聚集,促使排水板与增压板之间土体孔隙数量的增多,增大土体的渗透性,提高深层土体的加固效果。

关键词：土力学吹填软土增压式真空预压注气压力注气时间加固机制