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风浪荷载共同作用下的海洋桩基动力响应

上海交通大学学报 2021年第9期55卷 1116-1125页

作者：李宛玲张琪周香莲上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 上海交通大学土木工程系上海200240

为了研究海洋环境中风浪荷载共同作用下单桩基础的动力响应问题,建立了风浪-海床-单桩的三维单向耦合数值模型.分别采用雷诺平均N-S方程和Biot动力方程控制波浪运动和海床响应,在验证模型合理性的基础上,探究了风浪参数(如风速、风剪切... 详细信息

为了研究海洋环境中风浪荷载共同作用下单桩基础的动力响应问题,建立了风浪-海床-单桩的三维单向耦合数值模型.分别采用雷诺平均N-S方程和Biot动力方程控制波浪运动和海床响应,在验证模型合理性的基础上,探究了风浪参数(如风速、风剪切系数、波高)对风浪荷载共同作用下流体与桩基响应的影响规律.结果表明:风速、风剪切系数和波高的增长会加剧桩周流体变形,加快波浪传播,进而影响桩身的水平位移与弯矩.因此,在计算海上桩基承载力时,应综合考虑风浪荷载共同作用对桩基基础的影响.研究成果将为恶劣海洋环境下桩基承载性能研究提供重要的理论依据.

关键词：风浪荷载 Biot动力方程 u-p模型风浪相互作用单桩

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不同含水率砂岩蠕变试验及损伤模型研究

中国农村水利水电 2022年第9期 65-69,82页

作者：蒋成张树光刘新民张研刘文博桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049

为了解全州某引水隧洞围岩在水劣化作用下蠕变变形规律,选取浸水后的隧洞岩样作为研究对象,开展不同含水率作用下的单轴加载蠕变试验,探究含水率对隧洞围岩蠕变的影响,进而建立一种考虑含水率和时间双重影响的新型的非定常蠕变模型,最... 详细信息

为了解全州某引水隧洞围岩在水劣化作用下蠕变变形规律,选取浸水后的隧洞岩样作为研究对象,开展不同含水率作用下的单轴加载蠕变试验,探究含水率对隧洞围岩蠕变的影响,进而建立一种考虑含水率和时间双重影响的新型的非定常蠕变模型,最后结合试验数据来验证模型的正确性与合理性。结果表明:砂岩受载后的瞬时变形与蠕变变形量均随含水率的增加逐渐增大,且建立的非定常模型考虑了蠕变参数的含水劣化与时间劣化,使得蠕变模型可准确地描述不同应力和不同含水率状态下隧洞围岩的蠕变损伤过程。而参数α_(1)能有效的控制了岩石的瞬时应变值的大小,参数α_(2)则控制了岩石黏弹性变形和速率的变量,参数α_(4)控制了黏塑性蠕变速率,参数α_(γ)在黏塑性黏壶发生作用时,对黏弹性变形向黏塑性变形转化的速率进行修正,有效保持模型曲线的准确性。

关键词：含水率应力引水隧洞围岩西原模型非定常

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铅污染土固化体冻融循环效应和微观机制

岩土工程学报 2016年第11期38卷 2043-2050页

作者：李江山王平张亭亭李振泽薛强中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

为了研究冻融循环对铅污染土固化体工程特性的影响规律及其作用机制,开展了不同压实度试样(90%,96%)的冻融循环试验。通过对经历不同冻融循环次数(0,3,6,10次)作用后的试样进行无侧限抗压强度、渗透和溶出特性试验,探讨了冻融循环作用... 详细信息

为了研究冻融循环对铅污染土固化体工程特性的影响规律及其作用机制,开展了不同压实度试样(90%,96%)的冻融循环试验。通过对经历不同冻融循环次数(0,3,6,10次)作用后的试样进行无侧限抗压强度、渗透和溶出特性试验,探讨了冻融循环作用对铅污染土固化体工程特性的影响规律。试验结果表明,冻融循环作用对不同压实度试样有着不同的影响规律。随着冻融循环次数增加,90%压实度试样的抗压强度降低、渗透性增大、铅浸出浓度增大,而96%试样呈现出相反的规律,即冻融循环对高压实度试样影响不大。为了探索冻融循环作用对铅污染土固化体工程特性影响的微观机制,开展了不同冻融循环作用下试样微观结构试验。试验结果表明,冻融循环对高压实度(96%)试样微观结构影响不大,随着时间的延长,试样内颗粒团聚,孔隙减小,试样内孔隙以颗粒间和团粒内孔隙为主;而冻融循环作用使低压实度试样(90%)孔隙增大,试样内颗粒团聚,团粒间大孔隙占主要比重,这是导致低压实度铅污染土固化体工程特性的劣化的根本原因。

关键词：铅污染土固化/稳定化冻融循环微观机制

养护龄期和铅含量对磷酸镁水泥固化/稳定化铅污染土的固稳性能影响规律及微观机制

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岩土力学 2018年第6期39卷 2115-2123页

作者：张亭亭王平李江山万勇薛强王士权中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中国科学院武汉岩土力学研究所污染泥土科学与工程湖北省重点实验室湖北武汉430071

采用磷酸镁水泥(MPC)对铅污染土进行固化/稳定化处理。基于无侧限抗压强度试验、渗透试验和浸出试验,研究了养护龄期和铅含量对污染土固稳性能的影响规律。试验结果表明:固化土的强度随养护龄期增加而增大,渗透系数和浸出浓度减小,7 d... 详细信息

采用磷酸镁水泥(MPC)对铅污染土进行固化/稳定化处理。基于无侧限抗压强度试验、渗透试验和浸出试验,研究了养护龄期和铅含量对污染土固稳性能的影响规律。试验结果表明:固化土的强度随养护龄期增加而增大,渗透系数和浸出浓度减小,7 d龄期的固化土强度和浸出浓度分别为0.36 MPa、1.75 mg/l,均满足环境安全标准;铅含量对固化土的强度及渗透特性的影响均存在临界值,为500 mg/kg。铅含量低于临界值时,固化土的强度随着铅含量的增加而增加,渗透系数随着铅含量的增加而减小。浸出浓度随铅含量的增加而增加,但浸出浓度均低于浸出安全标准。压汞试验结果表明,随养护龄期的增大,固化土孔隙体积减小,铅含量不超过临界值时,固化土孔隙体积随着铅含量的增大而减小。扫描电镜试验结果表明:随着养护龄期的增加,土颗粒团聚化越明显,胶结程度加强;铅含量不超过临界值时,土颗粒团聚体增多。镁钾磷酸盐晶体(MKP)主要通过减少孔径大于0.1?m的孔隙体积来影响固化土的渗透特性。

关键词：固化/稳定化铅污染土无侧限抗压强度渗透系数浸出浓度微观结构

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岩溶充填黏土注浆加固试验研究

岩石力学与工程学报 2019年第A1期38卷 3179-3188页

作者：刘奇陈卫忠袁敬强张庆艳荣驰王松青赵连涛中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 中煤第三建设集团城市交通建设分公司湖北武汉430200 兖矿集团有限公司山东邹城273500

岩溶充填黏土失稳是岩溶隧道突水突泥灾害主要类型之一,为研究注浆对岩溶充填黏土的加固机制与效果,自行研制一套室内注浆试验系统。该试验系统主要由围压加载系统、数据采集系统、注浆模块以及压力室模块构成,具备模拟真实地层应力状... 详细信息

岩溶充填黏土失稳是岩溶隧道突水突泥灾害主要类型之一,为研究注浆对岩溶充填黏土的加固机制与效果,自行研制一套室内注浆试验系统。该试验系统主要由围压加载系统、数据采集系统、注浆模块以及压力室模块构成,具备模拟真实地层应力状态、渗流环境的功能。利用此试验系统模拟岩溶腔体真实赋存环境,开展充填黏土在不同初始密实度、注浆压力下的注浆试验,并对注浆加固试样进行力学、渗透特性试验。结果表明:(1)试样密实程度影响启裂压力,当试样孔隙度由37.5%减小到35.5%时,启裂压力由0.49 MPa增长到1.22 MPa,注浆压力小于启裂压力时,浆液主要以挤密形式进入土体,当注浆压力超过启裂压力,土体进入劈裂注浆阶段;(2)浆液加固形式与扩散半径主要受注浆压力与注浆量控制,试样应力状态决定劈裂注浆扩展方向;(3)注浆通过对土颗粒的挤密、劈裂、化学胶结及压滤作用,使黏聚力与渗透系数明显改善,注浆终压达到3.5 MPa时,试样黏聚力较注浆前平均提高84.26%,渗透系数平均下降93.97%;(4)注浆在加固土体的同时,也改变内部原有结构,随着注浆终压的增大,注浆量的增加,土体应力–应变曲线逐渐表现出应变软化特点。试验结论对岩溶充填黏土注浆加固机制的认识及现场注浆工作有一定借鉴意义。

关键词：土力学突水突泥充填黏土试验研究注浆机制加固效果

基于CT扫描试验的珊瑚骨架灰岩孔隙结构特征研究

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工程地质学报 2021年第6期29卷 1692-1699页

作者：张标雷学文魏厚振孟庆山李肖肖王新志武汉科技大学城市建设学院武汉430065 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

为了探究分布于某岛礁珊瑚骨架灰岩的微观孔隙结构特征及其定性定量分析,选取6块有代表性的珊瑚骨架灰岩岩样,开展CT扫描试验,建立珊瑚骨架灰岩三维立体数字模型,获得三维数据体并开展孔隙结构特征的研究。结果表明:6块岩样整体孔隙率... 详细信息

为了探究分布于某岛礁珊瑚骨架灰岩的微观孔隙结构特征及其定性定量分析,选取6块有代表性的珊瑚骨架灰岩岩样,开展CT扫描试验,建立珊瑚骨架灰岩三维立体数字模型,获得三维数据体并开展孔隙结构特征的研究。结果表明:6块岩样整体孔隙率均值仅为3.30%,孔隙发育程度较小;岩样逐层面孔隙率有较大程度波动,面孔隙率较小,但其标准差却较大,体现了岩样较强的非均质性;对岩样三维模型中所提取的孔隙进行标记筛分,同时对孔隙体积与数量进行概率统计,结果表明珊瑚骨架灰岩中大孔隙数量虽少,但体积占比很大,存在极个别超大孔隙;通过球棒模型分析可知,配位数主要分布区间为0~2,说明珊瑚骨架灰岩的孔隙连通性较差,主要以独立孔隙和单连通孔隙为主,孔隙在x/y/z方向均无连通性,不存在潜在的流体运移通道。

关键词：珊瑚骨架灰岩孔隙结构 CT扫描试验孔隙三维模型

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水化学条件对高岭土压缩性的影响机理

山东大学学报（工学版） 2018年第5期48卷 109-117页

作者：王者超王心语韦昌富李崴段广平李帅张春雨山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110004 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

研究在不同水化学条件下高岭土的压缩特性,开展了不同化学溶液饱和条件下高岭土的一维固结试验。试验结果表明:在较低压力水平下,Na+或Ca^(2+)明显降低了高岭土的压缩性,但随着离子浓度的增加,高岭土的压缩性又有提高的趋势,而高应力水... 详细信息

研究在不同水化学条件下高岭土的压缩特性,开展了不同化学溶液饱和条件下高岭土的一维固结试验。试验结果表明:在较低压力水平下,Na+或Ca^(2+)明显降低了高岭土的压缩性,但随着离子浓度的增加,高岭土的压缩性又有提高的趋势,而高应力水平下离子浓度对高岭土压缩性的影响不明显;同一浓度下,Ca^(2+)对试样压缩性的影响比Na^+更明显;在酸性或碱性条件下高岭土压缩性均较中性条件下有所提高;回弹曲线同样受到水化学条件的影响。试验结果的作用机理为:水化学条件变化对高岭土压缩性的影响以物理-化学机制为主导,阳离子交替吸附作用与溶蚀、沉淀作用是改变土体压缩性的重要因素。为进一步揭示水-土化学作用的力学效应机理提供了依据。

关键词：水化学条件高岭土压缩性力学模型物理-化学模型