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变荷载下考虑井阻随时空变化的竖井地基固结解

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岩土力学 2023年第1期44卷 183-192页

作者：史蓝天李传勋杨洋江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013

竖井排水固结法中井阻随时空演变(即由淤堵和弯折所引起的竖井排水能力下降)的现象已引起广泛关注,且变井阻对竖井地基固结速率的影响不容忽略。但目前能同时考虑变荷载及井阻随时间和空间变化的固结解析解还鲜有报道。考虑井阻随时空... 详细信息

竖井排水固结法中井阻随时空演变(即由淤堵和弯折所引起的竖井排水能力下降)的现象已引起广泛关注,且变井阻对竖井地基固结速率的影响不容忽略。但目前能同时考虑变荷载及井阻随时间和空间变化的固结解析解还鲜有报道。考虑井阻随时空演变过程,引入实际中广泛采用的单级或多级加载模式,建立了竖井地基固结模型,并应用分离变量法获得固结模型的解析解答。通过与已有的解析解、有限差分解及工程实测值进行对比分析,充分验证了该模型的正确性。通过大量的计算,分析变井阻参数对竖井地基固结性状的影响。结果表明:竖井地基固结速率随竖井最终排水能力的增大而加快,随深度井阻参数及时间井阻参数的增大而减缓,且时间井阻参数的影响更为显著。

关键词：软土固结变井阻变荷载竖井地基解析解

连续排水边界下考虑变荷载的软土一维非线性固结分析

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岩土力学 2022年第6期43卷 1503-1512页

作者：吴思思罗文强李寅灿崔伟健王硕中国地质大学数学与物理学院湖北武汉430074

土体往往具有非线性压缩特性,不同压缩特性下土体的固结规律存在差异。综合考虑土体非线性特性、变荷载作用以及连续排水边界条件建立了一维固结方程。采用无条件稳定的有限差分法和半解析法对固结方程进行了求解,两种解答方法的可靠性... 详细信息

土体往往具有非线性压缩特性,不同压缩特性下土体的固结规律存在差异。综合考虑土体非线性特性、变荷载作用以及连续排水边界条件建立了一维固结方程。采用无条件稳定的有限差分法和半解析法对固结方程进行了求解,两种解答方法的可靠性通过连续排水边界条件退化以及两种解答结果对比得到验证。在有限差分法解答的基础上,详细分析了界面参数、荷载参数以及非线性参数对土体固结的影响。结果表明:连续排水边界的界面参数取值越大,则超静孔隙水消散速率及土体沉降速率越大,但界面参数取值对最终沉降量没有影响;超静孔隙水压力在加载阶段逐渐增大,在恒载阶段逐渐消散;加载速率越大,则超静孔隙水压力峰值越大,并且土体固结速率越快,说明延长施工周期有利于降低超静孔隙水压力的影响;工程中要准确预测土体固结速率绝非易事,采用固结理论预测时需保证土体模型、边界条件以及土体计算参数等因素的准确性。

关键词：一维固结非线性特性连续排水边界变荷载界面参数

考虑变荷载影响的水下盾构隧道双层衬砌力学特性分析

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铁道标准设计 2022年第7期66卷 101-107页

作者：刘洋龚振华梁敏飞何川西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 西南交通大学土木工程学院成都610031

为探究变荷载条件下的双层衬砌结构力学特性演变规律,依托武汉地铁8号线越江盾构隧道工程,基于水下隧道外部荷载的周期性变化规律,结合双层衬砌盾构隧道施工特点,采用有限元软件ANSYS,对水土荷载作用变化时双层衬砌结构的力学特性进行... 详细信息

为探究变荷载条件下的双层衬砌结构力学特性演变规律,依托武汉地铁8号线越江盾构隧道工程,基于水下隧道外部荷载的周期性变化规律,结合双层衬砌盾构隧道施工特点,采用有限元软件ANSYS,对水土荷载作用变化时双层衬砌结构的力学特性进行深入探究。研究结果表明:(1)在水位上涨和河床淤积的影响下,二次衬砌施作越早,其内力值越大,受管片接缝影响,内力分布的不均匀性越显著,管片衬砌结构的内力量值越小,其内力分布规律无明显变化;(2)二次衬砌施作得越早,管片轴力量值的降幅远高于管片弯矩降幅,管片可能发生偏心受拉破坏,同时二衬轴力、弯矩的量值也会显著增大,且轴力的增幅远高于弯矩增幅,此时二衬可能发生受压破坏;(3)水位上涨对管片的弯矩无明显影响,但会显著提高二衬的弯矩和轴力。

关键词：盾构隧道水下隧道双层衬砌变荷载二衬施作时机力学特性

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变荷载下基于指数渗流双层地基一维固结分析

岩土力学 2012年第5期33卷 1565-1571页

作者：李传勋谢康和卢萌盟苗永红谢桂华江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310058 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

在土中渗流服从指数形式的前提下,建立了变荷载作用下双层地基的一维固结控制微分方程。利用有限差分法求得孔隙水压力的数值解,并通过与解析解对比对其可靠性进行了验证。对双层地基在指数形式渗流时不同参数下的固结性状进行分析,结... 详细信息

在土中渗流服从指数形式的前提下,建立了变荷载作用下双层地基的一维固结控制微分方程。利用有限差分法求得孔隙水压力的数值解,并通过与解析解对比对其可靠性进行了验证。对双层地基在指数形式渗流时不同参数下的固结性状进行分析,结果表明:单面排水条件下,双层地基中上层土渗流指数的大小对固结速率起决定性作用,而下层土渗流指数大小对固结速率的影响很小;如果上、下两层土体的压缩性不同,则地基按变形定义的平均固结度和按孔压定义的平均固结度不再相等;地基中下层土与上层土的相对压缩性越低、相对渗透性越高,则地基的固结速率越快;增大压缩性小、渗透性高的土层相对厚度,会加快双层地基的固结速率。

关键词：双层地基一维固结指数渗流定律变荷载

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变荷载作用下未打穿竖井地基固结分析

岩石力学与工程学报 2005年第6期24卷 1041-1046页

作者：刘加才施建勇赵维炳 Ali H Mahfouz 河海大学岩土工程研究所江苏南京210098 南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024

利用已有瞬时荷载作用下未打穿竖井地基固结模型,根据线性偏微分方程的叠加原理,将变荷载作用问题分解为瞬时荷载作用问题,给出了变荷载作用下未打穿竖井地基固结解答。利用该求解方法,对一未打穿竖井地基在单级线性加载和多级加载情况... 详细信息

利用已有瞬时荷载作用下未打穿竖井地基固结模型,根据线性偏微分方程的叠加原理,将变荷载作用问题分解为瞬时荷载作用问题,给出了变荷载作用下未打穿竖井地基固结解答。利用该求解方法,对一未打穿竖井地基在单级线性加载和多级加载情况下的孔压消散进行了分析。分析表明,受加载历时影响,竖井打设区平均固结度减小幅度大于下卧层,但下卧层受影响时间要长得多。另外,在粗略设计中,可以将多级加载简化为单级线性加载,这样对后期平均固结度的影响不大。

关键词：土力学变荷载竖井地基固结瞬时加载

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变荷载下饱和软黏土一维大应变固结解析理论

水利学报 2003年第10期34卷 6-13页

作者：谢康和郑辉 C J Leo 浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027 School of Civic Engineering and Environment Univ.of Western Sydney

基于软黏土一维非线性大应变固结基本理论,建立了能考虑荷载变化、土层自重等因素影响的拉格朗日坐标下以超静孔压u为变量的一维大应变固结控制方程,并通过对土体压缩性和渗透性的假定获得了方程的解析解。基于此解,分析了单级等速加荷... 详细信息

基于软黏土一维非线性大应变固结基本理论,建立了能考虑荷载变化、土层自重等因素影响的拉格朗日坐标下以超静孔压u为变量的一维大应变固结控制方程,并通过对土体压缩性和渗透性的假定获得了方程的解析解。基于此解,分析了单级等速加荷条件下软黏土一维大应变固结性状。从中可见,大应变固结过程中土体变形的发展要快于超静孔压的消散;荷载增大,超静孔压消散趋慢;加荷速率越大,土体固结越快;考虑土层自重影响时孔隙比的分布更为合理。此外,本文的解析解也可用于验证各种大应变固结数值解法的正确性。

关键词：饱和软黏土变荷载非线性大应变一维固结解析理论

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变荷载下劲性搅拌桩复合地基固结分析

建筑结构学报 2017年第9期38卷 160-166页

作者：杨涛唐凤上海理工大学土木工程系上海200093

采用劲性搅拌桩加固地基的复合地基技术越来越多地被用于实际工程,而对其固结理论的研究有待深入。基于等应变假定,推导出劲性搅拌桩复合地基在变荷载作用下桩间土的固结方程,采用双层地基一维固结理论求解该固结方程,得到了桩间土中的... 详细信息

采用劲性搅拌桩加固地基的复合地基技术越来越多地被用于实际工程,而对其固结理论的研究有待深入。基于等应变假定,推导出劲性搅拌桩复合地基在变荷载作用下桩间土的固结方程,采用双层地基一维固结理论求解该固结方程,得到了桩间土中的平均超静孔隙水压力和复合地基整体平均固结度的解析表达式。通过与固结度有限元分析结果的比较,评价了固结度解析表达式的计算精度。利用该固结度解析表达式进行参数分析,研究了劲性搅拌桩复合地基的固结特性。研究结果表明,劲性搅拌桩复合地基的固结速率远大于传统的水泥搅拌桩复合地基,它随着劲性搅拌桩的置换率、芯桩芯长比和水泥土外壳材料压缩模量的增大而增大。芯桩的截面含芯率和压缩模量对复合地基固结速率影响很小。

关键词：劲性搅拌桩复合地基芯长比截面含芯率变荷载固结特性

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变荷载下基于指数形式渗流的一维固结分析

岩土力学 2011年第2期32卷 553-558,578页

作者：李传勋谢康和卢萌盟王坤江苏大学土木工程系江苏镇江212013 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310027 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

建立了考虑指数形式渗流以及变荷载条件下的一维固结微分方程,采用相对稳定的Crank-Nicolson差分格式获得控制方程的差分解答并验证了计算程序的可靠性。结果表明,当指数大于1时,较小时间因子下固结速率比达西渗流快,较大时间因子下固... 详细信息

建立了考虑指数形式渗流以及变荷载条件下的一维固结微分方程,采用相对稳定的Crank-Nicolson差分格式获得控制方程的差分解答并验证了计算程序的可靠性。结果表明,当指数大于1时,较小时间因子下固结速率比达西渗流快,较大时间因子下固结速率比达西渗流慢;而当指数小于1时,较小时间因子下固结速率比达西渗流慢,较大的时间因子下固结速率比达西渗流快。在土层厚度相同的情况下,指数大于1时作用于土层的荷载越小,固结速率越慢;基于指数形式渗流,传统一维固结理论中室内土样固结与实际地基土层固结之间的相似关系不再成立;加荷速率越快,则土层的固结速率越快。

关键词：一维固结有限差分法指数形式渗流变荷载

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变荷载下成层地基一维非线性固结分析

浙江大学学报（工学版） 2003年第4期37卷 426-431页

作者：谢康和郑辉李冰河刘兴旺浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027 浙江省建筑设计研究院浙江杭州310006

首次将e-log10σ′和e-log10kv关系引入了成层地基一维非线性固结问题的研究之中,建立了能综合考虑荷载、土的成层性和自重等因素影响的固结控制方程.基于半解析法,采用Fortran语言编制了相应的计算程序NAODCLS,并利用该程序分析了变荷... 详细信息

首次将e-log10σ′和e-log10kv关系引入了成层地基一维非线性固结问题的研究之中,建立了能综合考虑荷载、土的成层性和自重等因素影响的固结控制方程.基于半解析法,采用Fortran语言编制了相应的计算程序NAODCLS,并利用该程序分析了变荷载下成层地基一维非线性固结的性状.结果表明,在成层地基非线性固结过程中,超孔压消散速率和沉降发展速率是不一致的;与将土层自重应力取为常值的作法相比,当考虑自重应力沿深度实际分布时,地基固结加快,而沉降量则增大.

关键词：成层地基一维非线性固结分析变荷载半解析法固结控制方程沉降量