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静力触探试验的宏细观耦合分析方法与应用

岩土力学 2021年第7期42卷 1815-1827页

作者：王长虹汤道飞王昆吴昭欣上海大学力学与工程科学学院土木工程系上海200444

圆锥静力触探试验(CPT)是一种准确获取常规岩土参数的土工原位测试方法,但是CPT数据一般不能直接转化为岩土力学宏观本构模型参数(即一类精细的岩土参数),根本原因是对宏细观贯入机制的研究不足。以Mohr-Coulomb屈服准则的圆柱(锥)孔扩... 详细信息

圆锥静力触探试验(CPT)是一种准确获取常规岩土参数的土工原位测试方法,但是CPT数据一般不能直接转化为岩土力学宏观本构模型参数(即一类精细的岩土参数),根本原因是对宏细观贯入机制的研究不足。以Mohr-Coulomb屈服准则的圆柱(锥)孔扩张理论为基础,建立静力触探试验过程的宏细观耦合分析方法。根据圆柱(锥)孔扩张理论求解极限扩孔应力,推导了锥尖阻力、侧摩阻力与极限扩孔应力之间的关系。以上海地区浅部持力层第(2)1粉质黏土为对象,通过相同尺度的三轴压缩试验,建立宏观Mohr-Coulomb理想弹塑性模型参数与细观线性平行黏结模型参数的转化公式,并通过Fish语言编入到FLAC^(3D)软件。以上海第(2)1层粉质黏土和第(5)_(1-1)层灰色黏土为对象,验证了宏细观转化公式对于上海黏土或者粉质黏土的适用性。以第(2)1层粉质黏土为对象,从宏观的角度分析锥尖阻力、侧摩阻力和极限扩孔应力的理论解、数值解与实测值的误差,从细观角度分析土体颗粒位移和接触力链分布。圆柱(锥)孔扩张理论计算的极限扩孔应力、锥尖阻力和侧摩阻力与实测值的误差分别为1.30%、0.45%和0.77%。宏细观耦合数值计算得到的极限扩孔应力、锥尖阻力、侧摩阻力和孔隙水压力与实测值的误差分别为9.68%、2.99%、9.34%和8.42%。宏细观耦合数值的计算结果不仅和圆柱(锥)孔扩张理论的计算结果以及实测值接近,还能考虑孔隙水压力的作用。以上研究为认识静力触探试验机制,获取岩土力学本构模型参数提供了宏细观耦合分析方法和基础。

关键词：静力触探试验孔扩理论宏细观力学耦合分析

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塔克拉玛干沙漠砂静力触探试验研究

岩土力学 2006年第4期27卷 673-676页

作者：杜学玲杨广庆陈明长张喜发石家庄铁道学院石家庄050043 吉林大学长春130026

在控制相对密度和含水量的条件下进行了系列室内大型槽和中型槽原位测试模拟试验及相关土工试验,取得了塔克拉玛干沙漠砂静力触探指标锥尖阻力qc与容许承载力pa、内摩擦角、相对密度Dr和变形模量E0.01的一系列有效数对,建立了qc-pa,qc... 详细信息

在控制相对密度和含水量的条件下进行了系列室内大型槽和中型槽原位测试模拟试验及相关土工试验,取得了塔克拉玛干沙漠砂静力触探指标锥尖阻力qc与容许承载力pa、内摩擦角、相对密度Dr和变形模量E0.01的一系列有效数对,建立了qc-pa,qc-,qc-Dr,qc-E0.01等相关关系,并给出了适合在沙漠地区应用的数字化表格,为在沙漠地基勘察中推广应用静力触探技术积累了经验。

关键词：沙漠砂静力触探试验锥尖阻力沙漠地基勘察

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结构性砂土静力触探试验离散元分析

岩土力学 2018年第3期39卷 933-942页

作者：刘笋蒋明镜付昌朱俊高河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098 同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为研究结构性砂土静力触探的宏微观力学特性,在10 g重力场中生成一个净砂地基;将一个考虑胶结厚度的微观胶结接触模型引入到净砂地基中以生成结构性砂土地基;用一定速率移动探杆以模拟结构性砂土中的静力触探过程,其中,探杆由4面刚性墙... 详细信息

为研究结构性砂土静力触探的宏微观力学特性,在10 g重力场中生成一个净砂地基;将一个考虑胶结厚度的微观胶结接触模型引入到净砂地基中以生成结构性砂土地基;用一定速率移动探杆以模拟结构性砂土中的静力触探过程,其中,探杆由4面刚性墙组成。结果表明,随着贯入深度的增加,锥尖贯入阻力逐渐增大,增长速度逐渐减慢,在达到临界深度后贯入阻力在某一定值附近波动;锥尖部位有明显的力链集中现象,力链的集中程度和范围会随着贯入深度的增加而逐渐提高和扩大;静力触探过程中,探杆两侧的土体经历了明显的加载和卸载过程,且土体主应力方向发生偏转;离探杆越远,主应力偏转速度越慢,最终偏转角越小;不同深度处平均纯转动率(APR)的变化趋势基本相同,而APR最大值会随着土体深度而逐渐增加;探杆的贯入会使土颗粒间胶结发生破坏,胶结的破坏形式主要有拉剪破坏和压剪破坏两种,而拉剪破坏数目要比压剪破坏数目多。

关键词：静力触探试验结构性砂土离散单元法宏、微观力学特性

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基于静力触探试验的液化判别新方法

岩土力学 2022年第6期43卷 1596-1606页

作者：张思宇李兆焱袁晓铭中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中国地震局工程力学研究所地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

近来地震液化灾害频发,再次成为研究重点,发展具有良好应用前景的基于静力触探试验(CPT)的液化判别方法对预防液化灾害具有重要意义。以Boulanger数据库171组数据为回归样本,分析既有方法存在的问题,提出了基于CPT液化判别的双曲线模型... 详细信息

近来地震液化灾害频发,再次成为研究重点,发展具有良好应用前景的基于静力触探试验(CPT)的液化判别方法对预防液化灾害具有重要意义。以Boulanger数据库171组数据为回归样本,分析既有方法存在的问题,提出了基于CPT液化判别的双曲线模型和计算公式,并通过提取2011年新西兰地震147组液化新数据,对该方法进行对比检验。研究表明,我国岩土工程勘察规范的CPT液化判别方法对浅埋砂层偏于保守,对深层土又明显偏于危险,而国际上具有代表性的Robertson方法,其液化临界线存在低烈度区不合理回弯、高烈度区又偏于保守的问题。提出的新公式在不同地震动强度和砂层埋深下均可给出合理判别结果,克服了国内外既有方法的缺点,并纳入到具有样板规范性质的《建筑工程抗震性态设计通则》修订稿中,可为我国相关规范修订和工程应用提供支持。

关键词：液化判别静力触探试验双曲线模型新西兰地震

静力触探试验确定软粘性土不排水抗剪强度研究

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路基工程 2005年第6期 1-4页

作者：储团结黄俊杰王中华铁道第四勘察设计院原位测试所湖北武汉430063

介绍在国内各地多处工程搜集和进行的十字板试验(FVT)、静力触探试验(CPT)确定软粘性土不排水抗剪强度的对比研究,得到若干实用性经验关系式,对软基工程勘察有所裨益。

关键词：十字板试验静力触探试验不排水抗剪强度对比试验

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静力触探试验估算粉喷桩承载力的试验研究

煤矿设计 2000年第1期 37-39页

作者：杜海金史三元尹建设王志军李志波河北建筑科技学院建筑工程系邯郸市工程质量监督检测中心河北邯郸市交通局

在粉喷桩复合地基设计时，粉喷桩承载力一般按《建筑地基处理技术规范》（ＪＧＪ７９９１）中的经验公式计算，在邯郸市区应用时误差较大。本文通过７个工程的静力触探试验指标一比贯入阻力Ｐｓ与粉喷桩单桩载荷试验进行对比分析... 详细信息

在粉喷桩复合地基设计时，粉喷桩承载力一般按《建筑地基处理技术规范》（ＪＧＪ７９９１）中的经验公式计算，在邯郸市区应用时误差较大。本文通过７个工程的静力触探试验指标一比贯入阻力Ｐｓ与粉喷桩单桩载荷试验进行对比分析，得到了用Ｐｓ确定粉喷桩单桩承载力Ｒｄｋ的经验公式，经在多个工程应用，并经载荷试验验证，证明该方法具有较高的精度和实用性。

关键词：静力触探试验粉喷桩复合地基承载力

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钙质砂中静力触探试验的大变形有限元模拟

土木与环境工程学报（中英文） 2021年第1期43卷 48-53页

作者：裴会敏王栋刘清秉中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100 中国地质大学教育部长江三峡库区地质灾害研究中心武汉430074

静力触探试验(CPT)被广泛用于确定无黏性土的力学性质,现有研究集中在普通石英砂,由CPT贯入阻力推测钙质砂强度特性的成果很少。钙质砂的峰值内摩擦角一般高于石英砂,内摩擦角和剪胀角随应变的变化也不同于石英砂。采用任意拉格朗日欧... 详细信息

静力触探试验(CPT)被广泛用于确定无黏性土的力学性质,现有研究集中在普通石英砂,由CPT贯入阻力推测钙质砂强度特性的成果很少。钙质砂的峰值内摩擦角一般高于石英砂,内摩擦角和剪胀角随应变的变化也不同于石英砂。采用任意拉格朗日欧拉公式的大变形有限元方法,模拟石英砂和钙质砂中CPT的完整贯入过程,有效避免了锥尖周围的网格扭曲。引入修正摩尔-库伦模型描述石英砂和钙质砂强度发挥与塑性剪应变的关系,由弯曲元和三轴排水试验确定本构模型参数。数值模拟得到的锥尖贯入阻力与离心机试验结果吻合,表明建立的数值模型能够模拟钙质砂中的CPT试验。

关键词：静力触探试验钙质砂有限元大变形分析

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地/月环境下静力触探试验数值仿真研究

东南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：赵学亮刘子雄李宇陈正瀚杨建中徐赵东东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育重点实验室长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室北京空间飞行器总体设计部

采用三维离散元法（DEM），对地面/月面环境下的静力触探试验（CPT）贯入机理及力学行为进行数值仿真研究。DEM仿真采用考虑范德华力迟滞效应的月壤颗粒接触模型，以更好地反映月面环境下具有黏聚力特征的月壤中的CPT力学特性。结果表... 详细信息

采用三维离散元法（DEM），对地面/月面环境下的静力触探试验（CPT）贯入机理及力学行为进行数值仿真研究。DEM仿真采用考虑范德华力迟滞效应的月壤颗粒接触模型，以更好地反映月面环境下具有黏聚力特征的月壤中的CPT力学特性。结果表明，由于月壤存在黏聚力和所处的低重力环境，其力学行为与地面环境下砂土有较大差别。在贯入过程中，探头附近浅表的月壤颗粒产生了更大的竖向位移，发生位移的颗粒数目更多，颗粒的速度场和模型力链分布也发生了变化。现有研究中重力加速度大于1g时得到的结果不能直接应用于月面重力加速度小于1g的情况，针对这2种情况应分别采用不同的线性关系式来描述稳定归一化锥尖阻力与重力加速度倒数之间的关系。与地面环境下的CPT试验相比，月面环境下的CPT试验贯入过程需要提供更大的归一化反力，且探头周围土体变形范围更大。

关键词：地/月环境静力触探试验数值分析贯入机理

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斜坡地基静力触探试验离散元分析

地震工程学报 2015年第B7期37卷 57-62页

作者：彭镝蒋明镜同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

通过二维离散元模拟斜坡地基静力触探试验,研究试验过程中锥尖阻力的变化以及斜坡地基的宏微观力学响应。结果表明:归一化锥尖阻力峰值在坡角较小时无明显提升,在坡角足够大时提升明显,稳定值随着坡角增大略微减小,说明斜坡边界对表层... 详细信息

通过二维离散元模拟斜坡地基静力触探试验,研究试验过程中锥尖阻力的变化以及斜坡地基的宏微观力学响应。结果表明:归一化锥尖阻力峰值在坡角较小时无明显提升,在坡角足够大时提升明显,稳定值随着坡角增大略微减小,说明斜坡边界对表层土力学性能影响明显,而对深层土影响较弱;锥尖贯入过程中,斜坡地基探杆两侧土体变形不对称,坡上一侧膨胀,坡下一侧压缩,不对称性随着坡角增大而增大;贯入到表层时,探杆两侧微观接触力链不对称,坡上一侧具有更大应力,但当贯入到深层时力链趋向于对称,其临界深度随着坡角增大而增大,与坡角呈近似线性关系。

关键词：斜坡地基静力触探试验离散单元法锥尖阻力宏微观力学特性