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近10年小孔扩张理论在岩土工程中的应用研究综述

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工业技术与职业教育 2022年第1期20卷 4-10页

作者：于旭光唐山工业职业技术学院河北唐山063299

总结和阐述了小孔扩张理论在孔收缩理论(典型的隧道开挖)和孔扩张理论(典型的沉桩施工、静力触探等)两个方面近年来的相关研究成果。在隧道开挖研究方面,主要从本构模型(黏弹性或黏弹塑性模型、弹塑性模型)方面展开相关介绍;在沉桩施工... 详细信息

总结和阐述了小孔扩张理论在孔收缩理论(典型的隧道开挖)和孔扩张理论(典型的沉桩施工、静力触探等)两个方面近年来的相关研究成果。在隧道开挖研究方面,主要从本构模型(黏弹性或黏弹塑性模型、弹塑性模型)方面展开相关介绍;在沉桩施工、静力触探等方面,主要从饱和土体和非饱和土体两个方面对扩孔问题进行了相关介绍。最后指出小孔扩张理论未来需要进行研究的方向,从而进一步完善该理论。

关键词：小孔扩张理论孔收缩理论隧道开挖孔扩张理论沉桩施工

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基于孔扩张理论的裂隙岩体冻胀力特性研究

煤炭科学技术 2017年第11期45卷 108-112页

作者：汪平生周国庆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221116

为了研究我国西部地区立井井筒建设采用冻结法施工的过程中,含裂隙岩体地层的冻结对冻结壁和井壁的安全与稳定的影响,基于岩土介质孔扩张理论,建立了裂隙岩体在冻结作用下冻胀力的平面应变力学模型,并将理论分析结果与已有研究结果和光... 详细信息

为了研究我国西部地区立井井筒建设采用冻结法施工的过程中,含裂隙岩体地层的冻结对冻结壁和井壁的安全与稳定的影响,基于岩土介质孔扩张理论,建立了裂隙岩体在冻结作用下冻胀力的平面应变力学模型,并将理论分析结果与已有研究结果和光弹模型试验进行对比分析。结果表明:裂隙岩体中冻胀力的理论计算主要取决于裂隙岩体、水冰介质的物理力学特性以及裂隙体积与水冰介质膨胀耦合关系;冻结过程中水冰介质的等效膨胀系数不同时,裂隙壁处产生的冻胀力以及裂隙岩体中径向应力的大小不同;通过对比分析,验证了作者求解方法的有效性,在光弹模型试验中显示出在距离裂隙较近的位置裂隙岩体中应力较大。

关键词：孔扩张理论冻结法裂隙岩体冻胀力

考虑部分排水和土体流变性影响的应变保持试验数值分析

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岩土工程学报 2009年第12期31卷 1866-1873页

作者：郝冬雪栾茂田陈榕汪东林武科东北电力大学建筑工程学院吉林吉林132012 大连理工大学岩土工程研究所辽宁大连116085 安徽建筑工业学院土木工程学院安徽合肥230601 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061

旁压应变保持试验(SHT)是测定土体水平固结系数的有效原位测试方法之一。通常采用Clarke建议的步骤,由于包含了一些简化的假设而导致对固结系数的不准确地评估。以Drucker-Prager理想弹塑性模型为基础,利用有限元法模拟饱和黏土中SHT,... 详细信息

旁压应变保持试验(SHT)是测定土体水平固结系数的有效原位测试方法之一。通常采用Clarke建议的步骤,由于包含了一些简化的假设而导致对固结系数的不准确地评估。以Drucker-Prager理想弹塑性模型为基础,利用有限元法模拟饱和黏土中SHT,分析了Clarke等固结时间因数曲线(根据Randolph和Wroth解)的适用条件,并考虑渗透性及应变加载率引起的部分排水的影响,对Clarke曲线进行修正,建议了误差曲线。进一步地采用Drucker-Prager理想弹塑性与土体流变的耦合模型模拟SHT,分析土体流变性对超孔隙水压力消散的影响。研究表明:土体流变对超孔隙水压力消散的影响,除了通过应力松弛改变边界应力水平而使超孔隙水压力下降,还通过改变超孔隙水压力的分布而减缓其渗透固结速度;渗透系数越小,土体流变性对超孔隙水压力的消散速度影响越明显。忽略土体流变性会高估水平固结系数,可高估几倍到数十倍。

关键词：应变保持试验孔扩张理论部分排水土体流变性

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SBPT测定饱和黏土不排水强度的数值分析

岩土力学 2010年第7期31卷 2324-2328页

作者：郝冬雪陈榕栾茂田武科东北电力大学建筑工程学院吉林吉林132012 大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室辽宁大连116085 山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061 河海大学重点试验室南京210098

自钻式旁压试验(SBPT)因其扰动小、测试深度大、可以获得应力-应变、超孔隙水压力-时间等数据,在确定地基土性参数和地基承载力上有广阔的应用前景。然而由于用以解释SBPT的柱孔扩张理论(Gibson解)所采用的平面应变假设与实际旁压腔几... 详细信息

自钻式旁压试验(SBPT)因其扰动小、测试深度大、可以获得应力-应变、超孔隙水压力-时间等数据,在确定地基土性参数和地基承载力上有广阔的应用前景。然而由于用以解释SBPT的柱孔扩张理论(Gibson解)所采用的平面应变假设与实际旁压腔几何特征存在差异,导致试验所确定的黏土不排水剪切强度su与其他原位试验或室内试验结果存在差别。针对旁压腔几何尺寸及应变区间的选择对确定su的影响,基于修正剑桥模型,采用低渗透系数控制加载过程中不排水条件,利用有限元法模拟SBPT,建议了不同应力历史下确定su的应变区间,并给出考虑几何尺寸影响时相应应变区间上su的修正系数。

关键词：孔扩张理论自钻式旁压试验不排水剪切强度修正剑桥模型应变区间

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挤土作用下Y型桩侧摩阻力分布模型研究

岩土力学 2013年第S1期34卷 14-21页

作者：魏新江刘安远王新泉浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学城市学院土木工程系杭州310015

Y型沉管灌注桩是在传统圆形桩基础上通过改变截面形状以增大桩土接触面积、增加侧摩阻力进而增加承载力的一种新桩型。由于桩身截面的特殊性,在振动沉管的过程中Y型沉管灌注桩截面不同处对土有不同程度的挤压作用,其侧摩阻力分布性状比... 详细信息

Y型沉管灌注桩是在传统圆形桩基础上通过改变截面形状以增大桩土接触面积、增加侧摩阻力进而增加承载力的一种新桩型。由于桩身截面的特殊性,在振动沉管的过程中Y型沉管灌注桩截面不同处对土有不同程度的挤压作用,其侧摩阻力分布性状比圆形桩复杂,若将Y型桩侧摩阻力看作沿桩身矩形分布、沿桩周均匀分布与实际不符,工程经验亦表明其不适。通过孔扩张理论与Y型截面的解析方程相结合,推导Y型桩侧摩阻力沿桩周及桩身的不均匀分布模型,同一截面最大侧摩阻力为最小侧摩阻力的1.24~1.75倍,同时分析外包圆半径R、模板弧度θ、桩长L对侧摩阻力的影响。将侧摩阻力沿Y型截面周边的9个区间积分,然后沿桩长积分,得到Y型桩总侧摩阻力,结合端阻力模型计算了Y型桩单桩极限承载力,与静载试验数据吻合。

关键词： Y型沉管灌注桩侧摩阻力孔扩张理论不均匀分布模型

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非饱和土柱形孔扩张的统一弹塑性解

水利水电技术 2019年第8期50卷 166-173页

作者：赵均海陈晨张常光长安大学建筑工程学院

为了研究非饱和土扩张引起的土体力学响应,对现有非饱和土孔扩张解答进行优化,基于非饱和土统一强度理论和孔扩张理论,合理考虑中间主应力效应和基质吸力的影响,建立了非饱和土柱形孔扩张的统一弹塑性解,并对其进行了可比性分析、与现... 详细信息

为了研究非饱和土扩张引起的土体力学响应,对现有非饱和土孔扩张解答进行优化,基于非饱和土统一强度理论和孔扩张理论,合理考虑中间主应力效应和基质吸力的影响,建立了非饱和土柱形孔扩张的统一弹塑性解,并对其进行了可比性分析、与现有解的对比验证和参数分析,得出中间主应力、基质吸力及扩孔效应的影响规律。研究结果表明:由于基质吸力的存在,非饱和土极限扩孔压力较饱和土更高;不考虑中间主应力影响的Mohr-Coulomb解答过于保守,极限扩孔压力偏小;整个扩孔过程中,扩孔压力随着扩孔半径的增大而增大,增长速率逐渐减缓,最后趋近于定值,达到极限扩孔压力。由于考虑了中间主应力效应、非饱和特性等工程实际情况,研究成果可为桩基扩孔等工程设计提供有益的参考。

关键词：非饱和土统一强度理论孔扩张理论扩孔压力塑性区半径基质吸力

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黄河水库淤积泥沙深层取样扰动性分析

人民黄河 2015年第6期37卷 18-21页

作者：常晓辉张雷杨勇郑军黄河水利委员会国际合作与科技局河南郑州450003 黄河水利科学研究院河南郑州450003

利用低扰动深层取样器分别在三门峡和小浪底水库进行了取样性能试验，针对所取泥沙样品的扰动性问题，分别采用孔扩张理论和非线性有限元方法对样品扰动性进行了分析，并开展了与常规环刀法取样的对比试验。结果表明：①基于孔扩张理论... 详细信息

利用低扰动深层取样器分别在三门峡和小浪底水库进行了取样性能试验，针对所取泥沙样品的扰动性问题，分别采用孔扩张理论和非线性有限元方法对样品扰动性进行了分析，并开展了与常规环刀法取样的对比试验。结果表明：①基于孔扩张理论分析得到的淤积泥沙样品径向受扰动比例为14.2%~22.6%；②基于非线性有限元方法得到的样品扰动结果是样品轴线径向没有受到扰动，垂向扰动比例为20%，样品下端约30%范围内边壁受到扰动；③深层取样器比环刀测得的泥沙湿密度平均增大率为12.68%，干密度平均增大率为13.45%。

关键词：孔扩张理论非线性有限元扰动性深层取样器水库泥沙黄河

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静压桩沉桩挤土效应研究及实测分析

静压桩沉桩挤土效应研究及实测分析

作者：何耀辉浙江大学

学位级别：硕士

静压桩具有桩身质量易于保证和检查，价格相对较低，以及施工工效高、无泥浆和噪音污染等优点，目前已成为我国工业与民用建筑中，特别是软土地基上各类建筑中广泛采用的桩型之一。但静压桩也有其相对缺点，那就是它属于排土置换桩，容... 详细信息

静压桩具有桩身质量易于保证和检查，价格相对较低，以及施工工效高、无泥浆和噪音污染等优点，目前已成为我国工业与民用建筑中，特别是软土地基上各类建筑中广泛采用的桩型之一。但静压桩也有其相对缺点，那就是它属于排土置换桩，容易对周边环境造成不利的影响。随着人们环保意识的不断增强，对静压桩挤土效应带来的各种问题也越来越引起人们的重视。本文在总结国内外众多学者研究的基础上，主要作了以下工作。 1．本文在Vesic孔扩张理论的基础上，推导了Tresca材料和Mohr-Coulomb材料具有初始孔径的孔扩张理论统一解析解;对于具有软化特性的Tresca材料，假设软化曲线为双曲线型，推导了孔扩张理论的统一解析解。 2．探讨了柱孔扩张时初始孔径率、软化系数对Tresca材料应力场、位移场的影响规律。孔扩张过程中，随着初始孔径率的不断增大，塑性区半径、径向位移、径向应力及最终扩孔压力不断减小;随着软化系数的不断增大，径向应力及最终扩孔压力不断增大。 3．探讨了柱孔扩张时初始孔径率、软化系数对Tresca材料超静孔隙水压力的影响规律。随着初始孔径率的不断增大，超静孔隙水压力不断减小，影响半径也不断减小;具有软化特性的Tresca材料，塑性区超静孔隙水压力主要决定于软黏土的软化系数、塑性区半径以及破坏时的孔隙水压力系数等;随软化系数的不断增大，塑性区超静孔隙水压力不断增大，弹性区超静孔隙水压力则与软化系数无关。 4．对三里亭南区R10组团沉桩工程实测土体水平位移和超静孔隙水压力作了分析，得到一些具有工程意义的经验和规律。 5．在三里亭南区R10组团沉桩工程实测超静孔隙水压力的基础上，分离出单桩沉桩时产生的超静孔隙水压力，并对单桩产生的超静孔隙水压力实测值、理论值作了对比分析。

关键词：静压桩孔扩张理论初始孔径率软化系数土体侧向水平位移超静孔隙水压力实测值分析

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挤土作用下Y型桩侧摩阻力分布模型研究

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