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考虑边界层流体黏度变化的黏性土低速非达西渗流数学模型

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吉林大学学报(地球科学版) 2024年

作者：王福刚管小桐何庆成程辉杨国华程中乐王耀辉吉林省水资源与水环境重点实验室中国地质科学院地下水资源与环境教育部重点实验室(吉林大学)

边界层及其流体黏度变化对低渗介质中流体的流动有着重要影响。现有低速非达西流模型通常忽略流体黏度的变化，或简单的将流体黏度处理为一个与孔隙半径有关的函数，而相关研究表明边界层流体黏度与接触角有关，体相流体黏度通常不发生... 详细信息

边界层及其流体黏度变化对低渗介质中流体的流动有着重要影响。现有低速非达西流模型通常忽略流体黏度的变化，或简单的将流体黏度处理为一个与孔隙半径有关的函数，而相关研究表明边界层流体黏度与接触角有关，体相流体黏度通常不发生改变。本文基于毛细管束模型和分形理论，考虑接触角对边界层流体黏度的影响，进而构建了一种新的低速非达西渗流模型，通过实验对模型进行了可靠性验证，并对模型中的关键参数进行了敏感性分析。结果表明：接触角对边界层流体黏度有显著影响，进而影响着流体的流动行为；渗流速度随孔隙分布分形维数的增大而下降，随接触角的增大而增大；随压力梯度增大，边界层流体参与流动，有效渗流断面和流体有效黏度增大，流体黏度增大对其流动产生阻滞效应，但作用程度小于渗流断面增大对流速的增益效应，因此，总体上呈现出渗流速度随压力梯度增大而增大。本研究加深了对黏性土低速渗流机理的认识，为低渗孔隙介质中流体流动行为的解释提供了理论方法支撑。

关键词：地下水黏性土低速非达西流边界层流体黏度分形理论

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车辆载荷作用下桩后黏性土主动土压力分析

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2024年第1期43卷 20-29页

作者：李涛张添琦吴雨停王文博中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

针对现有设计规范进行桩后主动土压力计算时未考虑车辆载荷的动力效应对支护结构影响的问题,在平面滑裂面假定的基础上,结合拟动力学分析方法,考虑车辆动载荷作用下桩后土体受惯性力的影响,推导出车辆载荷作用下主动土压力的计算式,将... 详细信息

针对现有设计规范进行桩后主动土压力计算时未考虑车辆载荷的动力效应对支护结构影响的问题,在平面滑裂面假定的基础上,结合拟动力学分析方法,考虑车辆动载荷作用下桩后土体受惯性力的影响,推导出车辆载荷作用下主动土压力的计算式,将主动土压力分为动土压力分量和静土压力分量。分析土体容重、桩-土外摩擦角对主动土压力的影响,以及水平振动加速度系数、内摩擦角、行车速度、车桩间距对动土压力的影响,对比分析不同黏聚力情况下的主动土压力分布规律。研究结果表明:桩后动土压力呈非线性分布;在车辆载荷作用下,一个振动周期内桩后主动土压力随滑动面倾角的增大和时间的持续先增大后减小;动土压力幅值随车桩间距的增大而减小,振动周期随车速的增大而增大。

关键词：车辆载荷支护桩黏性土非线性分布拟动力法

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雄安新区黏性土非线性动力学参数统计分析

地震研究 2024年第2期47卷 273-279页

作者：刘红帅陈佩云孙强强宋东松河北大学岩土工程研究所河北保定071002 河北大学建筑工程学院河北保定071002 河北极致地震预防服务有限公司河北保定071028

以雄安新区起步区区域性地震安全性评价项目的黏性土动三轴试验结果为基础,整理分析199组黏性土的动剪切模量和阻尼比数据,以埋深10 m为统计区间,统计给出雄安新区黏性土不同埋深区间的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的平均值和变异... 详细信息

以雄安新区起步区区域性地震安全性评价项目的黏性土动三轴试验结果为基础,整理分析199组黏性土的动剪切模量和阻尼比数据,以埋深10 m为统计区间,统计给出雄安新区黏性土不同埋深区间的动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的平均值和变异系数,并与已有的同类成果进行对比分析。结果表明:雄安新区黏性土非线性动力学参数符合土动力学的基本认识;雄安新区黏性土体的动剪切模量比略高于天津地区,随埋深的增加逐渐趋近于全国的上限值,而阻尼比在浅表时明显低于天津和全国的推荐平均值,随埋深的增加逐渐趋向于全国的下限值。

关键词：雄安新区黏性土动剪切模量比阻尼比

基于CPTU解释黏性土不排水抗剪强度方法研究

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海洋工程 2024年第1期42卷 147-157页

作者：陈亮徐春喆郭鹏赵学亮张友虎中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司上海200331 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189

黏性土的不排水抗剪强度Su是海上风电工程设计中重要的力学参数之一,孔压静力触探测试(简称CPTU)无法直接测得黏土强度,但其所提供的锥尖阻力、侧摩阻力以及孔隙水压力与土体的不排水抗剪强度存在映射关系,国内外基于CPTU已经演化出多... 详细信息

黏性土的不排水抗剪强度Su是海上风电工程设计中重要的力学参数之一,孔压静力触探测试(简称CPTU)无法直接测得黏土强度,但其所提供的锥尖阻力、侧摩阻力以及孔隙水压力与土体的不排水抗剪强度存在映射关系,国内外基于CPTU已经演化出多种解释土体不排水抗剪强度计算公式。基于滨海某海上风电项目,开展了原位CPTU试验、三轴不固结不排水(UU)、三轴固结不排水(CU)、固结快剪(CQ)以及船上微型十字板剪切(MVST)试验,对已有计算公式的适用性进行了校验,分析发现需根据区域场地情况对其中经验系数进行相应的调整以提高计算精度。研究基于CU试验结果,结合工程实例对原有公式中经验参数进行优化修正,最后通过误差分析,验证了修正预测模型的准确性与合理性,利用改进后的修正预测模型可使江苏地区海域黏性土不排水抗剪强度的计算得到更准确的结果。

关键词：海上风电孔压静力触探岩土勘察不排水抗剪强度黏性土

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黏性土中钢管桩振动起拔土体损失与应对措施

河南科学 2024年第3期42卷 347-354页

作者：赵颖赵鹤林军江苏省地质局南京210018 江苏华东地质建设集团有限公司南京210007 广西科技大学广西柳州545006 江苏开放大学南京210036

钢管桩作为一种快捷、绿色和可回收的支护结构被广泛关注,但是,钢管桩在振动回收过程中土体损失引起的环境效应是关注的焦点.提出了振动拔桩过程简化模型,依据振动极限状态下“桩+土柱+锤”的动力平衡公式和拔桩条件,以黏性土层厚度和... 详细信息

钢管桩作为一种快捷、绿色和可回收的支护结构被广泛关注,但是,钢管桩在振动回收过程中土体损失引起的环境效应是关注的焦点.提出了振动拔桩过程简化模型,依据振动极限状态下“桩+土柱+锤”的动力平衡公式和拔桩条件,以黏性土层厚度和侧阻力标准值为判别指标,建立了黏性土场地拔桩土柱预测模型.根据苏州、淮安和盐城黏性土地层项目的原位拔桩试验,验证了预测模型和计算方法的合理性.基于试验结果,指出在黏性土场地中,土体损失引起的环境效应预测模型的准确性取决于土层侧阻力、上覆土层和土体剪切变形,并提出了消除环境效应的措施,确保周边环境的安全.

关键词：钢管桩土柱黏性土环境效应

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基于孔压静力触探试验的黏性土压缩模量预测

工程建设 2024年第4期56卷 42-48页

作者：张菊锋宋益明薛世恩核工业湖州勘测规划设计研究院股份有限公司浙江湖州313000

为获取真实反映土体天然状态的力学参数,以杭政储出(2018)62号地块商务兼容商业用房项目为例,运用室内试验和原位测试的方法,获取各黏性土层的压缩模量,研究基于孔压静力触探试验的既有经验方法预测土体压缩模量的有效性,提出了杭州软... 详细信息

为获取真实反映土体天然状态的力学参数,以杭政储出(2018)62号地块商务兼容商业用房项目为例,运用室内试验和原位测试的方法,获取各黏性土层的压缩模量,研究基于孔压静力触探试验的既有经验方法预测土体压缩模量的有效性,提出了杭州软土地区新的孔压静力触探锥尖阻力与压缩模量之间的相互关系。结果表明:不同经验预测方法得到的结果与实际土体压缩模量存在不同程度的偏差;基于实测的孔压静力触探试验锥尖阻力,计算得到修正锥尖阻力,拟合修正锥尖阻力q t与E S-LAB进行拟合,提出了适用于杭州地区软土的压缩模量预测经验公式。

关键词：孔压静力触探试验黏性土压缩模量室内试验原位试验

亭子口灌区一期工程红层区黏性土边坡稳定性及影响因素研究

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水利水电工程设计 2024年第1期43卷 16-19页

作者：王进城韩德昌中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

依据四川省亭子口灌区一期工程,分析了红层区形成条件及黏性土土性机理,研究了影响亭子口灌区黏性土边坡稳定性的3种因素:内在因素、环境因素和人为因素。开展的主要工作有:利用Geo-Studio软件,改变黏性土强度单一变量,固定其他变量,研... 详细信息

依据四川省亭子口灌区一期工程,分析了红层区形成条件及黏性土土性机理,研究了影响亭子口灌区黏性土边坡稳定性的3种因素:内在因素、环境因素和人为因素。开展的主要工作有:利用Geo-Studio软件,改变黏性土强度单一变量,固定其他变量,研究强度变化对边坡稳定性的影响;利用软件中的SLOPE/W模块及SEEP/W模块分别进行稳态和瞬态分析,研究持续降雨对边坡稳定性的影响;建立并模拟不同边坡模型,研究阶梯开挖、平台宽度、坡表形态对黏性土边坡的影响规律;模拟逐次开挖边坡,研究不当削坡对黏性土边坡的影响。结果得到:相同及不同坡度边坡,边坡安全系数与内摩擦系数、黏聚力呈正相关,且坡度越缓,正相关性越明显;持续降雨0~10h边坡黏性土孔隙水压力逐渐增大,坡脚土体最先饱和,安全系数持续降低;阶梯开挖、平台宽度、坡表形态对黏性土边坡的稳定均有影响,除此之外,地形地貌、环境气候等也是影响边坡稳定的重要因素;不当削坡会导致坡脚的剪应力过大,边坡安全系数逐渐减小进而可能失稳。

关键词：红层黏性土边坡稳定影响因素数值模拟

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黏性土冻胀风险可拓评价方法研究

控制理论与应用 2022年第5期39卷 897-905页

作者：王伟刘丹娜王兴高成梁夏炜燕长春工程学院土木工程学院吉林长春130012 中交路桥北方工程有限公司北京100024 长春工程学院勘查与测绘工程学院吉林长春130012

针对黏性土冻胀性分级指标单一、界限值大,无法反映冻胀影响因素间不确定性的问题,本文在基于可拓云模型在不确定性方面的优点,结合熵值客观赋权方法提出了以取样深度、含水率、干密度、孔隙比和超塑含水率为评价指标的可拓云综合评价模... 详细信息

针对黏性土冻胀性分级指标单一、界限值大,无法反映冻胀影响因素间不确定性的问题,本文在基于可拓云模型在不确定性方面的优点,结合熵值客观赋权方法提出了以取样深度、含水率、干密度、孔隙比和超塑含水率为评价指标的可拓云综合评价模型.该模型可根据实测数据与冻胀风险等级的随机性处理离散化问题,真实反映指标间的模糊性、随机性以及不确定性关系,准确评价黏性土冻胀等级,通过工程案例对该模型的有效性进行了验证.研究结果表明,基于熵值法的可拓云综合评价模型在黏性土冻胀风险评价中的应用是有效的、可行的.

关键词：熵值法可拓云模型黏性土冻胀风险评价

黏性土中分布式桩侧后压浆桩水平承载机制试验研究

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土木工程学报 2023年第2期56卷 80-91页

作者：万志辉戴国亮周峰徐艺飞高鲁超胡涛南京工业大学江苏南京211816 东南大学江苏南京211189

通过在黏性土中开展未压浆桩、环向点式后压浆桩、分布式后压浆桩的水平静载模型试验对比研究,探究分布式后压浆对黏性土中桩基水平承载性状的影响,基于开挖试验分析浆液在黏性土中的扩散情况,揭示分布式后压浆水平受荷桩-土相互作用机... 详细信息

通过在黏性土中开展未压浆桩、环向点式后压浆桩、分布式后压浆桩的水平静载模型试验对比研究,探究分布式后压浆对黏性土中桩基水平承载性状的影响,基于开挖试验分析浆液在黏性土中的扩散情况,揭示分布式后压浆水平受荷桩-土相互作用机制。结果表明,桩侧后压浆可大幅度提升黏性土中桩基水平承载力,且分布式后压浆对提高黏性土中桩基水平承载能力优于环向点式后压浆;在相同荷载条件下分布式后压浆桩的桩侧土水平抗力系数的比例系数m值大于环向点式后压浆桩,且均大于规范推荐的未压浆桩m值的取值范围,并给出了软塑状黏土中桩侧后压浆钢管桩m值的推荐取值范围为3.1~3.7MN/m^(4);与环向点式后压浆相比,分布式后压浆可以更有效地增强上部桩周土体强度,改善桩身荷载传递规律及弯矩分布特征,且对控制桩身侧向位移与提高桩侧土抗力更为显著。此外,通过开挖试验与水平承载机制分析得出浆液在黏性土中主要以劈裂方式扩散,而分布式后压浆桩注入的浆液沿着桩身更为均匀地覆盖外侧表面,使其形成了更为稳定的桩-土相互作用体系,进而提高了桩基水平承载能力。

关键词：黏性土桩侧后压浆桩分布式后压浆水平承载特性桩-土体系相互作用