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基于kerr地基模型单井降水邻近管线变形计算方法

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哈尔滨工业大学学报 2023年第11期55卷 107-114页

作者：管凌霄徐长节可文海冯国辉夏雪勤孙洋轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室(华东交通大学) 南昌 330013 江西省地下空间技术开发工程研究中心(华东交通大学) 南昌 330013 江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室(华东交通大学) 南昌 330013 轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室(华东交通大学) 南昌 330013 江西省地下空间技术开发工程研究中心(华东交通大学) 南昌 330013 江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室(华东交通大学) 南昌 330013 滨海和城市岩土工程研究中心(浙江大学) 杭州 310058 滨海和城市岩土工程研究中心(浙江大学) 杭州 310058 江西省交通科学研究院有限公司南昌 330013

为了研究单井降水对邻近管线的影响,基于kerr地基模型结合两阶段法提出了一种单井降水引起邻近管线竖向变形的计算方法.在第一阶段采用有效应力原理与Dupuit假定计算出降水引起邻近管线受到的附加应力,第二阶段将管线视作搁置在三参数K... 详细信息

为了研究单井降水对邻近管线的影响,基于kerr地基模型结合两阶段法提出了一种单井降水引起邻近管线竖向变形的计算方法.在第一阶段采用有效应力原理与Dupuit假定计算出降水引起邻近管线受到的附加应力,第二阶段将管线视作搁置在三参数kerr地基上Euler-Bernoulli梁,以此模拟管线与土的相互作用进而推导出管线的竖向位移.通过与原位降水试验及Winkler模型的结果进行对比,验证了所提方法的准确性,并进一步分析了土体弹性模量、渗透系数、管-井间距以及水位降深变化对管线竖向位移的影响.分析结果表明:所采用的kerr地基模型考虑了土体变形的连续性,相比Winkler地基模型更具优越性;土体渗透系数及管-井间距对管线变形影响较小,而土体弹性模量与降水井内水位降深影响较大;土体弹性模量减小、水位降深增大均导致管线变形明显增大,且易引起管线位移超过允许值,应针对相应因素采取防控措施.

关键词：单井降水既有管线有效应力原理两阶段法 kerr地基

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移动荷载作用下kerr地基梁稳态响应解答

地震工程学报 2015年第B7期37卷 40-45页

作者：黄强黄宏伟张冬梅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

研究kerr地基上的均质Euler-Bernoulli梁在移动集中荷载作用下的稳态响应,分析有无阻尼存在时列车速度、地基压缩刚度、剪切刚度对kerr地基梁挠度曲线的影响。计算结果表明,地基阻尼的存在能明显减少移动荷载引起的地基梁挠度,地基梁的... 详细信息

研究kerr地基上的均质Euler-Bernoulli梁在移动集中荷载作用下的稳态响应,分析有无阻尼存在时列车速度、地基压缩刚度、剪切刚度对kerr地基梁挠度曲线的影响。计算结果表明,地基阻尼的存在能明显减少移动荷载引起的地基梁挠度,地基梁的挠度受地基压缩刚度的影响比剪切刚度更为明显。

关键词：移动荷载 kerr地基地基阻尼挠度

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Winkler/Pasternak/kerr地基上多孔FG板基于四变量板理论的自由振动分析

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力学研究 2023年第1期12卷 17-31页

作者：居腾马连生王壮壮兰州理工大学理学院甘肃兰州

本文提出了一种新的广义四变量板理论,用于弹性地基上孔隙依赖功能梯度材料板(porous func-tionally gradedplate,简称孔隙依赖FG板)自由振动分析。考虑了三种不同的孔隙率分布(包括均匀分布、非均匀分布和对数非均匀分布)并对三种不同... 详细信息

本文提出了一种新的广义四变量板理论,用于弹性地基上孔隙依赖功能梯度材料板(porous func-tionally gradedplate,简称孔隙依赖FG板)自由振动分析。考虑了三种不同的孔隙率分布(包括均匀分布、非均匀分布和对数非均匀分布)并对三种不同的地基(Winkler-Pasternak地基和kerr地基)行了研究。通过哈密顿原理得到控制方程,通过解特征值问题得到了数值结果,研究了不同孔隙率、长细比、幂律指数和弹性刚度参数对多孔FG板基频的影响,并将所得的结果与已有文献进行对比,验证了本文理论的准确性。

关键词： FG板自由振动 kerr地基多孔四变量理论

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移动荷载作用下kerr地基梁稳态响应解答

移动荷载作用下Kerr地基梁稳态响应解答

中国土木工程学会第十二届全国土力学及岩土工程学术大会

作者：黄强黄宏伟张冬梅同济大学地下建筑与工程系岩土及地下工程教育部重点实验室(同济大学)

研究了kerr地基上的均质Euler-Bemoulli梁在移动集中荷载作用下的稳态响应。推导了移动荷载作用下kerr地基梁的稳态响应解答,分析了有无阻尼存在时列车速度、地基压缩刚度、剪切刚度对kerr地基梁挠度曲线的影响。计算结果表明,地基阻尼... 详细信息

研究了kerr地基上的均质Euler-Bemoulli梁在移动集中荷载作用下的稳态响应。推导了移动荷载作用下kerr地基梁的稳态响应解答,分析了有无阻尼存在时列车速度、地基压缩刚度、剪切刚度对kerr地基梁挠度曲线的影响。计算结果表明,地基阻尼的存在能明显减少移动荷载引起的地基梁挠度,地基梁的挠度受地基压缩刚度的影响比剪切刚度更为明显。

关键词：移动荷载 kerr地基地基阻尼挠度

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基坑开挖及降水引起既有盾构隧道变形分析

铁道科学与工程学报 2024年

作者：孟非乔世范陈道龙张睿张喆中南大学土木工程学院

目前，基坑施工朝着“深、大”趋势发展，开挖范围大，并且通常需要采取降水措施。针对现有研究中三维数值分析建模复杂及现场实测周期长的问题，提出基坑开挖及降水共同作用下既有盾构隧道受力变形计算的两阶段分析方法。首先计算坑底... 详细信息

目前，基坑施工朝着“深、大”趋势发展，开挖范围大，并且通常需要采取降水措施。针对现有研究中三维数值分析建模复杂及现场实测周期长的问题，提出基坑开挖及降水共同作用下既有盾构隧道受力变形计算的两阶段分析方法。首先计算坑底、坑侧卸荷及降水共同作用对既有盾构隧道产生的附加应力，其次基于kerr地基模型及Timoshenko梁理论建立既有盾构隧道纵向变形平衡微分方程，最后根据Galerkin方法进行控制方程的求解，分析既有盾构隧道的竖向变形、管片接头处的张开量、管片错台量。结合既有案例，验证了本文方法的有效性。同时分析了基坑开挖及降水共同作用下，不同因素对既有隧道变形的影响。研究结果表明：（1）降水作用对既有隧道的变形不可忽视。考虑降水作用后，既有隧道最大隆起量从10.44mm降为4.23mm，减小了59.5%，且管片接头张开量和错台量均略小。（2）在一些隧道变形特征点处：如基坑1倍开挖宽度、1倍降水井等效半径处，管片接头张开量和错台量形状易发生突变，需要特别关注。（3）当改变基坑开挖长度或宽度时，管片接头张开量和错台量形状发生了突变、反转现象。合理控制基坑开挖长宽比，对隧道变形有着较大的影响。

关键词：基坑开挖降水 kerr地基 Timoshenko梁 Galerkin法管片张开量管片错台量

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低填方加筋路基沉降的kerr模型解

岩土力学 2019年第1期40卷 250-259页

作者：王建军陈福全李大勇福州大学土木工程学院福建福州350116

将路面结构简化成Euler-Bernoulli梁,路堤填土和加筋体视作复合材料并简化成可考虑横向剪切作用的Timoshenko梁,软土地基采用可考虑应力扩散的三参数kerr弹性地基模型模拟。采用能量法建立加筋路基能量平衡方程,根据总势能驻值原理得出... 详细信息

将路面结构简化成Euler-Bernoulli梁,路堤填土和加筋体视作复合材料并简化成可考虑横向剪切作用的Timoshenko梁,软土地基采用可考虑应力扩散的三参数kerr弹性地基模型模拟。采用能量法建立加筋路基能量平衡方程,根据总势能驻值原理得出加筋路基的沉降控制微分方程,并基于特征值法求解沉降微分控制方程,分别求得kerr地基上路基沉降、路堤剪切应力和弯矩的解析解,分析了软土地基的厚度、模量和加筋体位置等参数对路堤沉降和受力的影响。研究结果表明,相对于Winkler和Pasternak模型,kerr地基模型能更加准确地模拟低填方加筋路基的沉降。

关键词：加筋路基沉降 kerr地基能量法数值分析

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软土地基上低填方加筋路堤变形性状分析

软土地基上低填方加筋路堤变形性状分析

作者：王建军福州大学

学位级别：硕士

与传统的高填方路堤高速公路相比较,低填方路堤具有占用土地少、工程造价低,施工速度快,行车舒适度高的特点,国内外已经对低路堤进行了广泛的应用和研究。但在我国,由于软土地基分布广泛,特别在东南沿海地区,修筑高速公路、铁路等交通... 详细信息

与传统的高填方路堤高速公路相比较,低填方路堤具有占用土地少、工程造价低,施工速度快,行车舒适度高的特点,国内外已经对低路堤进行了广泛的应用和研究。但在我国,由于软土地基分布广泛,特别在东南沿海地区,修筑高速公路、铁路等交通基础设施时难免要经过软土地基,如果不采用合适的路堤处理措施低填方路堤在实际工程中则会出现不均匀沉降过大和承载力不足的问题。为减小低路堤的不均匀沉降,提高路堤承载力,工程中通常在低填方路堤中铺设土工格栅或土工格室等加筋材料形成加筋路堤来达到控制沉降变形的目的。目前,对于软土地基上低填方加筋路堤的变形性状分析理论仍滞后于工程实际。如何更加准确预测低填方加筋路堤的沉降需要进一步研究分析。本文对低填方加筋路堤进行了理论研究和数值计算,主要工作和创新成果如下:1.依据弹性地基梁理论,将路面结构简化成Euler-Bemoulli梁,将加筋路堤整体视作复合材料并简化成可考虑横向剪切作用的Timoshenko梁,不考虑路堤填土压缩,软土地基采用可考虑应力扩散的三参数kerr弹性地基模型模拟。根据能量法建立能量平衡方程,由总势能驻值条件导出加筋路基沉降控制微分方程,并基于特征值法求解沉降微分控制方程,分别求得kerr地基上路基沉降,路堤剪切应力和弯矩的解析解。将解析结果与实验进行了对比,验证模型的准确性。并对软土地基厚度,软土杨氏模量和加筋体位置等参数对路堤沉降、Timoshenko梁弯矩和剪力等的影响进行了深入分析。2.将路面结构简化成Euler-Bernoulli梁,将路堤填土采用可考虑应力扩散的Pasternak弹性地基模型模拟,而将土工格室加筋砂垫层整体视作复合材料并简化成Timoshenko梁,软土地基采用Pasternak弹性地基模型模拟。同样由能量法建立了整个系统的能量平衡方程,由总势能驻值条件导出路面结构和土工格室沉降控制微分方程,由特征值法对微分控制方程进行求解得到相应的解析解。将本文模型退化为已有研究者的计算模型,并进行了对比验证,验证了本文模型的准确性。3.用PLAXIS2D有限元软件对路面均布荷载作用下加筋路堤变形机理进行模拟,分析了路堤在加筋和无筋情况下低填方加筋路堤的水平位移、竖向位移、平均正应力、安全系数和临界破坏面,对主要影响因素包括路堤填土高度、软土地基杨氏模量、加筋体抗拉刚度和路堤填土杨氏模量等进行参数分析。

关键词：加筋路堤沉降 kerr地基能量法数值分析

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盾构开挖引起邻近单桩水平向变形解析研究

华东交通大学学报 2023年第3期40卷 17-23页

作者：范秀江冯国辉薛芬芬陈国平窦炳珺丁士龙徐长节浙江省建投交通基础建设集团有限公司浙江杭州310012 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 中国地质大学(武汉)海洋学院湖北武汉430074 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 华东交通大学江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室江西南昌330013

为了探索邻近桩基在盾构开挖下水平变形规律,提出了一种邻近桩基水平向受力变形响应的解析方法。首先,基于Loganathan公式获得周围土体在隧道开挖影响下的自由位移,将既有桩基简化成欧拉梁,桩-土相互作用采用kerr地基模型,建立既有桩基... 详细信息

为了探索邻近桩基在盾构开挖下水平变形规律,提出了一种邻近桩基水平向受力变形响应的解析方法。首先,基于Loganathan公式获得周围土体在隧道开挖影响下的自由位移,将既有桩基简化成欧拉梁,桩-土相互作用采用kerr地基模型,建立既有桩基水平向受力平衡方程,从而获得单桩水平变形解析解。通过与有限元GEPAN数据对比,验证了该方法的合理性;与既有的理论解析对比,该方法更贴近有限元GEPAN数据。参数分析表明:增大盾构隧道埋深会致使桩基水平向最大变形位置深度增大,同时会引起桩身最大位移增大;桩基水平向变形响应会随着地层损失比增加而逐渐增大;桩基水平向位移会随着桩基与隧道水平距离的增大而减小,但桩身产生最大水平位移处埋深会随之减小。

关键词：隧道工程欧拉梁 kerr地基水平位移解析解

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