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考虑涂抹效应的排水板抽注水淋洗细粒土中污染液的轴对称解析解

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第A1期46卷 70-75页

作者：解子腾雷国辉施建勇河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心南京210098

针对细粒土中污染液清理的塑料排水板抽注水淋洗技术,考虑塑料排水板打设时不可避免的涂抹效应引起的土体干密度、孔隙率以及渗透系数的变化,并借鉴塑料排水板地基固结等应变理论的思想,假定同一深度上污染液浓度的变化速率为其变化速... 详细信息

针对细粒土中污染液清理的塑料排水板抽注水淋洗技术,考虑塑料排水板打设时不可避免的涂抹效应引起的土体干密度、孔隙率以及渗透系数的变化,并借鉴塑料排水板地基固结等应变理论的思想,假定同一深度上污染液浓度的变化速率为其变化速率的平均值,同时依据相关研究成果,忽略竖向渗流和分子扩散作用,采用分离变量法推导得到了淋洗过程中任意位置污染液浓度随时间变化过程的简化轴对称解析解答,并分析了涂抹效应对污染液淋洗清理速率的影响.结果表明,涂抹区土体渗透系数和涂抹区范围对污染液清理速率有着显著的影响,在塑料排水板抽注水淋洗技术的设计和分析中,考虑涂抹效应是十分必要的.

关键词：塑料排水板涂抹效应淋洗细粒土污染液

干湿循环下含初始损伤泡沫混凝土劣化机理研究

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材料导报 2021年第14期35卷 14065-14071页

作者：刘鑫倪铖伟孙东宁邵志伟史云强河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心南京210098 河海大学隧道与地下工程研究所南京210098 河海大学岩土工程科学研究所南京210098

泡沫混凝土,也称气泡混合轻质土,是一种新型的人工轻质土工材料,其由物理方法将水泥、水、发泡剂以及一些可添加材料(粉煤灰、玻璃纤维等)按一定比例混合而成,作为公路路堤填料在工程中应用广泛,但其耐久性问题始终困扰着工程人员。实际... 详细信息

泡沫混凝土,也称气泡混合轻质土,是一种新型的人工轻质土工材料,其由物理方法将水泥、水、发泡剂以及一些可添加材料(粉煤灰、玻璃纤维等)按一定比例混合而成,作为公路路堤填料在工程中应用广泛,但其耐久性问题始终困扰着工程人员。实际上,轻质土在生产的全过程中的各个阶段会产生由不同因素导致的损伤。因此,本工作分析施工工艺及外部环境因素对轻质土造成的初始损伤,并在此基础上研究干湿循环作用下轻质土物理力学性质的劣化规律。采用抗压强度定义损伤变量,并从微细观角度将孔隙面积率作为损伤演化的特征参数;借助MATLAB拟合强度与孔隙面积率和干湿循环次数的变化规律,得到不同初始损伤形式的强度劣化关系式;最后建立与孔隙面积率和干湿循环次数有关的损伤演化方程,并对演化方程进行验证。实验结果表明,不同施工工艺造成含初始损伤的试样的孔隙面积率皆随干湿循环的进行而增大,试样强度随孔隙面积率的增大呈非线性减小。分析劣化原因为:干湿循环次数增加,试样含水率不同造成内部受热膨胀存在差异,温度应力不断发展,微裂缝不断形成,因而孔隙面积率增加,强度逐渐劣化。

关键词：泡沫混凝土强度劣化微细观试验初始损伤干湿循环

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非饱和黄土初始剪切模量与孔径分布试验研究

岩土工程学报 2017年第S1期39卷 227-231页

作者：徐洁赵文博陈永辉陆嘉楠河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 江苏省岩土工程技术工程研究中心(河海大学) 江苏南京210098 河海大学岩土工程研究所江苏南京210098

土的初始剪切模量G_0是地震、爆破响应中一个非常重要的土动力学参数,对预测地表沉降、土工建筑物周围土体变形等具有重要作用。黄土在中国及世界各地分布广泛,且现场常处于非饱和状态。对非饱和黄土的压实试样进行了吸力控制的共振柱... 详细信息

土的初始剪切模量G_0是地震、爆破响应中一个非常重要的土动力学参数,对预测地表沉降、土工建筑物周围土体变形等具有重要作用。黄土在中国及世界各地分布广泛,且现场常处于非饱和状态。对非饱和黄土的压实试样进行了吸力控制的共振柱试验以及压汞试验,研究非饱和黄土初始剪切模量G_0与孔径分布的关系。试验表明:干湿循环过程中,试样的G_0随吸力的增大而增大,再随吸力的减小而减小。主要原因是试样内孔隙密度最大的孔径大小随吸力的增大而减小,试样内大孔隙减少,小孔隙增多,导致毛细水所占比例增加,土颗粒接触更加紧密。同一吸力作用下,湿润段试样的小孔隙比例比干燥段大,故毛细水作用更显著,从而湿润段试样的G_0大于干燥段。

关键词：非饱和黄土初始剪切模量孔径分布吸力干湿循环

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全长黏结式锚杆锚固段荷载传递特性研究

岩石力学与工程学报 2017年第A2期36卷 3774-3780页

作者：周炳生王保田梁传扬王远航河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210098

针对全长黏结式锚杆界面剪应力分布及荷载传递问题,从锚固体界面剪切位移分布曲线的统一形式出发,建立无限长锚体界面的位移、轴力以及剪切应力的求解公式,推导出与黄明华模型实质相同的双指数曲线本构模型以及锚体顶部荷载位移曲线的... 详细信息

针对全长黏结式锚杆界面剪应力分布及荷载传递问题,从锚固体界面剪切位移分布曲线的统一形式出发,建立无限长锚体界面的位移、轴力以及剪切应力的求解公式,推导出与黄明华模型实质相同的双指数曲线本构模型以及锚体顶部荷载位移曲线的指数形式,并将该求解公式进一步修正推广至有限长锚体,得到修正后的全长黏结式锚杆接触面荷载位移解答,并且该解答揭示的锚固体接触面本构关系能够反映锚固深度变化带来的影响,规避了均匀统一本构假设的局限性,具有更高的适用性。通过工程实例进行验证,结果表明,该方法具有可行性,并可据此进行锚杆拉拔荷载传递的全历程分析。

关键词：岩土工程有限长锚杆本构模型荷载传递修正解答非均匀性

微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究

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岩土工程学报 2019年第4期41卷 733-740页

作者：彭劼温智力刘志明孙益成冯清鹏何稼河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 江苏省岩土工程技术工程研究中心(河海大学) 江苏南京210098

利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca^(2+)与NH_4^+浓度的变化,综合评价了MICP压力... 详细信息

利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca^(2+)与NH_4^+浓度的变化,综合评价了MICP压力灌浆加固有机质黏土的效果。结果表明:MICP压力灌浆加固有机质黏土是有效的,处理后试样有机质含量可降低1%～4%,无侧限抗压强度提高可达370%,渗透系数可降低约1个数量级;在本试验的菌液活性(即每分钟水解尿素的量为9.68毫摩尔每升)及浓度(约108 cell/mL)下,胶结液浓度对处理效果有明显影响,提高0.25M胶结液中的urea浓度,可显著提高处理后土体的无侧限抗压强度。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) 有机质黏土压力灌浆胶结液浓度

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层状千枚岩各向异性力学特性与脆性评价研究

岩土力学 2023年第4期44卷 975-989页

作者：王伟张宽曹亚军陈超朱其志河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210098

为了研究层状千枚岩的力学特性与各向异性特征,开展了不同层理倾角与不同围压下的千枚岩力学试验。对比分析了千枚岩试样强度、变形、脆性与破坏模式等各向异性特征。结果表明:(1)随着层理倾角β增加,岩样的强度、变形特征曲线形状呈U型... 详细信息

为了研究层状千枚岩的力学特性与各向异性特征,开展了不同层理倾角与不同围压下的千枚岩力学试验。对比分析了千枚岩试样强度、变形、脆性与破坏模式等各向异性特征。结果表明:(1)随着层理倾角β增加,岩样的强度、变形特征曲线形状呈U型;随围压增加,岩样强度及塑性增强,各向异性度逐渐减弱稳定。(2)采用多种强度准则描述岩样强度各向异性,其中Saeidi准则和改进Ramamurthy准则能很好地预测岩样在不同层理倾角下的抗压强度。(3)基于岩样峰前应力-应变曲线与能量特征提出了综合脆性评价指标,在层理倾角β=45°左右时,岩样脆性指标较低,更易发生剪切滑移破坏,得出脆性下降顺序为:沿层理面拉伸劈裂>穿层理面拉伸劈裂>沿层理面剪切>穿层理面剪切。(4)千枚岩的破坏模式与层理倾角和围压有关,单轴条件下,岩样劈裂破坏后易形成复杂裂纹网络;高围压下,岩样破裂后多形成单一的沿层理面或贯穿多层理面的剪切破坏。

关键词：岩石力学千枚岩各向异性力学特性脆性指标破坏模式

考虑截面规则性的柱状节理岩体变形及强度特性研究

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岩土力学 2024年第1期45卷 213-225页

作者：朱姝阙相成朱珍德朱其志河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210098

柱状节理岩体的复杂结构使其现场力学参数的确定存在困难,可靠地估计柱状节理岩体强度及变形特性对工程安全至关重要。结合Voronoi图形及3D打印技术制作不规则柱状节理岩体光敏树脂模具,并制备了具有不同倾角的规则及不规则柱状节理岩... 详细信息

柱状节理岩体的复杂结构使其现场力学参数的确定存在困难,可靠地估计柱状节理岩体强度及变形特性对工程安全至关重要。结合Voronoi图形及3D打印技术制作不规则柱状节理岩体光敏树脂模具,并制备了具有不同倾角的规则及不规则柱状节理岩体试样。基于开展的单轴压缩试验结果,分析不同截面柱状节理岩体的变形及强度特性差异。根据试样最终破坏形态,揭示柱状节理岩体破坏模式及机制。结合已有研究结果,描述节理面材料对柱状节理岩体破坏形态及强度的影响。基于传统节理系数方法,提出了更能反映柱状节理岩体柱体结构特征的修正节理系数方法。采用修正节理系数法建立规则及不规则柱状节理岩体试验结果与现场变形及强度参数间的经验关系,将所提出计算公式应用于白鹤滩水电站工程,预测结果与现场实测值及RMR法(RMR为岩石质量评分指标)、Q法(Q为岩体质量指标)的预测值进行比较。结果表明,对于现场变形和强度参数,所提出的修正节理系数法的预测结果与现场实测结果较为吻合。

关键词：截面规则性柱状节理岩体变形及强度特性物理模型试验经验关系

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基于整体刚体平衡法的膨胀土边坡稳定分析

岩土力学 2016年第S2期37卷 525-532页

作者：周炳生王保田张海霞王远航康靖宇河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210098

膨胀土边坡危险滑面受裂隙面影响,常位于强弱风化层界面,且近似为直线,滑坡后缘一般为垂直张拉裂缝,下部主滑床呈近水平状。基于上述特性,提出滑坡体的三折线刚体简化模型,滑体内土体强度采用多次干湿循环后稳定值,并根据整体刚体的静... 详细信息

膨胀土边坡危险滑面受裂隙面影响,常位于强弱风化层界面,且近似为直线,滑坡后缘一般为垂直张拉裂缝,下部主滑床呈近水平状。基于上述特性,提出滑坡体的三折线刚体简化模型,滑体内土体强度采用多次干湿循环后稳定值,并根据整体刚体的静力平衡推导建立边坡安全系数求解公式。以秦淮东河膨胀土边坡为实例,开展膨胀土干湿循环室内试验,并利用推导公式求解边坡长期稳定系数,计算结果与FLAC强度折减法求解结果接近。设计程序分析了强风化层厚度和膨胀土层厚度对边坡安全系数求解值的影响,发现后者随前两者的变化先急剧减小后趋于平缓,在一定范围内影响较大。考虑浅层土体强度和强风化层深度在干湿循环不同阶段的变化,求解了各阶段强弱风化层交界面上滑面的安全系数,发现其呈现指数衰减的趋势,边坡主要在6次干湿循环后发生失稳,滑面深度在1.83 m左右。

关键词：膨胀土刚体平衡三折线模型干湿循环边坡稳定

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尾矿库中新型复合排渗管排渗特征试验研究

岩土工程学报 2019年第12期41卷 2360-2366页

作者：刘胜王媛冯迪河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210024

尾矿库中排渗设施的淤堵是常见的现象,也是影响其安全的重要因素。为提高排渗管的排渗能力和抗淤堵性能,开发了一种新型复合排渗管,新型复合排渗管在土工布和排渗花管之间增加了一层格构网。通过室内模型试验,研究格构网的结构和花管开... 详细信息

尾矿库中排渗设施的淤堵是常见的现象,也是影响其安全的重要因素。为提高排渗管的排渗能力和抗淤堵性能,开发了一种新型复合排渗管,新型复合排渗管在土工布和排渗花管之间增加了一层格构网。通过室内模型试验,研究格构网的结构和花管开孔率对新型复合排渗管排渗特征的影响,分析了新型复合排渗管的抗淤堵性能,揭示了新型复合排渗管的排渗机理。试验结果表明:外包格构网增加了排渗管的等效开孔面积,优化了排渗管的排渗路径,提高了排渗管的排渗能力。随着花管开孔率的增加,外包格构网对排渗管排渗能力的影响减小。外包格构网提高了排渗管的抗淤堵能力,随着土工布的淤堵,传统外包土工布排渗管和新型复合排渗管的排渗量均有所降低,传统外包土工布排渗管排渗量降低的程度更大。当单向连通格构网的连通方向与排渗管的纵向方向有夹角时,排渗管的排渗能力不增反减。使用单向连通格构网时,须保证格构网的连通方向与排渗管的纵向方向一致。

关键词：尾矿库复合排渗管排渗特征试验研究