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变刚度地基上隔震结构群桩基础动力响应试验研究

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振动与冲击 2024年第2期43卷 208-218页

作者：于旭单志承庄海洋陈国兴南京工程学院建筑工程学院南京211167 南京工业大学岩土工程研究所南京210009 华东交通大学土木建筑学院南昌330013

通过控制输入地震动持时压缩比和强度的方法,提出了变刚度地基上桩基基础隔震结构振动台模型试验方法,并结合已完成的不同地基上桩基基础隔震结构系列振动台模型试验,分析了地基刚度变化对隔震结构群桩基础动力学特性的影响规律。结果表... 详细信息

通过控制输入地震动持时压缩比和强度的方法,提出了变刚度地基上桩基基础隔震结构振动台模型试验方法,并结合已完成的不同地基上桩基基础隔震结构系列振动台模型试验,分析了地基刚度变化对隔震结构群桩基础动力学特性的影响规律。结果表明,结构-土体相对刚度比和输入地震动强度显著影响隔震结构群桩基础弯矩反应,强震下结构-土体相对刚度比越大,隔震结构群桩基础中间桩体上部弯矩反应幅值增大越显著,而中间桩体下部弯矩幅值较小。当输入加速度峰值和结构-土体相对刚度比R大于一定限值时,群桩基础震陷显著增加,群桩基础承台转动反应强烈,同时群桩基础桩顶水平位移在主震后出现明显的单边累积水平位移,说明强震作用下地基刚度变化过程中隔震结构群桩基础上部更易出现地震破坏,而群桩基础震陷与基础承台强烈转动反应的共同作用可能是导致隔震结构群桩基础上部弯矩骤增的主因。

关键词：变刚度地基群桩基础基础隔震结构振动台试验地震反应

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竖向分层土被动土压力的计算与分析

应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 875-887页

作者：刘光秀党发宁宋靖宇西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 榆林学院建筑工程学院陕西榆林719000

基于极限平衡理论和相关联流动法则,建立了挡土墙后竖向分层土被动土压力关于滑动面夹角的数学模型,根据滑动土楔的静力平衡关系,得出竖向分层土被动土压力的计算表达式及其分布情况.利用Matlab计算软件作出被动土压力随滑动面夹角变化... 详细信息

基于极限平衡理论和相关联流动法则,建立了挡土墙后竖向分层土被动土压力关于滑动面夹角的数学模型,根据滑动土楔的静力平衡关系,得出竖向分层土被动土压力的计算表达式及其分布情况.利用Matlab计算软件作出被动土压力随滑动面夹角变化的函数曲线,根据曲线上极小值点确定被动土压力及其对应的极限破裂角.通过与现有理论计算对比,验证了该方法的合理性与可行性.分析了分层土性质参数及挡土结构几何、物理参数等对被动土压力E_(p)和破裂角θ_(cr)的影响.研究结果表明:经典的朗肯、库仑土压力理论及文献解是该研究方法在单一土层情况下的特例.被动土压力Ep随着墙土摩擦角δ、回填土摩擦角φ_(1)、墙土黏聚力C_(w)、回填土黏聚力C_(1)、回填土重度γ_(1)、填土表面荷载q的增加而增加,随着墙背俯斜角α的增加而降低.破裂角θ_(cr)随着δ、φ_(1)、C_(w)、C_(1)、γ_(1)的增加而降低,随α的增加而增加.回填土范围b对被动土压力Ep和破裂角θ_(cr)的影响受回填层和原土层土的性质共同影响.从工程设计角度,挡土墙背竖直、粗糙更有利于被动土压力的发挥.

关键词：竖向分层土挡土墙被动土压力极限平衡理论破裂角流动法则

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基于正交-响应面法的砂土细观参数标定

吉林大学学报（地球科学版） 2024年第4期54卷 1280-1290页

作者：刘红帅张东涛河北大学建筑工程学院河北保定071000 河北大学岩土工程研究所河北保定071000

颗粒离散元的模拟精度主要取决于所标定细观参数的准确性,为提升细观参数的标定精度和效率,本文首先采用抗转动线性接触模型模拟砂土三轴压缩试验;再利用正交试验中的方差分析法筛选出宏观参数的控制性细观参数;然后建立宏观参数与控制... 详细信息

颗粒离散元的模拟精度主要取决于所标定细观参数的准确性,为提升细观参数的标定精度和效率,本文首先采用抗转动线性接触模型模拟砂土三轴压缩试验;再利用正交试验中的方差分析法筛选出宏观参数的控制性细观参数;然后建立宏观参数与控制性细观参数的响应面方程,依据室内三轴试验确定的砂土宏观参数,代入所建的响应面方程求解得到控制性细观参数;最后结合三轴试验结果验证所标定细观参数的准确性。结果表明:宏观参数包括弹性模量、泊松比、峰值摩擦角和剪胀角,其中弹性模量的控制性细观参数为有效模量和摩擦系数,泊松比的控制性细观参数为刚度比与摩擦系数,峰值摩擦角和剪胀角的控制性细观参数都为摩擦系数;通过三轴试验得出宏观参数取值,弹性模量为83.83 MPa、泊松比为0.45、峰值摩擦角为34.47°、剪胀角为8.93°;进一步标定细观参数取值,有效模量为153.35 MPa,刚度比为2.16,摩擦系数为0.45;利用标定的细观参数进行三轴试验模拟,结果与室内试验结果在低围压(100 kPa)下峰值强度相差7.2%,在高围压(300、500 kPa)下误差都控制在了±15.0%以内,证明了所提出的标定方法具有准确性和可靠性。

关键词：砂土离散元法细观参数正交试验响应面法宏观参数弹性模量泊松比

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考虑热效应的一维电渗固结解析解

水文地质工程地质 2024年第4期51卷 135-145页

作者：卢奇刘干斌马永政宁波大学岩土工程研究所浙江宁波315211 宁波工程学院建筑与交通工程学院浙江宁波315016

近年来,电渗法是疏浚淤泥最有效的地基处理方法之一,但较少学者考虑温度对电渗固结的影响。为探究温度场对电渗固结特性的影响,基于热弹性理论和Esrig电渗固结理论,建立了耦合热平衡和渗流特性的控制方程,利用变量代换和分离变量法,推... 详细信息

近年来,电渗法是疏浚淤泥最有效的地基处理方法之一,但较少学者考虑温度对电渗固结的影响。为探究温度场对电渗固结特性的影响,基于热弹性理论和Esrig电渗固结理论,建立了耦合热平衡和渗流特性的控制方程,利用变量代换和分离变量法,推导了超静孔隙水压力和固结度的解析解,验证了不考虑热效应的电渗固结解为Esrig解,并与模型试验对比,验证了所得解析解的合理性。基于所提解析解与Esrig解的对比,讨论了不同深度、温度、电压对土体电渗固结性状的影响,结果表明:相同电压和温度作用下,在土体不同深度,考虑热效应的电渗固结(简称“TE”)产生的超静孔压消散速度比Esrig电渗固结(简称“E”)产生的孔压更快,且产生的最终孔压值越大。相同深度和电压作用下,温度的上升,TE孔压相比于E孔压,从73%上升至155%;相同深度和温度作用下,电压增加,TE孔压与E孔压增加幅度几乎一致;不同温度与电压下,TE和E固结度的变化较小。热电耦合固结的试验与理论分析为实际工程应用提供了理论指导。

关键词：电渗热效应固结解析解

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基于极限应力状态条件的主动土压力解析

岩石力学与工程学报 2024年

作者：刘光秀党发宁王旭李玉根西安理工大学岩土工程研究所榆林学院建筑工程学院

为探究非光滑的挡土墙主动土压力分布特征及墙后土体处于主动极限平衡状态时的应力状态，以墙后无黏性土为研究对象，建立极限应力状态条件下挡土墙的主动土压力计算方法。首先，假定当滑动土楔处于极限平衡状态时，滑裂面、墙土界面处... 详细信息

为探究非光滑的挡土墙主动土压力分布特征及墙后土体处于主动极限平衡状态时的应力状态，以墙后无黏性土为研究对象，建立极限应力状态条件下挡土墙的主动土压力计算方法。首先，假定当滑动土楔处于极限平衡状态时，滑裂面、墙土界面处的土体单元及楔体内部单元都达到极限应力状态，及土楔中小主应力传递为圆弧形主应力迹线。基于上述假定，将滑动土楔沿最小主应力迹线分层为若干个圆弧形薄层单元，继而利用静力平衡对该薄层单元进行受力分析，推导出极限应力状态下挡土墙的主动土压力。分析墙土摩擦角δ对主动土压力的分布形式、大小、合力作用点及对墙底的倾覆力矩的影响规律，并与Coulomb等土压力理论进行比较。理论分析结果表明：（1）主动土压力σw随深度呈凸形非线性分布，挡土墙背的粗糙度，即墙土摩擦角δ的取值，对非线性分布形式有显著影响。当挡土墙背光滑时（δ=0°），土压力分布退化为Coulomb直线分布；随着墙土摩擦角的增加，土压力分布曲线逐渐左移，曲线的拐点位置升高，非线性效应愈加明显。（2）随着墙土摩擦角的增大，主动土压力的合力逐渐减小，合力作用点的位置受非线性分布的影响而逐渐提升，对墙底的倾覆力矩先减小后增加。（3）极限应力状态条件下挡土墙的主动土压力的合力是Coulomb土压力合力的外包络线，基于Mohr-Coulomb强度理论，推论出滑动土楔体处于极限平衡状态时内部单元的应力状态为：挡土墙背光滑时（δ=0°），滑动土楔体内部单元为极限应力状态，即为经典的Rankine土压力理论；挡土墙背粗糙时（δ>0°），滑动土楔体内部单元已进入塑性–破坏应力状态，并随着挡土墙背粗糙度的增加，塑性状态越显著。（4）极限应力状态条件下的主动土压力为主动土压力的塑性上限解，Coulomb土压力为塑性下限解。最后，通过数值模拟与实例验证本文方法的可行性与合理性。

关键词：土力学主动土压力挡土墙主应力迹线非线性分布极限应力状态

穿越液化流滑区盾构隧道纵向非线性地震响应研究

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振动与冲击 2024年第1期43卷 131-137,183页

作者：李孝雄庄海洋王伟赵凯陈国兴南京工业大学岩土工程研究所南京210009 华东交通大学土木建筑学院南昌330013

为了明确场地液化流滑区越江跨海盾构隧道结构的抗震性能,以宽河谷微倾斜可液化场地在不同地震动强度下土层的位移时程作为输入地层震动状态,并基于广义反应位移法,建立了4.8 km精细化梁-弹簧盾构隧道模型,研究了场地液化流滑对盾构隧... 详细信息

为了明确场地液化流滑区越江跨海盾构隧道结构的抗震性能,以宽河谷微倾斜可液化场地在不同地震动强度下土层的位移时程作为输入地层震动状态,并基于广义反应位移法,建立了4.8 km精细化梁-弹簧盾构隧道模型,研究了场地液化流滑对盾构隧道纵向地震响应和相邻管环纵向张开量的影响。研究结果表明:场地的液化流滑将导致盾构隧道产生极大的环间纵向张开量、截面拉力和压力突变,充分说明了场地流滑对隧道结构地震安全的危害性;盾构隧道损害严重位置处均位于液化土层的滑动面;沿轴线的弯矩变化曲线与加速度放大系数曲线和河谷地形具有一致性,且曲线在液化区呈现出明显的突变现象。

关键词：盾构隧道广义反应位移法液化流滑环间张开量地震响应

基于物理过程不确定性的降雨诱发浅层滑坡易发性快速区划:GIS-FORM技术开发与应用

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 838-850页

作者：姬建崔红志佟斌吕庆高玉峰河海大学岩土工程科学研究所江苏南京211000 加泰罗尼亚理工大学岩土与地球科学系西班牙巴塞罗那08034 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

高效绘制降雨诱发山体滑坡易发性分布图是区域尺度滑坡预测和地质灾害早期预警的重要技术手段。考虑降雨导致地表径流情况,采用无限长斜坡模型耦合孔隙水压力(PWP)变化规律,提出一种能够模拟区域边坡湿润锋深度随时空变化的简化瞬时降... 详细信息

高效绘制降雨诱发山体滑坡易发性分布图是区域尺度滑坡预测和地质灾害早期预警的重要技术手段。考虑降雨导致地表径流情况,采用无限长斜坡模型耦合孔隙水压力(PWP)变化规律,提出一种能够模拟区域边坡湿润锋深度随时空变化的简化瞬时降雨入渗模型PRL-STIM(physically-based probabilistic modelling of rainfall landslide using simplified transient infiltration model)。该模型通过引入一阶可靠度方法(FORM)开展高效概率计算,模拟区域尺度内地质条件的内在不确定性,实现区域尺度滑坡失效概率空间分布快速评估。以地理信息系统(GIS)为平台,采用Python程序语言,开发一种能够自动执行区域滑坡易发性分析的PRL-STIM v1.0工具。以我国甘肃娘娘坝镇于2013年7月发生的降雨诱发区域浅层滑坡为例,进行所提模型在区域滑坡易发性评估中的工程应用。结果表明,考虑50%失效概率阈值可有效地表征区域滑坡灾害易发性分布;简化的瞬时降雨入渗模型能够有效识别高风险滑坡区域,设置20 m缓冲区后的确定性和概率预测精度分别达到79%和81%;此外,相比于TRIGRS模型72%的预测精度,PRL-STIM预测精度达到75%,且服从相关非正态分布的岩土参数对降雨滑坡预测与区域尺度滑坡易发性有显著影响。

关键词：边坡工程滑坡易发性评估降雨斜坡稳定性模型概率分析一阶可靠度方法(FORM) GIS工具箱

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穿堤建筑物与分散土界面渗透稳定性研究

岩土工程学报 2024年

作者：文纪翔樊恒辉贾琼瑜刘宇芊孙增春西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学岩土工程研究所/特殊岩土博物馆

分散土具有遇水分散流失的特性，位于分散土体中的建筑物在土-水-建筑物耦合作用下往往会出现界面处的渗透变形而发生破坏，常导致水利工程出现险情。采用人工配制的不同程度的分散土，开展分散性试验与抗渗试验，同时考虑穿堤建筑物因... 详细信息

分散土具有遇水分散流失的特性，位于分散土体中的建筑物在土-水-建筑物耦合作用下往往会出现界面处的渗透变形而发生破坏，常导致水利工程出现险情。采用人工配制的不同程度的分散土，开展分散性试验与抗渗试验，同时考虑穿堤建筑物因不均匀沉降和振动等因素导致的与接触位置填土的分离脱空，对非分散土与分散土开展脱空区在管道上侧和下侧两种位置的裂缝冲刷试验。结果表明：（1）随着碳酸钠掺量的增加，土样逐渐从非分散向分散转化，临界坡降从120.0降低到12.9和14.7，抗渗性能显著下降。（2）分散土与非分散土的自身裂缝（无建筑物）均可在反滤料的保护下逐渐愈合，裂缝段试验末分别能承担大于59.0和51.2的坡降，抗渗性能显著提高。（3）在相同干密度的条件下，与非分散土相比，分散土中的裂缝愈合更快，在较低速的流动水的条件下即可迅速填充堵塞渗流通道。（4）建筑物-土界面存在裂缝，当裂缝位于建筑物上部时，裂缝可以在反滤料的保护下逐渐愈合，非分散土和分散土分别能承担大于87.4和63.1的坡降，具有一定的抗渗性能；当裂缝位于建筑物下部时，裂缝段基本不承担坡降，在反滤料的保护下裂缝也难以愈合且在高水头下易发生反滤料的管涌破坏。

关键词：分散土土-结构接触面裂缝渗透稳定性

基于震害调查的土石坝震陷规律和关键影响因素分析

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岩土力学 2024年第S1期45卷 619-630页

作者：朱斌齐吉琳李江杨玉生张屹蕃赵博超北京建筑大学土木与交通工程学院中国水利水电科学研究院岩土工程研究所新疆塔里木河流域管理局

基于国内外典型地震中155个土石坝地震震害调查样本数据，分析了土石坝震陷规律，并基于灰色关联度分析法对土石坝地震关键影响因素进行了研究。结果表明：震陷率上包线随地震动峰值加速度和震级的增大而增大，随震中距的增大而减小，... 详细信息

基于国内外典型地震中155个土石坝地震震害调查样本数据，分析了土石坝震陷规律，并基于灰色关联度分析法对土石坝地震关键影响因素进行了研究。结果表明：震陷率上包线随地震动峰值加速度和震级的增大而增大，随震中距的增大而减小，近场范围内震陷率较大，震中距达到100～150 km时，震陷率已很小；土坝的震陷率上包线值最大，其次是心墙堆石坝，面板堆石坝最小；修建时间越早，震陷率上包线值越大，反映出施工设备和筑坝施工方式的演变所带来的大坝填筑质量的差异；地震动峰值加速度、震级、坝型、修建年份、震中距5项因素对震陷率的影响依次减小，但不存在绝对主导因素。依据震陷规律和关键影响因素分析结果，结合水工抗震规范对土石坝地震残余变形预测和控制进行了讨论，给出了土石坝抗震安全变形控制标准及设计原则，可为土石坝抗震设计、地震残余变形预测和控制提供指导。

关键词：土石坝震害调查坝顶震陷灰色关联度分析法抗震设计