检索结果-南通市图书馆

刚性挡土墙平移模式的土拱形状与主动土压力分析

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岩土力学 2019年第2期40卷 506-516,528页

作者：刘洋于鹏强北京科技大学土木工程系北京100083

与假定土拱形状与水平层分析相结合的土压力计算方法不同,本文不事先假设土拱形状,考虑条间剪切应力的影响,通过对滑动土体中二维微分单元的受力分析建立平衡微分方程,得到了滑动土体中任一点的应力解。同时求得作用在挡土墙上的土压力... 详细信息

与假定土拱形状与水平层分析相结合的土压力计算方法不同,本文不事先假设土拱形状,考虑条间剪切应力的影响,通过对滑动土体中二维微分单元的受力分析建立平衡微分方程,得到了滑动土体中任一点的应力解。同时求得作用在挡土墙上的土压力,并进一步推导出土拱曲线的解析表达式,讨论了内、外摩擦角等因素对土压力与土拱形状的影响,且与现有理论和试验结果进行了比较分析,在此基础上提出一个实用的土压力计算公式。计算结果表明:土压力计算公式得到的土压力分布与试验结果吻合较好,且当墙高增加时吻合程度更高。当外摩擦角较小时,土拱曲线表达式得到的土拱与圆弧拱较接近,随着外摩擦角的增大土拱越来越陡,但整体位于抛物线拱之下。该研究所提出的实用计算公式只与?/?有关,方便工程上应用。

关键词：主动土压力土拱效应二维微分单元应力分析砂性填土

常偏应力剪切条件下砂土失稳模式的离散元模拟

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岩土工程学报 2020年第3期42卷 467-475页

作者：刘洋樊猛晏洲毅北京科技大学土木工程系北京100083 宿州学院土木工程系安徽宿州234000

松砂在不排水条件下会发生分散性的液化失稳,失稳点在破坏线内。近年来的研究表明,砂土在完全排水条件下也会发生分散性失稳,可用常偏应力剪切(CSD)试验来研究。在CSD试验中,控制偏应力的误差是得出正确结果的关键。采用离散元数值方法... 详细信息

松砂在不排水条件下会发生分散性的液化失稳,失稳点在破坏线内。近年来的研究表明,砂土在完全排水条件下也会发生分散性失稳,可用常偏应力剪切(CSD)试验来研究。在CSD试验中,控制偏应力的误差是得出正确结果的关键。采用离散元数值方法模拟了砂土试样在不同剪应力水平下的CSD试验,实现了偏应力的较精准控制。根据模拟结果,采用Hill的二阶功准则,结合失稳时的应力与变形特征,详细分析了CSD试验中发生的Ⅰ型和Ⅱ型两种失稳模式,讨论了在CSD加载路径下初始孔隙比和剪应力水平对砂土失稳的影响。模拟结果表明,松散试样发生了Ⅰ型失稳,而密实试样发生了Ⅱ型失稳,且初始孔隙比越大越易失稳;剪应力水平越高,失稳发生的越快。结合三轴不排水和排水剪切模拟结果,讨论了失稳线(IL)斜率与初始孔隙比之间的关系,并将模拟结果与室内多种砂的试验结果进行了比较分析,进一步提出了砂土失稳的排水与不排水统一分析方法。

关键词：砂土失稳离散元常偏应力剪切试验二阶功

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加筋板的轴压强度受加筋随机点蚀的影响研究

海洋工程 2023年第4期41卷 159-167页

作者：王仁华刘耀阳江苏科技大学土木工程系江苏镇江212100

船舶与海洋结构在服役期间会遭受电化学和微生物侵蚀等多种腐蚀环境影响,加筋板作为此类结构的主要受力构件,其表面易产生不规则形态的点蚀,引起构件的强度退化。利用ANSYS有限元软件构建加筋腹板遭受随机点蚀损伤的加筋板有限元模型,... 详细信息

船舶与海洋结构在服役期间会遭受电化学和微生物侵蚀等多种腐蚀环境影响,加筋板作为此类结构的主要受力构件,其表面易产生不规则形态的点蚀,引起构件的强度退化。利用ANSYS有限元软件构建加筋腹板遭受随机点蚀损伤的加筋板有限元模型,研究带板长宽比、带板长细比、加筋长细比和腐蚀体积损失率对加筋板极限强度的影响。研究结果表明,加筋遭受同等腐蚀体积损失率下,带板长宽比变化对极限强度退化的影响很小,但带板长细比和加筋长细比变化产生的影响明显;带板长细比越大,极限强度退化越严重,而加筋长细比越大,极限强度退化反而越小。针对文中研究的加筋板,当加筋长细比为0.2时,腐蚀体积率为14%的随机点蚀导致结构极限强度退化程度达到约14.0%。因此,加筋的随机点蚀损伤会显著削弱加筋板结构的极限强度,其影响不可忽略。

关键词：加筋板随机点蚀加筋点蚀极限强度

基于CT扫描的花岗岩残积土3D大孔隙定量表征及流动模拟

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中国科学：技术科学 2022年第7期52卷 1065-1082页

作者：蔡沛辰阙云蒋振梁李显福州大学土木工程学院福州350108 香港科技大学土木与环境工程系中国香港999077

为深入理解含大孔隙土体内部水分运移机理,本文基于计算机断层扫描(CT)与图像处理技术,构建了含大孔隙(>0.15 mm)的三维(3D)等效孔隙网络模型(PNM),并确定了最优代表性体积单元(REV)的尺寸为300×300×300体素,最后进行了大孔隙空间拓... 详细信息

为深入理解含大孔隙土体内部水分运移机理,本文基于计算机断层扫描(CT)与图像处理技术,构建了含大孔隙(>0.15 mm)的三维(3D)等效孔隙网络模型(PNM),并确定了最优代表性体积单元(REV)的尺寸为300×300×300体素,最后进行了大孔隙空间拓扑结构特征定量表征、PNM单相流动及3D大孔隙水-气两相流动模拟.研究结果表明,孔径较小的孔隙数量较多,超过80%的大孔隙孔径集中在0.15~1.00 mm.孔隙拓扑空间结构差异性较大,配位数主要集中在20以内,但部分可达60以上.孔隙平均配位数在3~7之间,平均连通孔隙半径>2 mm.单相流仿真表明,孔隙结构的复杂程度与CT扫描分辨率,共同导致模拟渗透率与测试结果出现一定差异,但主渗流方向误差仅为3.81%.两相流仿真表明,渗流初期驱替前缘近乎呈直线状,随后呈指进状,之后直至结束,呈不规则状.孔隙残余气主要以块状分布于孔隙边、死角和孔喉突变部位.随渗流时间增加,水相饱和度呈上升趋势(气相饱和度呈下降趋势),之后逐渐趋于稳定状态,最终水相和残余气相饱和度分别趋于94.92%和5.08%.该研究能较好地揭示重构土的细观渗流机理,并为进一步认识土体孔隙流规律提供一定借鉴意义.

关键词：计算机断层扫描代表性体积单元细观渗流大孔隙孔隙网络模型两相流

波形钢板组合墙边缘构件-梁连接节点的滞回性能

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工程力学 2023年第12期40卷 160-174页

作者：杨啸郭彦林闻陈宝朱博莉清华大学土木工程系北京100084 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

多高层住宅钢结构建筑中,采用剪力墙边缘构件与钢梁连接的等宽度设计,可避免室内凸柱现象,能获得整洁的室内空间,但使墙边缘构件-梁连接节点设计的难度增加。为此,该文结合波形钢板-混凝土组合墙构成特点,提出了墙边缘构件与梁连接采用... 详细信息

多高层住宅钢结构建筑中,采用剪力墙边缘构件与钢梁连接的等宽度设计,可避免室内凸柱现象,能获得整洁的室内空间,但使墙边缘构件-梁连接节点设计的难度增加。为此,该文结合波形钢板-混凝土组合墙构成特点,提出了墙边缘构件与梁连接采用上翼缘环板节点、下翼缘贴板节点的组合型式,并进行了2个不同轴压比组合节点的滞回加载试验,研究其承载性能、破坏模式、滞回性能、骨架曲线、强度和刚度退化等。试验发现,两个试件的屈服位移角平均值为1/136,极限位移角为1/42,均能满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中弹性和弹塑性层间位移角的要求;下翼缘贴板节点弱于上翼缘外环板节点的变形能力,而且贴板节点连接焊缝易于开裂;一旦贴板节点达到承载力极限,之后强度和刚度迅速退化。该文建立了组合节点的实体-壳单元的精细化有限元模型,进行了试验加载全过程分析。比较了节点试验与有限元分析结果,利用该文建立的有限元模型开展分析,为贴板节点设计提供了依据。

关键词：结构工程试验研究滞回性能贴板节点有限元模型

基于数字化CSIRO双温补偿方法的岩体扰动应力长期监测系统的研发与应用

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工程科学与技术 2018年第5期50卷 18-26页

作者：李远刘子斌乔兰付双双王茜吴世兵北京科技大学土木工程系北京100083

围岩应力扰动是引起工程失稳、破坏的直接因素,目前针对应力扰动的获取尚无有效手段和技术。随着深部岩体力学与开采理论研究的发展,对扰动应力监测成为深地课题需要研究的重要内容。本文利用空心包体地应力测量基本理论,提出双温度补... 详细信息

围岩应力扰动是引起工程失稳、破坏的直接因素,目前针对应力扰动的获取尚无有效手段和技术。随着深部岩体力学与开采理论研究的发展,对扰动应力监测成为深地课题需要研究的重要内容。本文利用空心包体地应力测量基本理论,提出双温度补偿技术,研发岩体扰动应力长期监测系统,并在工程现场实现对岩体扰动应力的实时监测。针对长期监测中环境温度影响过大、供电不稳、采集通道调平范围小等不足,研发了断电续采型数字化采集电路。基于空心包体地应力测量基本理论和完全温度补偿技术原理,提出采集电路的双温度补偿方法,并用该方法对采集电路进行室内标定。考虑应力监测环境特点,设计了岩体近开挖面测点应变片布片方案,并基于地应力测量原理推导了测量应变与应力的关系公式。断电续采型数字化采集电路的研发,实现了调平通道大范围量程的原位同步温度监测,克服了常规采集电路供电不稳造成的监测数据无法接续的问题,室内试验测定断电20 d数据连续性满足测量精度要求。根据室内标定数据,双温度补偿方法有效地剔除温度变化对监测系统监测精度的影响,并针对岩体边坡和地下硐室两种不同工程环境设计研发出相应的岩体扰动应力长期监测系统。现场应用显示,岩体扰动应力长期监测系统充分体现了断电续采和双温度补偿方法的优势,通过应变与应力关系式计算得出的结果显示,系统能对岩体扰动应力实现有效的监测。

关键词：空心包体完全温度补偿应力长期监测双温度补偿无线传输

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随机点蚀损伤钢板的极限强度预测

工程力学 2018年第12期35卷 248-256页

作者：王仁华赵沙沙江苏科技大学土木工程系镇江212003

该文通过构建随机点蚀损伤钢板的数值模型,开展200个模型的非线性有限元分析,研究随机点蚀损伤下,不同长宽比、长细比和腐蚀强度的板极限强度退化规律,揭示上述三个参数对其极限强度的影响;借助人工神经网路的强非线性拟合能力,将三个... 详细信息

该文通过构建随机点蚀损伤钢板的数值模型,开展200个模型的非线性有限元分析,研究随机点蚀损伤下,不同长宽比、长细比和腐蚀强度的板极限强度退化规律,揭示上述三个参数对其极限强度的影响;借助人工神经网路的强非线性拟合能力,将三个影响因素作为预测网络的输入参数,将相应的有限元结果作为网络的输出结果,构建一个三层的BP神经网络模型,预测随机点蚀板的极限强度;且利用已有文献的大量数据验证BP模型的预测精度。相同的腐蚀强度下,同一结构尺寸(长宽比和长细比)板的极限强度会由于点蚀的随机性产生明显的变异;板的长宽比和长细比均对板的极限强度有不同程度的影响,且极限强度的退化受结构尺寸和腐蚀强度的联合影响;所构建的人工神经网络模型具有良好的预测精度,其预测误差不超过10%,可用于量化随机点蚀板的极限强度。

关键词：钢板极限强度随机点蚀强度退化人工神经网络

三轴剪切条件下胶结型深海能源土应变局部化离散元模拟分析

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岩土力学 2023年第11期44卷 3307-3317,3338页

作者：王思远蒋明镜李承超张旭东天津大学土木工程学院土木工程系天津300072 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215009 同济大学土木工程减灾国家重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院岩土工程系上海200092

天然气水合物(后简称为“水合物”)开采期间会导致其储层的变形和破坏,继而引发一系列的工程问题。为实现水合物安全有效的开采,需要对其赋存条件下的水合物沉积物(后称为“能源土”)的剪切变形特性进行相应研究。采用温-压-力-化胶结... 详细信息

天然气水合物(后简称为“水合物”)开采期间会导致其储层的变形和破坏,继而引发一系列的工程问题。为实现水合物安全有效的开采,需要对其赋存条件下的水合物沉积物(后称为“能源土”)的剪切变形特性进行相应研究。采用温-压-力-化胶结接触模型用以考虑水合物的胶结效应和对赋存环境温度压力的敏感性。此外,柔性边界被应用于离散元模拟的三轴剪切试验,用以保证剪切带的充分演化。通过考虑局部变形、孔隙率、平均纯转动率、胶结破坏及组构各项异性等变量研究了剪切带的形成规律及其宏微观机制。结果表明:(1)在三轴剪切试验中所采用的柔性边界在有效模拟深海能源土的应力-应变及体变响应的同时保证了试样的自由变形。(2)剪切带在剪切初期应变硬化阶段已经开始萌发,并在应变软化阶段愈发明显。(3)剪切带内外宏微观参量例如颗粒转动、局部孔隙率变化等均表现出明显差异。(4)水合物胶结的存在对于其宿主砂土具有双重作用,一方面增强了其强度特性,另一方面作为剪切过程中的薄弱环节率先发生破坏促使剪切带的萌发。研究结果对于理解深海能源土变形中的细观演化机制具有参考价值。

关键词：能源土离散元法应变局部化宏细观机制

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沙漠砂微生物注浆钙离子追踪数值分析

建筑材料学报 2022年第8期25卷 806-813页

作者：焦辰江由爽程晓辉王洪涛北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 清华大学土木工程系北京100084

在微生物诱导CaCO_(3)沉淀技术的基础上,利用Matlab软件建立一维流动注浆模型,在离子层面对模拟注浆的砂柱进行分析和计算,并着重对砂柱后期强度的关键影响因素Ca^(2+)浓度进行追踪,以期从理论方面对注浆效果进行进一步的优化和深入研究... 详细信息

在微生物诱导CaCO_(3)沉淀技术的基础上,利用Matlab软件建立一维流动注浆模型,在离子层面对模拟注浆的砂柱进行分析和计算,并着重对砂柱后期强度的关键影响因素Ca^(2+)浓度进行追踪,以期从理论方面对注浆效果进行进一步的优化和深入研究.结果表明:注浆模型能够灵活追踪Ca^(2+)浓度随时间的变化,检测砂柱任意位置的Ca^(2+)浓度;钙源为0.75、1.00 mol/L的CaCl_(2)溶液时的注浆效果更优;数值模拟与试验结果吻合较好,可以为利用沙漠砂快速固结形成的高强度材料来建造沙漠公路路基提供有效的参考和依据.

关键词：沙漠砂微生物注浆快速固结离子追踪地基加固