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静止土压力系数(K0)是岩土工程中计算侧向土压力的关键参数,原状和重塑黄土的K0系数在固结过程中的发展规律明显区别于黏土或砂土。为研究围压和初始孔隙比对原状和重塑黄土的K0系数的影响,采用加装高精度局部径向位移计(LVDT)的应力路径三轴仪开展了K0固结试验研究,结果表明:(1)重塑黄土的K0系数受初始孔隙比(e0)的影响较为明显,当试样的初始孔隙比减小(从0.775变为0.503),其K0系数的最大降幅为55%;然而原状黄土的K0系数受有效围压(σ3′)的影响较为明显,比如在σ3′ < 350kPa时,K0系数为0.77~0.85,在σ3′>350kPa时,K0系数为0.46~0.51;(2)在固结过程中,原状黄土试样和重塑黄土试样的K0系数均发生陡降,具体表现为重塑黄土密样(e0<0.6)的陡降发生在固结的起始阶段,重塑黄土松样(e0 ≈ 0.77)的陡降发生在有效围压接近100kPa,而原状黄土试样的陡降发生在有效围压为350kPa附近;(3)在相同的有效围压和密度条件下,原状黄土的K0系数大于重塑黄土。采用核磁共振技术(NMR)获取了重塑和原状黄土的孔隙分布,并辅以试样的超孔隙水压力、排水体积等数据进行了讨论,发现结构性是造成黄土K0系数差异的主要原因。 相似文献
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软土固结系数Cv是岩土工程结构设计中的重要参数,测试固结系数需要花费大量的时间和成本。基于生物地理学优化算法(biogeographical optimization algorithm,BBO)来改进人工神经网络(artificial neural network,ANN)模型,使用生物地理优化的人工神经网络(ANN-BBO)模型对软土固结系数进行计算。基于连淮高速公路改扩建项目的路基软土数据对计算模型进行了训练和测试。通过相关系数矩阵和主成分分析对软土的11个物理力学参数进行了统计分析,确定了7个参数作为计算模型的输入参数,并对计算模型进行了训练和测试;模型通过相关系数、均方根误差和方差比进行检验,并对误差进行了统计分析;采用蒙特卡罗模拟对计算模型的鲁棒性进行了分析。结果表明：ANN-BBO模型可以用于估计软土的固结系数,相关系数R2=0.947 1,均方根误差RMSE=0.165 7×10-3 cm2/s,方差比VAF=94.54%;ANN-BBO模型预测精度明显优于ANN模型;ANN-BBO... 相似文献
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如何合理地描述超固结地层静止侧压力系数K0分布规律对岩土工程有重要的理论意义和应用价值。通过超固结地层形成过程的应力发展分析,开展了侧应力松弛试验,研究了超固结粉质黏土水平应力释放规律,建立了残余超固结水平应力σ’hef与超固结比OCR的联系,提出了基于水平应力释放的超固结土K0计算方法,并用原位土体水平应力KSB试验和室内试验进行了验证。提出的超固结土K0计算方法物理意义清晰,并在中高OCR条件下实现了与前人归纳经验公式的统一。结果表明:超固结水平应力σ’hef经历回弹与松弛2个释放阶段后稳定于残余值σ’hef,粉质黏土σ’he释放主要发生在回弹阶段;超固结水平应力残余值与初始值之比σ’hef/σ’he0随OCR增大而增大,但在OCR达到一定值OCRr后趋于稳定。研究成果可供超固结地层中的挡土结构物土压力计算和数值分析提供参考和借鉴。 相似文献
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应力路径对软土应力-应变特性影响试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
采用应力-应变控制式三轴仪对福州市区某基坑影响范围内典型饱和软土进行了一系列应力路径试验,以研究受基坑开挖和支护结构作用影响的土体卸、加载应力-应变特征。对室内正常固结和相同围压K0固结的试样剪切试验结果进行了比较,表明二者在变形和强度上均存在较大差异。基于K0固结剪切试验结果,求出了邓肯-张模型参数,提出了该模型各参数的验证方法。同时,与室内正常固结试验确定的模型参数进行了对比,说明部分参数之间存在着较大差异,也决定了二者应力-应变关系上的差异,建议以K0固结试样进行三轴加、卸载试验确定邓肯-张模型参数,以满足该模型在基坑工程数值模拟分析中的需要。试验得到的典型软土的邓肯-张模型参数,可供福州市区或相似地层条件下基坑工程数值模拟时参考 相似文献
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城市生活垃圾填埋场因有机质降解产热导致其内部温度长期高于环境温度,引发工程运维问题。垃圾土温控三轴试验结果发现,温度变化引起的垃圾土体积应变与应力水平有关,且弹性体积应变占比较大,影响以塑性体积应变为硬化参数的弹塑性本构模型研究。在前期试验基础上,采用GDS温控应力路径三轴仪,研究了排水条件下温度对垃圾土中黏土体积变形特性和压缩特性的影响,并与相同条件下垃圾土体积变形特性进行比较,揭示了温度变化对垃圾土体积变形特性的影响机制。基于垃圾土温控三轴试验结果,推导了垃圾土热弹塑性压缩指数λT和热弹性压缩指数κT的确定方法;采用等效应力原则,假设温度变化引起的弹塑性体积应变等于某一等效应力增量引起的弹塑性体积应变,建立了垃圾土在热-力耦合作用下的体变计算模型,并对模型进行了验证分析。研究结果表明,孔隙比是影响垃圾土温度体积应变的主要因素;垃圾土的λT和κT随初始固结应力的增加而减小,比黏土高一个数量级;选取常温下相应固结应力水平的回弹指数κ和压缩指数λ比例值(κ/λ)能够较好地模拟热-力耦合作用下垃圾土的体... 相似文献
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软土固结系数刍议 总被引：1，自引：1，他引：0
在土的固结分析中,要正确估算土体中超静孔隙水压力的消散与沉降过程,重要的是确定可靠的固结系数Cv值.通过在天仙一级公路软弱地基路基工程沿线选择的二个试验场地上开展原位试验及室内试验,并结合珠江口某海区软土的固结试验数据,研究软土固结系数的规律,探讨其确定方法.研究表明：（1）由原位孔隙水压力消散试验得到的固结系数Cv值比室内高压固结试验时间平方根法所得到的相应值大一个数量级;（2）由室内高压固结试验时间平方根法所得到的固结系数Cv值大于时间对数法、反弯点法、三点法及司各脱法所得到的Cv值.（3）由于反弯点法、三点法及司各脱法确定固结系数Cv值有其各自的优点,在实际工程中均值得去尝试和推广. 相似文献
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辽河三角洲相沉积软土动力特性试验 总被引：2，自引：0，他引：2
针对辽河三角洲相沉积软土,在固定振动频率f=1.0 Hz,固结压力为100、200和300 kPa 3种情况下进行循环荷载的动三轴试验,分析了不同固结压力下动应变εd、动强度σd与荷载循环次数和动剪应变rd之间的关系。结果表明:在固定振动频率和同一个固结比K的条件下,动强度σd与载荷循环次数在单对数坐标系中具有良好的线性相关性。动剪切模量Gd随动剪应变rd的增大而增大,阻尼比D随动剪应变rd的增大而减小,Gd-rd、D-rd曲线在直角坐标中具有分段性,以应变量在4.0%～5.4%之间出现拐点居多。与其它不同特性的软土相比较,辽河三角洲相沉积软土具有以下特征：(1)动强度指标明显低于其它类软土,(2)阻尼比与剪应变的关系与其它类软土有2个拐点不同,该类软土仅在rd =2×10-3处存在一个拐点。 相似文献
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研究了不同初始固结压力条件对黏土本构关系的影响。进行了2组不同固结条件下的排水压缩试验,即等压固结条件和K0固结条件。采用数值建模方法,以 和 为硬化参数的双屈服面模型为框架,通过对试验数据空间的反演获得两种不同初始条件下的黏土弹塑性本构关系,并在整个应力场 可视化。将该数值模型嵌入有限元程序对三轴压缩试验进行数值模拟,并与试验曲线及相同路径下的剑桥模型和Duncan-Chang模型关系曲线进行对比。结果表明,数值建模方法有较好的容错性,能很好地反映应力历史的影响,能模拟真实应力路径。 相似文献
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土体结构性的数学模型是21世纪土力学的核心问题。由于土体微观结构的变化造成了重塑土与原状土的力学特性上的差异。采用应变型和应力型结构性宏观参数来表征这种微观结构的变化,同时将应变性结构性参数引入到等向固结过程中去,用以描述常规三轴试验中剪切前的等向固结过程以及剪切时球应力对结构性土体的影响。实现应变型和应力型结构性宏观参数对整个三轴剪切过程的描述。修正剑桥模型对正常固结重塑黏土的三轴压缩试验能做出准确地描述,但对超固结黏土及原状土,即具有结构地土体,则不能给出准确地描述。将应变型和应力型结构性宏观参数引入到修正剑桥模型中,实现修正剑桥模型的结构化。该结构性修正剑桥模型参数的确定方法与常规修正剑桥模型参数的确定方法相差不多,只不过多了球应力与土体结构性体应变的关系式、偏应力与土体结构性广义剪应变的关系式。经过数值模拟比较,结构性修正的剑桥模型能较好地反映原状土的结构性演化过程,能描述原状土结构的整个破坏过程,在多种应力路径下具有很好的预测作用。 相似文献
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太华杂岩在华北中部造山带南缘舞钢地区存在出露,本文选取该地3个变泥质片麻岩为研究对象,对其进行了岩石学、相平衡模拟和锆石U-Pb年龄分析等综合研究。结果显示其普遍保留了三个变质阶段的矿物组合：进变质阶段(M1)矿物组合主要以矿物包裹体保存在石榴子石变斑晶之中,峰期变质阶段(M2)矿物组合主要保存在基质中,退变质阶段(M3)矿物组合以石榴子石变斑晶周围的后成合晶矿物组合为代表。石榴镁铁闪石黑云二长片麻岩M1矿物组合为Bt1+Pl1+Ilm1+Qz1±Amp1,M2矿物组合为Grt2+Bt2+Pl2+Amp2+Qz2+Mt2±Ilm2,其P-T条件为810～855℃、0.8～1.0GPa, M3矿物组... 相似文献
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利用改进的ZC-2015型渗气仪和TST-55型渗透仪进行马兰黄土渗气及饱和渗透试验,得到两个渗透性参数渗气率ka和饱和渗透系数Kw,通过室内常规试验得到的孔隙比e,并利用图像处理软件（IPP）处理扫描电镜（SEM）照片得到的平面孔隙比e0,结合试验结果并利用数学模型建立宏-微观孔隙参数与渗透参数之间的关系。结果表明:重塑土干密度增大,单位体积内颗粒数量增多,孔隙面积减少。原状风干土样埋深增大,大孔和中孔的孔隙面积、孔隙数量、孔隙平均直径明显减小;半对数线性模型可以消除Kw和ka与孔隙结构参数在量级上的差异,拟合效果更好。lgKw、lgka与e、e0之间都呈现较好的线性关系;含水率变化时,渗气率拟合直线的斜率和截距的变化规律更明显。重塑土由于制样均匀,曲线的拟合度更高,而不同深度的原状黄土试样由于沉积过程造成的结构性的差异,致使其拟合度较重塑土偏低。 相似文献
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小应变硬化模型（HSS）可以同时考虑土体剪切硬化和压缩硬化,以及土体剪切模量在微小应变范围内随应变衰减的行为,因此在深基坑开挖数值分析中具有很好的适用性。为研究厦门地区土层HSS模型刚度参数E50ref,G0ref和γ0.7对深基坑数值分析结果的敏感性,基于敏感性分析和正交试验原理,选择厦门地区典型土层残积砂质黏性土、粉质黏土和淤泥质土,以坑外地表沉降值及围护墙的最大弯矩值作为控制指标,分别进行了单一控制土层的参数敏感性研究。结果表明:要在深基坑数值分析中精确计算地表沉降和围护墙弯矩,最重要是控制好土层G0ref的取值,其次是E50ref,而γ0.7的影响相对小一些;随开挖深度加深,G0ref对地表沉降的影响逐渐降低,E50ref和γ0.7的影响有所提高;E50ref对围护墙弯矩的影响随开挖进行有所降低,G0ref和γ0.7的影响则有增大趋势,其中G0ref相对较明显。土体小应变行为对于基坑施工效应有重要影响,在相关设计和施工中应予以重视。分析结果可为深基坑有限元分析中获得更合理的地层变形和结构内力响应提供有益参考。 相似文献
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扩展剑桥模型参数的优化选择及其应用 总被引：4，自引：0，他引：4
在有限元计算中合理选取土的本构关系与模型参数,对于计算成果的可靠性是十分重要的。剑桥模型是一个应用广泛的弹塑性模型,其参数一般是通过室内试验来确定的。通过建立扩展剑桥模型在三轴条件下的弹塑性本构关系的表达式,并以此为依据,利用数值模拟常规三轴试验和单向压缩试验过程并利用正反分析技术优化求解剑桥模型参数,在小浪底大坝固结计算的应用中证明了这种方法的合理性与实用性。 相似文献
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最大有效力矩准则的理论拓展 总被引：1，自引：0，他引：1
在分析"导致变形带内先存面理或层理发生转动的最大有效力矩与先存面理或层理方向有关"的基础上, 对最大有效力矩准则(Meff=0.5(σ1-σ3) Lsin2αsinα)进行理论上的拓展, 提出了可以判定任意方向先存面理最大有效力矩的准则——泛最大有效力矩准则(MG-eff=0.5(σ1-σ3)Lsin2αsin(α-θ)), 其中当先存面理与最大主压应力(σ1)平行时, 则成为最大有效力矩准则。该准则的理论分析表明:①当先存面理与σ1平行时, 在σ1左右两侧±54.7°方向出现2个有效力矩的最大值, 形成共轭的变形带, 钝角(109.4°)对着σ1方向; ②当先存面理与σ1斜交时, 在σ1的另一侧出现1个有效力矩的最大值, 从而只出现一个方向的变形带, 并随着先存面理偏离σ1方向, 变形带与σ1的夹角逐渐减小(从θ=0°时的54.7°, 减小到θ=90°时的35.3°), 而与先存面理之间的夹角逐渐增大(从θ=0°时的54.7°, 增加到θ=90°时的125.3°); ③当先存面理与σ1垂直时, 在σ1左右两侧± 35.3°方向出现2个有效力矩的最大值, 也形成共轭的变形带, 但锐角(70.6°)对着σ1方向。在主应变平面上变形带与先存面理方向及变形带剪切方向(左旋或右旋)已知的情况下, 可以确定最大主压应力方向。泛最大有效力矩准则克服了最大有效力矩准则与滑移线理论不相容的问题, 可以解释大多膝褶带非共轭发育等多种现象, 预期在韧性变形域中具有广阔的应用前景。 相似文献
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浙西南八都杂岩早中生代泥质麻粒岩变质作用及构造意义 总被引：1，自引：0，他引：1
遂昌-大柘泥质麻粒岩出露于华夏地块东北部的浙西南八都杂岩中,该岩石保留了典型的减压反应结构.但其变质演化特点、变质作用时代及构造意义目前尚不明确.通过系统的岩相学、矿物化学和同位素年代学分析,结果表明遂昌-大柘泥质麻粒岩记录了4个阶段的变质矿物组合,其中早期进变质阶段M1的矿物组合为石榴石+黑云母+石英;压力峰期变质阶段M2的矿物组合为石榴石+铝绿泥石+金红石+蓝晶石+刚玉+黑云母+石英±十字石,该矿物组合可能预示着岩石曾经历了超高压变质作用过程;峰期变质阶段M3的矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+石英±钾长石±斜长石±钛铁矿;峰后近等温降压M4-1阶段的矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+堇青石+石英+钛铁矿±尖晶石±斜长石±钾长石;M4-2阶段的矿物组合为石榴石+堇青石+夕线石+斜长石+黑云母+石英±钾长石.相平衡模拟结合传统地质温压计限定其峰期变质阶段的温压条件为T=780~810 ℃、P=8.0~9.2 kbar;峰期后近等温降压的M4-1阶段的温压条件为T=780~860 ℃和P=5.7~6.0 kbar,M4-2阶段的温压条件为T=~700 ℃和P=~4.4 kbar,具有典型的顺时针近等温减压型P-T轨迹特征.LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明其麻粒岩相变质作用时代为233.5~238.9 Ma.变质作用历史说明浙西南地体可能卷入了古特提斯洋域内印支-华南-华北板块之间的俯冲-碰撞过程,并经历了早中生代的麻粒岩相变质作用后快速折返至地表. 相似文献
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固结与流变特性及其参数取值研究是软基上结构物长期沉降课题的重要组成部分。针对宁波轨道交通工程的两个典型土层,开展了基于GDS固结仪的流变固结试验,获得了土样的主固结与次固结性状参数。采用Gibson三元件流变模型结合Matlab软件的拟合功能,得到了土样的三元件流变模型参数。通过对试验结果进行分析总结,发现宁波软土的次固结过程表现出较明显的非线性。次固结系数Ca与压缩指数Cc近似符合 Ca/Cc=0.02±0.01。宁波软土的一维流变过程符合Gibson三元件流变模型规律,且其模量参数和黏滞系数均随固结压力的增大而增大。 相似文献
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正常沉积的土体一般具有结构性。目前土的本构模型大多数是以非结构性土为基础建立和发展起来的,用它们直接描述结构性土体应力应变关系与实际出入很大。本文以修正的剑桥模型为基础,建立了可考虑初始结构性影响的结构性吹填软土应力应变关系。与修正的剑桥模型相比,只增加了参数的个数,但参数种类不变,其值通过室内常规试验即可求得。对天津滨海新区吹填场地经过真空预压处理后有结构强度的吹填土体进行了三轴试验,通过试验值与模拟值分析比较,初步验证了本文建立的模型可以考虑吹填软土初始结构性影响。 相似文献
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弄清温度作用下海相软土的力学变化对海底管道的建设与长期运行有着重要作用。针对广东汕尾海相软土,进行了一系列的基本物理力学性质试验,并通过X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪和扫描电镜仪对其矿物成分、元素组成和微观结构进行了分析。通过温控三轴仪对其开展了等向固结与偏压固结条件下的固结不排水室内试验,试验结果表明：当轴向应变较小时,环境温度和固结应力比Kc对饱和广东软土的不排水剪切特性影响表现为环境温度越高或固结应力比越小,其割线模量越大,且其割线模量与固结应力比呈反比,与环境温度呈幂函数关系。轴向应变增大时,其峰值强度受环境温度和固结应力比共同影响,而其峰值孔压受环境温度影响较小。试样初始干密度会对等向固结土(Kc=1.00)的不排水剪切特征产生影响：试样初始干密度越大,峰值孔压越小,峰值强度越大,且温度升高时其峰值强度的下降幅度越大。固结应力比会影响不同环境温度下饱和广东软土的峰值强度与有效应力路径：当Kc=1.00、0.67时,环境温度上升对饱和广东软土起软化作用;当Kc=0.50、0.40时,环境温度... 相似文献
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基坑开挖数值分析中土体硬化模型参数的试验研究 总被引：8，自引：0，他引：8
土体硬化模型已成为基坑数值分析中最常用的本构模型之一,其应用的关键是计算参数的确定。首先采用薄壁取土器现场取得土样,通过基于GDS的三轴固结排水剪切试验、三轴固结排水卸载-再加载试验及标准固结试验获得了上海典型土层土体的三轴试验应力-应变曲线和固结试验荷载-应变关系曲线。然后根据曲线确定了各土层的HS模型参数,建立了各土层HS模型参数中切线模量 、割线模量 、加载模量 的比例关系,并探讨了这些模量与压缩模量 之间的比例关系。最后将各层的模型参数与模量间的比例关系与国内外其他软土地区的结果进行了比较。试验结果可作为上海地区及其他软土地区基坑工程数值分析中确定HS模型参数时的参考。 相似文献