Heat transfer between a thermochemical plume channel and the surrounding mantle in the presence of horizontal mantle flow     

A. A. Kirdyashkin  N. L. Dobretsov  A. G. Kirdyashkin 《Izvestiya Physics of the Solid Earth》2009,45(8):684-700

Heat and mass transfer processes in the conduit of a thermochemical plume located beneath an oceanic plate far from a mid-ocean ridge (MOR) proceed under conditions of horizontal convective flows penetrating the plume conduit. In the region of a mantle flow approaching the plume conduit (in the frontal part of the conduit), the mantle material heats and melts. The melt moves through the plume conduit at the average velocity of flow v and is crystallized on the opposite side of the conduit (in the frontal part of the conduit). The heat and the chemical dope transferred by the conduit to the mantle flow are carried away by crystallized mantle material at the velocity v.The local coefficients of heat transfer at the boundary of the plume conduit are theoretically determined and the balance of heat fluxes through the side of the plume conduit per linear meter of the conduit height. The total heat generation rate, transmitted by the Hawaiian plume into the upper and lower mantle, is evaluated. With the use of regular patterns of heat transfer in the lower mantle, which is modeled on the horizontal layer, heated from below and cooled from above, the diameter of the plume source, the kinematic viscosity of the melt in the plume conduit, and the velocity of horizontal lower-mantle flows are evaluated and the dependences of the temperature drop, viscosity and Rayleigh number for the lower mantle on the diameter of the plume source are presented.  相似文献   

Seismic response of single-column bent on pile: evidence of beneficial role of pile and soil inelasticity   总被引：2，自引：2，他引：0  

Nikos Gerolymos  V. Drosos  G. Gazetas 《Bulletin of Earthquake Engineering》2009,7(2):547-573

While seismic codes do not allow plastic deformation of piles, the Kobe earthquake has shown that limited structural yielding and cracking of piles may not be always detrimental. As a first attempt to investigate the consequences of pile yielding in the response of a pile-column supported bridge structure, this paper explores the soil–pile-bridge pier interaction to seismic loading, with emphasis on structural nonlinearity. The pile–soil interaction is modeled through distributed nonlinear Winkler-type springs and dashpots. Numerical analysis is performed with a constitutive model (Gerolymos and Gazetas 2005a, Soils Found 45(3):147–159, Gerolymos and Gazetas 2005b, Soils Found 45(4):119–132, Gerolymos and Gazetas 2006a, Soil Dyn Earthq Eng 26(5):363–376) materialized in the OpenSees finite element code (Mazzoni et al. 2005, OpenSees command language manual, p 375) which can simulate: the nonlinear behaviour of both pile and soil; the possible separation and gapping between pile and soil; radiation damping; loss of stiffness and strength in pile and soil. The model is applied to the analysis of pile-column supported bridge structures, focusing on the influence of soil compliance, intensity of seismic excitation, pile diameter, above-ground height of the pile, and above or below ground development of plastic hinge, on key performance measures of the pier as is: the displacement (global) and curvature (local) ductility demands and the maximum drift ratio. It is shown that kinematic expressions for performance measure parameters may lead to erroneous results when soil-structure interaction is considered.  相似文献   

螺旋桩基础抗拔试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

董天文  梁力  黄连壮  王明恕 《岩土力学》2009,30(1):186-190

异型的桩体几何形式增加了抗拔螺旋桩的桩土相互作用复杂性,抗拔试验研究有利于了解螺旋桩基础的承载机制和影响因素。通过16次原型桩抗拔试验,实测了单桩上拔荷载-位移曲线（U-Z曲线）,该曲线表现出多拐点、渐进型特点,采用单位荷载的桩顶位移变化率、桩顶位移增量以及结合地基变形特征的方法判定了3种桩型的抗拔极限荷载。用U-Z曲线、lgU-Z曲线和P/Pu-Z曲线初步分析了桩体埋深、深宽比、首层叶片埋置深度以及叶片距宽比等参数对螺旋桩基础抗拔承载性状的影响。试验表明,抗拔螺旋桩的埋深、首层叶片埋置深度和叶片距宽比存在临界点,影响桩土的工作性状和破坏模式。  相似文献   

刚-柔性桩复合地基中桩荷载传递规律试验研究   总被引：5，自引：1，他引：4  

朱奎  魏纲  徐日庆 《岩土力学》2009,30(1):201-205

为了解刚-柔性桩复合地基中刚性桩和柔性桩的荷载传递规律,在温州地区选择了2幢采用刚-柔性桩复合地基的建筑物进行原位试验。试验前在钻孔灌注桩桩身埋设了钢筋应力计,在水泥搅拌桩桩身埋设了振弦式应变计,在建筑物施工过程中同步检测传感器的变化情况。试验结果表明,不同部位及不同类型桩荷载传递规律不同,中部刚性桩摩阻力相对于边部刚性桩重心下降,刚性桩荷载传递长度大于柔性桩。无褥垫层刚-柔性桩复合地基中部刚性桩在层数低时会出现负摩阻力,有褥垫层刚-柔性桩复合地基中在施工期间始终存在负摩阻力。中部桩端承力要高于边部桩端承力。  相似文献   

基于RAGA的指数曲线模型预测基桩承载力   总被引：2，自引：0，他引：2  

许小健  钱德玲  郭文爱  王鉴 《岩土力学》2009,30(1):139-142

预测挤扩支盘桩单桩极限承载力指数曲线模型的函数表达式是一个超定非线性方程。采用传统的最小二乘法对该模型参数进行回归处理时,往往由于计算复杂和人为因素的影响使预测结果存在较大的误差。为此,用实数编码加速遗传算法（RAGA）,对指数曲线模型的参数和理论极限承载力进行优化,并基于MATLAB环境下编写了模型的计算程序。结合工程实例,应用指数曲线模型对挤扩支盘桩静载荷试验实测数据进行了拟合分析。结果表明,基于RAGA的指数曲线优化模型能够更好地拟合实测数据和有效地预测单桩极限承载力,且基于RAGA的指数曲线优化模型具有求解速度快、计算精度和自动化程度高、人为干扰因素小、通用性强等优点。  相似文献   

嵌岩抗拔桩作用机制研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

何思明  吴永  李新坡 《岩土力学》2009,30(2):333-337

嵌岩抗拔桩广泛应用于现代化建设的各个领域,但就其作用机制研究来说还有待进一步完善,关于其荷载传递特性、侧阻力分布规律及其影响因素等还存在许多模糊认识。以剪滞模型为基础,通过理论分析和验算,讨论了抗拔桩侧阻力分布规律、荷载-变位特性。结果表明：当抗拔荷载低于弹性极限抗拔时,桩侧阻力呈指数规律分布,荷载-变位曲线呈线性变化;当抗拔荷载大于弹性极限抗拔荷载时,桩侧阻力分为两段,其中脱黏段上侧阻力均匀分布,黏结段上侧阻力呈指数规律分布,荷载-变位曲线呈非线性规律变化。  相似文献   

桩-土间剪切应力的传递探讨   总被引：1，自引：0，他引：1  

聂如松  冷伍明  杨奇  魏巍 《岩土力学》2009,30(3):799-804

对不同情况下桩-土间剪切应力进行了初步的理论分析,并基于ADINA有限元程序,对不同情况下的桩-土间剪切应力进行了计算对比分析。结果表明,同种土体和桩体条件下,各种模式达到极限状态时桩-土间剪切应力不同,堆载作用下负摩擦力值最大,抗拔桩负摩阻力值最小,桩顶受压桩、托桩的摩阻力值介于其间;桩材泊松比在0.15～0.35范围内时,桩侧摩阻力随泊松比的增大而增大。所得结论有助于进一步认识桩-土相互作用规律以及桩-土荷载传递机制。  相似文献   

小应变条件下应力路径旋转对剪切模量影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

张培森 《岩土力学》2009,30(3):820-824

以重塑土经 固结形成的试样以及经 固结后通过特殊应力路径达到特定应力状态的试样为对象,研究了在小应变范围内应力路径旋转对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势。研究表明,在小应变范围内：（1）剪切模量的初始值随试验应力路径与近期应力历史间的夹角 增大而增大,当两者完全相反时,应力路径旋转对土体在小应变条件下的剪切模量影响最大;完全一致时,其影响最弱。（2）割线剪切模量总是大于切线剪切模量;剪切模量随着剪切应变的增加而衰减,且衰减规律保持一致,但应力路径、应变范围不同时其衰减幅度不同。在小应变条件下,土体表现出各向异性,但随剪切应变的增加而逐渐减小,最终表示为近似各向同性;同时由应力路径旋转对模量的影响也随着剪切应变的增加而逐渐衰减。  相似文献   

基于球孔扩张理论和侧阻力退化效应的压桩力计算模拟   总被引：2，自引：0，他引：2  

刘俊伟  张明义  赵洪福  王静静 《岩土力学》2009,30(4):1181-1185

根据静压桩的贯入机制,将沉桩过程模拟为半无限土体中一系列球形孔的连续扩张,土体假定为Mohr-Coulomb材料。利用球孔扩张和源-源假设理论,并采用Boussinesq解进行地面应力的修正,在此基础上分别计算出桩侧极限摩阻力和桩端阻力。通过现场试验研究发现,沉桩过程中侧摩阻力退化效应带来的影响是明显的,提出了相应的侧阻力退化公式。在充分考虑以上因素的基础上推导出了静压桩压桩力的模拟计算公式。使用Matlab6.5软件进行理论计算,并与山西太原某试验进行对比分析,一定深度以下理论值与实测数据基本吻合,证明该计算模拟是可行的。  相似文献   

多年冻土区桩基温度场研究   总被引：5，自引：1，他引：4  

熊炜  刘明贵  张启衡  王志铭 《岩土力学》2009,30(6):1658-1664

为了解决多年冻土区桥梁桩基浇筑混凝土对冻土层地温的影响,把握后续工程施工,需要对多年冻土区桩基温度场进行认真分析与研究。结合冻土桩的特点,根据冻融循环条件下土体热量迁移的基本规律,基于多孔介质和热力学理论,建立了多年冻土区桩基温度场控制方程。该控制方程不仅包括了热传导和相变潜热对温度分布的影响,而且考虑了混凝土水化热的释放规律,并将研究成果与的西藏某大直径灌注桩温度场现场试验结果进行对比分析。结果表明：所建立的冻土区桩基温度场控制方程计算结果与实测结果吻合较好。在此基础上,应用该模型作数值分析,着重分析了不同深度处桩侧土层温度随时间变化规律和混凝土浇注后不同时期温度沿桩径方向的变化规律,于解决西部多年冻土地区公路运营安全和行车性能,准确掌握多年冻土地区已建桥涵和新建桥涵基础稳定性,具有非常重要的理论和实际意义。  相似文献