考虑淤堵效应的疏浚淤泥真空固结沉降计算     

蔡袁强  周岳富  王鹏  史吏  王军 《岩土力学》2020,41(11):3705-3713

疏浚淤泥含水率高、强度极低，真空梯度作用下排水板周围会快速形成致密“土柱”，导致排水固结能力迅速下降，即出现淤堵现象。由疏浚淤泥真空固结室内模型试验获得了出水量变化情况和土体含水率、渗透系数的时空分布情况，确定了排水体周围淤堵区的形成时间与范围，提出了考虑时间效应与淤堵效应的真空度传递模式，同时考虑疏浚淤泥土体压缩和渗透的非线性，建立了考虑淤堵效应的固结分析模型，获得了相应的解析解，通过与已有数据和现场试验结果对比验证了该解答的有效性。利用该解析解，分析了真空度传递模式、淤堵系数λ和淤堵比c对沉降的影响。结果表明，淤堵效应明显减缓了沉降速率，也严重降低了疏浚淤泥的最终沉降量。  相似文献   

简谐荷载作用下饱和土体中圆形衬砌隧道三维动力响应分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

曾晨  孙宏磊  蔡袁强 《岩土力学》2014,35(4):1147-1156

研究了全空间饱和土体中圆形衬砌隧道在径向简谐点荷载作用下的三维动力响应,将衬砌用无限长圆柱壳来模拟,土体用Biot饱和多孔介质模型来模拟,引入两类势函数来表示土骨架的位移和孔隙水压力,并利用修正Bessel方程来求解各势函数,结合边界条件,得到频率-波数域内衬砌和土骨架位移、孔隙水压力的解答,最后进行Fourier逆变换得到时间-空间域内的响应。通过算例分析了荷载振动频率和土体渗透性对土体和衬砌位移响应及土体孔压的影响。结果表明,饱和土体和弹性土体的位移响应具有明显区别。随着荷载频率的增大,土体和隧道位移幅值减小,土体孔压幅值增大;随着土体渗透性增大,土体位移及孔压幅值减小。  相似文献   

初始剪应力对软土场地震反应的影响     

柳伟  王军  蔡袁强 《岩土力学》2011,32(6):1731-1735

实际工程的边坡、斜坡以及挡土结构中的土体都存在一个初始剪应力的作用。在初始剪应力的作用下土体会产生较大的残余应变。然而,原始Iwan模型难以考虑这种因素的影响。因此,将软化模型引入Iwan串联模型中考虑循环软化的影响,同时再串联一理想刚塑性元件,模拟循环过程中产生的残余应变;最后,结合Masing准则对软黏土的动应力-应变关系进行了描述。在此基础上,将修正的Iwan模型用于软土层的一维非线性地震反应分析。通过分析发现,当场地存在初始剪应力且受到强震时,土体模型需考虑这种因素的影响,否则可能低估速度及加速度幅值,也会低估最大剪应变幅值  相似文献   

交通荷载作用下软基加筋道路变形机制研究     

刘飞禹  蔡袁强  徐长节  王军 《岩土力学》2009,30(1):129-134

为研究交通荷载作用下考虑软土软化效应的软土地基加筋道路动力响应问题,以室内动三轴试验为基础,通过回归分析得到了软土在循环荷载作用下动模量衰减的经验公式,编制了用户子程序。将该公式导入有限元分析软件中,采用有限元对软基加筋与不加筋道路在交通荷载作用下的动力响应进行了对比分析,研究了软基加筋道路的作用机制。结果表明,软土的软化特性对软基加筋和不加筋道路的动力响应有明显影响;加筋的效果随着荷载作用次数的增大而逐渐变大;加筋可以约束土体的水平变形,减小道路的整体沉降和不均匀沉降以及减小交通荷载影响软土地基的深度。  相似文献   

循环荷载下黏弹性饱和土层的一维固结   总被引：4，自引：0，他引：4  

潘晓东  蔡袁强  徐长节  张云峰 《岩土力学》2006,27(2):272-276

针对单层黏弹性地基Merchant模型,运用Laplace变换,求得频域内单层黏弹性地基的一维固结解。通过Laplace逆变换,计算了单层黏弹性地基在任意循环荷载下的有效应力及平均固结度。此外,结合工程实例,研究了Merchant模型各参数对循环荷载下黏弹性地基固结的影响。结果表明,在黏弹性地基的固结过程中,有效应力和沉降的发展速率是不一致的,黏壶的存在使地基固结初期的有效应力增长加快,而使固结后期的有效应力增长减慢,同时使变形的发展滞后于有效应力的发展。研究结果亦表明,循环荷载下土体的固结对独立弹簧模量的变化要比Kelvin体中弹簧模量的变化敏感。  相似文献   

上覆单相弹性层饱和地基上刚性条形基础竖向振动的混合边值问题   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐长节  孙益华  李庆金  蔡袁强 《岩土力学》2005,26(Z1):105-108

根据Biot动力控制方程,运用Fourier积分变换技术,并按照混合边值条件和连续条件建立了上覆单相弹性层饱和地基上刚性条形基础竖向振动的对偶积分方程,并将其退化到完全饱和地基的情形。通过引进正交多项式将对偶积分方程化为线性代数方程组,从而得到了上覆单相弹性层的饱和地基上刚性条形基础的竖向振动规律。通过算例分析得到,单相弹性层的厚度对动力柔度系数有着较大的影响,在单相弹性层厚度较小时（小于条形基础半宽的0.1）,动力柔度系数曲线与完全饱和的基本重合;完全饱和地基上刚性基础的竖向振动是上覆弹性层厚度Hn=0的特例。  相似文献   

强夯加固机理及其环境影响的数值分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

蔡袁强  王大力  徐长节  陈超 《岩土力学》2005,26(Z1):159-162

采用大变形几何非线性有限元法分析强夯加固机理及其振动对环境影响。在强夯计算模型中,引入P波阻尼和S波阻尼的概念来说明土体的材料阻尼特性,同时运用改进人工边界法来模拟波在人工边界上的传播。采用速度和加速度作为强夯振动对环境影响的评价标准,得出强夯的最小安全距离。隔振沟是一种有效的隔振方法,分析了隔振沟隔振效果的各种影响因素,对实际工程具有一定的参考价值。  相似文献   

粘弹性饱水岩层中地震波的传播   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

蔡袁强  徐长节 《地震学报》1998,20(3):250-254

从工程实践出发,采用粘弹性两相介质模型,详细研究了地震波在饱水岩层中的传播问题．由于此模型不但考虑了岩层骨架的粘性,而且考虑了地下水对地震波传播的影响,从而可以全面地了解地震波在岩层中的传播特性．该模型比以往研究地震波的模型更具合理性．文中的数值算例对频率、含水量及粘性常数对地震波的波速和衰减的影响进行了细致的分析,并得出了一些重要的结论．   相似文献   

循环荷载下考虑主应力旋转的软土力学响应研究     

邓鹏  郭林  蔡袁强  王军 《岩土力学》2015,36(Z2):148-156

目前用于轨道路堤分析计算的参数多是通过三轴试验获得,而列车荷载经过时土单元应力路径与循环三轴试验加载路径的显著差异可能导致预测失真而引发工程问题。针对某城市轨道进行了三维计算,并分析了移动列车荷载下土单元应力幅值、循环周数、主应力轴旋转的分布规律。在该基础上,采用空心圆柱循环扭剪试验对该复杂应力路径进行了模拟,研究了饱和软黏土的孔压及变形累积特性。结果表明,列车荷载经过时地基土单元大主应力将在(－90°, 90°)内发生旋转;该主应力轴旋转将显著促进软黏土孔压和应变的累积,竖向应力幅值为15 kPa时,循环扭剪试验产生的孔压值比循环三轴试验高77%,累积应变增大了近50%;随着循环应力水平提高,二者累积孔压及累积应变的差值还会进一步增大,甚至出现循环三轴下仅产生较小应变而循环扭剪下已破坏的本质性差异。  相似文献   

循环荷载作用下超固结软黏土软化-孔压模型研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

王军  蔡袁强  李校兵 《岩土力学》2008,29(12):3217-3222

随着循环次数的增加,循环荷载作用下正常固结软黏土孔隙水压力逐渐增加,而孔压的增加将导致土体发生软化现象。对于超固结软黏土,循环荷载作用下在循环初期将产生负孔压,而此时也发生循环软化现象,这显然与有效应力原理是相矛盾的。以往的研究往往通过建立软化指数与循环次数的关系来描述土体的循环软化特性,从而不能反映土体的循环过程中残余孔压变化对土体循环软化的影响。通过对杭州饱和软黏土进行应力控制的循环三轴试验,对循环荷载作用下超固结软黏土的软化特性及孔压发展规律及两者关系进行了研究。在试验的基础上建立了超固结软黏土循环软化-孔压模型,该模型反映了残余孔压增长对超固结软黏土循环软化特性的影响规律。  相似文献