A plasticity constitutive model for unsaturated,anisotropic, nonexpansive soils     

Panagiotis Sitarenios  Michael Kavvadas 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(4):435-454

The paper describes and evaluates an incremental plasticity constitutive model for unsaturated, anisotropic, nonexpansive soils (CMUA). It is based on the modified Cam-Clay (MCC) model for saturated soils and enhances it by introducing anisotropy (via rotation of the MCC yield surface) and an unsaturated compressibility framework describing a double dependence of compressibility on suction and on the degree of saturation of macroporosity. As the anisotropic and unsaturated features can be activated independently, the model is downwards compatible with the MCC model. The CMUA model can simulate effectively: the dependence of compressibility on the level of developed anisotropy, uniqueness of critical state independent of the initial anisotropy, an evolving compressibility during constant suction compression, and a maximum of collapse. The model uses Bishop's average skeleton stress as its first constitutive variable, favouring its numerical implementation in commercial numerical analysis codes (eg, finite element codes) and a unified treatment of saturated and unsaturated material states.  相似文献   

典型草原露天煤矿区地下水-湖泊系统演化   总被引：1，自引：0，他引：1  

夏蔓宏  董少刚  刘白薇  李铱  李政葵  王超  周雨泽 《湖泊科学》2020,32(1):187-197

由于气候干旱、大量疏排地下水导致草原露天煤矿区普遍存在着水文循环失调、土壤沙化、草地退化等环境地质问题.本研究以呼伦贝尔草原伊敏露天煤矿为研究对象,在对矿区地下水湖泊系统调查分析的基础上,结合水文、气象及遥感影像等数据,应用水均衡原理构建矿区地下水位湖泊面积响应机制的数学模型,并利用此模型预测分析矿区开发对伊敏盆地内湖泊面积的影响.结果表明:煤矿开采35年来,伊敏盆地湖群数量由开采前(1982年)的5个变为如今(2017年)的2个,湖泊总面积由原来的6.94 km 2萎缩到1.12 km 2;矿区地下水湖泊关系由自然状态下的地下水补给湖泊型向湖泊补给地下水型演化;本文建立的地下水湖泊耦合数学模型可较好地对湖泊面积进行预测,在气候因素波动不大、矿山开发稳定的状况下,该矿闭矿时(2045年)研究区湖泊面积将萎缩至0.56 km^2.  相似文献   

盾构隧道下穿管道施工引起的管-土相互作用研究     

可文海  管凌霄  刘东海  邓建林  李科  徐长节 《岩土力学》2020,41(1):221-228

采用Loganathan公式研究了盾构隧道下穿管道施工引起的地下管道处土体竖向位移，利用考虑土中剪力传递的Pasternak模型模拟管-土相互作用，运用修正Vlasov模型中的迭代流程计算出Pasternak模型的关键参数——弹性系数k与剪切系数gs。将计算结果与已有文献结果及工程监测数据进行对比，深入分析了迭代求解k、gs值的Pasternak模型与传统模型的计算差异，并进一步研究了土中剪力、管道与隧道的夹角、土体弹性模量及隧道半径的变化对管-土相互作用的影响。研究结果表明：迭代求解的k、gs值能提升Pasternak模型的精确度；土中剪力对管道竖向位移计算值的影响可达15.3%；随着管道与隧道夹角的减小，管道的竖向位移增大、弯矩减小；土体弹性模量与隧道半径的增大均会增加管道的竖向位移和弯矩。  相似文献   

Climatological Characteristics of the East Asian Winter Monsoon Simulated by CWRF Regional Climate Model     

Bingdi Wang  Qingquan Li  Xinyong Shen  Lili Dong  Fang Wang  Tao Wang  Xinzhong Liang 《地球科学进展》2020,35(3):319-330

Based on the ERA-Interim atmospheric reanalysis data from the European Medium-Term Weather Forecast Center from 1979 to 2016 and the ERSSTv4 sea surface temperature data from the US National Oceanic and Atmospheric Administration, the regional climate model CWRF was used to simulate the climate characteristics in East Asia. The results show that the CWRF model can well reproduce the average characteristics of the East Asian winter monsoon circulation, including the location and intensity of the low-level continental cold high pressure and variation characteristics of wind field in high and low levels. The occurrence area and frequency of the north wind in the simulation and the reanalysis data were further calculated and compared. It is shown that they are basically consistent. The distribution of air temperature and precipitation over China are well represented by the model. The water vapor transport is also in good agreement with the reanalysis data. The water vapor from the Bay of Bengal plays a vital role in the precipitation over South China. The simulation results of apparent heat source and apparent moisture sink show that the model can well simulate the thermal difference between the East Asian continent and the adjacent sea area. The analysis results indicate that CWRF model has the ability to simulate the main characteristics of the East Asian winter monsoon.  相似文献   

文克尔地基模型下液化土桩基水平振动响应分析     

熊辉  杨丰 《岩土力学》2020,41(1):103-110

在桩基顶部承受竖向荷载作用的条件下，将完全液化后的上层土体视为流体，将桩基等效为欧拉-伯努利梁模型，探讨了桩底嵌固时桩基顶部的水平振动阻抗。运用流体动力方程模拟顶部液化土层的运动，运用文克尔地基模拟下部非液化分层土的运动。结合传递矩阵法，利用液化土与非液化分层土交界面处的位移、转角和内力连续条件，得到桩基顶部和底部的相关位移?内力表达关系式。根据桩基底部的嵌固条件，求得桩顶阻抗的表达式。与已有文献解进行对比，验证了分析过程的正确性。对阻抗影响条件进行参数分析，表明液化深度、轴力和流体密度大小对桩顶阻抗有不同的影响。  相似文献   

Modelling the poroelastoplastic behaviour of soils subjected to internal erosion by suffusion     

Quentin Rousseau  Giulio Sciarra  Rachel Gelet  Didier Marot 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(1):117-136

Granular soils subjected to seepage flow may suffer suffusion, ie, a selective internal erosion. Extending the classical approach of poromechanics, we deduce a new form of the Clausius-Duhem inequality accounting for dissipation due to suffusion, and we deduce restrictions on the constitutive laws of the soil. We suggest (a) a possible coupling between the seepage forces and the suffusion kinetics and (b) an extension of an existing elastoplastic model for the skeleton mechanical behaviour. Numerical integrations of the elastoplastic model are carried out under drained axisymmetric triaxial and oedometric conditions. As a result, we prove that the extended model is able to qualitatively reproduce the suffusion induced strains and the strength reduction experimentally observed. Predictions on the oedometric behaviour of suffusive soils are also provided.  相似文献   

冻融循环对土体强度变形参数的影响          下载免费PDF全文

张渭军 《探矿工程》2020,47(6):86-91

在寒区工程建设中，冻融循环会引起土强度和变形特性发生改变。为了研究多次冻融循环后土的强度和变形参数的变化量，本文以冻融和非冻融的粉质粘土饱和试样为研究对象，通过固结排水三轴剪切试验、三轴等向压缩试验和弹性模量试验，比较了冻融循环对土样强度参数和变形参数的影响。试验结果显示：冻融和非冻融试样的应力—应变关系曲线均呈应变硬化型，对于原状试样冻融作用破坏了其结构性；冻融作用导致土体强度的降低，主要体现在粘聚力的降低，约降低了55.6%；冻融循环对变形参数有明显的影响，其中最明显的是弹性模量的降低，降低了31.2%。该研究结论可为工程冻害处理提供参考，也可为相关研究的数值计算提供试验参数。  相似文献   

甘肃迭部地区地质遗迹资源类型与开发利用及保护     

李小强  闫少波  脱世博  王军  任文秀  刘明强  李通国 《地质论评》2020,66(6):1719-1728

通过调查研究发现甘肃迭部地区地质遗迹资源涵盖3大类7类13亚类，尤以碳酸盐岩（岩溶地貌）、峡谷及冰川地貌等资源最为典型。区内数量繁多且独具特色的地质遗迹资源，是对中生代以来青藏高原东北缘地区沉积地层演化与区域构造—气候耦合过程中的重要地质事件的灵敏反映与记录者。提出了以政府引导与规范管理、协调统一与科学规划及品牌宣传的保护与开发利用建议，可为政府对迭部地区旅游产业整体规划、发展、决策和生态环境保护等提供依据，为开发这一地区的旅游资源提供引导。  相似文献   

沁水盆地南部长治区块煤层气田的地应力特征     

戴朝霞  孙蓓蕾  曾凡桂 《现代地质》2020,34(2):266-272

煤层气的生成、运移及富集等都与地应力的特征有直接的关系,掌握煤储层的应力特征对煤层气田的勘探和开发具有重要意义。基于沁水盆地南部长治区块煤层气开发区18口煤层气井的测井数据,利用带有残余构造应力的Anderson模型,分析垂向应力、最小及最大水平地应力的分布规律。结果表明:垂向应力基本上呈东西走向对称分布,东西部的应力大,中部应力小,数值在15.2~16.5 MPa之间;最小水平主应力自西向东呈现高→低→高→低的分布特点,数值在10.2~19.3 MPa之间;最大水平主应力也是自西向东呈现高→低→高→低的分布,数值在13.0~34.2 MPa之间。研究区东部所受埋深影响大于所受构造影响,而西部受到的构造影响大于其所受的埋深影响。研究区地应力分布规律与煤层气井的产气量存在高度相关性,研究成果可以为煤层气的勘探、开发和安全生产等方面提供参考。  相似文献   

川藏铁路3000 m水平定向钻井技术方案          下载免费PDF全文

张恒春  刘广  吴纪修  王庆晓  于好善  刘志强  许洁 《探矿工程》2020,47(11):1-6

川藏铁路设计多条超长深埋隧道，且多处于高海拔、高陡斜坡及雪线以上的无人山区，地形险峻，起伏大，交通条件差。沿隧道轴线的水平定向钻井为隧道勘察提供了一种有效的勘察手段。结合工程及地层特点，从钻井设备、工艺等方面，为超长隧道勘察提供了一种3000 m级水平定向钻井技术方案。方案明确了井身结构、全面钻进和长钻程取心钻进工艺、钻井液措施及部分复杂情况应对措施。以较少的钻探工作量，为隧道勘察提供更加详细的实物地质资料，真实反映隧道内的地质情况。  相似文献