基于最大球算法定量表征土体空间孔隙网络     

解朝阳  张巍  姚东方  王坚  朱雨辰 《工程地质学报》2020,28(1):60-68

孔隙网络控制着土体渗流、排水固结与基质吸力等重要工程性质。本文介绍了多孔介质孔隙网络最大球建模基本原理与算法。以显微CT扫描振捣干法生成的南京粉砂试样为例,采用最大球算法建立了试样三维重构模型表征单元体(REV)的空间孔隙网络球棍模型,计算得到了样品REV尺度的孔隙网络参数,统计发现,孔隙半径、喉道半径、孔隙配位数、孔隙截面形状因子、喉道截面形状因子与喉道长度等孔隙参数均近似服从正态分布,孔隙体积近似服从衰减型指数分布。孔隙与喉道半径分别分布在100μm与65μm以内,两者数学期望分别为40. 0μm与18. 0μm;配位数分布在25以内,数学期望为5. 1;孔隙与喉道截面形状因子分别分布在0. 01~0. 04与0. 01~0. 05的区间内,两者数学期望分别为0. 019与0. 033;喉道长度分布在100~800μm以内,数学期望为292. 22μm。同时发现,样品中体积小于1. 5×10^7μm^3的小孔隙数量超过90%。本方法可应用于土体细观孔隙结构的定量表征。  相似文献   

p-y曲线对成层土体中大直径单桩的适用性研究          下载免费PDF全文

孟晓伟  翟恩地  许成顺 《海洋技术学报》2019,38(2)

API规范推荐的p-y曲线是由均质土体得到的,并未考虑土层间相互作用,Georgiadis基于柔性桩提出了等效深度法修正p-y曲线,把均质土p-y曲线延伸到了成层土体中。为了研究p-y曲线和等效深度法对于大直径单桩在成层土体中的适用性,取4种典型地质条件:成层砂土、砂土-黏土-砂土、成层黏土和黏土-砂土-黏土,通过L-PILE软件计算了6 m直径单桩基础的p-y曲线、桩顶水平荷载-位移曲线、桩身位移和弯矩。并与ABAQUS建立的单桩基础三维有限元模型计算结果进行比较。结果表明等效深度法对于成层砂土影响不大;对于成层黏土影响较大;对于中间为软弱土层的成层土体,在荷载较大时影响显著,等效深度法计算结果更加接近FEM结果。在成层土体中,p-y曲线应用于大直径单桩对于砂土高估了初始刚度,低估了极限抗力;对于黏土则低估了初始刚度和极限抗力。  相似文献   

常用土体本构模型在复杂环境深基坑数值计算中的选用     

葛鹏  周爱兆 《地质学刊》2020,44(1):192-197

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筒型桩靴在饱和砂土中的贯入阻力研究          下载免费PDF全文

吴曲楠  刘润  张海洋  王宇飞 《地震工程学报》2018,40(6):1183-1190

桩靴贯入阻力的准确预测是自升式钻井平台安全作业的前提。通过小比尺模型试验,研究饱和砂土中桩靴贯入速度对筒型桩靴插桩性能的影响,并基于地基承载力理论提出筒型桩靴贯入阻力的计算方法,进而采用CEL有限元方法模拟筒型桩靴的贯入过程,并与试验结果进行比较。研究发现:当模型试验中桩靴贯入速度在0.1～0.3mm/s时,桩靴的贯入可看作是准静态过程,此时贯入阻力变化不大,采用基于地基承载力理论中的Hansen公式和Vesic公式可较为准确地计算出对应某一深度的贯入阻力;CEL有限元方法可有效模拟筒型桩靴的贯入过程,当桩靴的贯入速度为0.1～0.3mm/s时,数值模拟结果与试验结果吻合较好。  相似文献   

考虑土体性质的黄土震陷灾害区域性特征          下载免费PDF全文

许书雅  王平  王会娟  于一帆 《地震工程学报》2020,42(5):1194-1201

本研究在通渭、兰州、西吉、宝鸡、西安等多个西北典型黄土震陷灾害场地获取原状土样，通过对密度、含水率、孔隙比、塑液限等物理指标的测试，分析其与土体震陷性的关系；通过动弹性模量和阻尼比、动强度、震陷等室内动力特性试验，并结合大量前人研究资料，分析土体性质对岩土震陷灾害的区域性影响。结果表明：1）震陷系数与单一土体物性参数呈正相关或负相关关系，六盘山以西和以东的黄土震陷特性反映了明显的地区变化规律，在相同地震荷载作用下震害东轻西重；2）随着时间的推移，人类的活动增加，改变了土的含水率，导致土体上覆压力增大，在上覆压力的作用下，土体的初始孔隙数量有所减少，其固结程度越来越好，宏观表现为土体的易损性即震陷性减小。  相似文献   

饱和土体-地下综合管廊结构地震响应分析          下载免费PDF全文

蒋录珍  李双飞  石文倩  安军海  陈艳华 《地震工程学报》2018,40(6):1224-1230

将土体视为固-液两相介质,基于饱和土体有效应力原理,建立饱和土体-地下综合管廊结构体系相互作用动力模型:在地应力平衡的静力状态下采用Duncan-Chang非线性弹性本构模型,在地震波作用的动力状态下采用Davidenkov非线性黏弹性本构模型;考虑饱和土体黏弹性动力人工边界条件,将地震动作用转化为作用在人工边界节点上的动力荷载。模型考察不同地震波时程、地震波加速度峰值、入射角度、孔隙率以及地应力场的影响,得出如下结论:(1)地震波的卓越周期与场地卓越周期相近时引起结构上的变形最大;随着地震波加速度峰值的增大结构变形增大;随着地震波入射角度的增加结构变形增大,地震波斜入射情况下产生的行波效应使得结构变形最大。(2)土体材料的孔隙水压力是影响地震中结构变形的主要因素之一。(3)将土体材料考虑为单相介质时结构上的变形要比考虑为固-液两相介质时大得多,直接将饱和土体场地中得到的地震波等效荷载施加到单相土介质-结构动力相互作用模型上,能够得到与完全基于有效应力法一致的结果。  相似文献   

考虑桩间土体抗滑作用的单排抗滑桩受力计算方法          下载免费PDF全文

肖世国 《中国地质灾害与防治学报》2020,31(1):89-94

为了充分考虑桩间距范围内滑体对抗滑桩受力的影响,从单排抗滑桩加固边坡的整体稳定角度出发,在采用传递系数法分析指定设计安全系数情况下抗滑桩的内力时,提出对一个桩间距范围内的加固坡体进行整体分析,将抗滑桩所在部位单独划分条块,该条块包括桩体受荷段及其两侧桩间距范围内的滑体。推导了与此分析模型相应的桩体受荷段底端内力计算公式,并给出了在滑坡推力线性分布条件下作用于受荷段的净滑坡推力计算表达式。分析结果显示,在不考虑与完全考虑受荷段两侧桩间距范围内滑体抗力作用时,得到是桩体内力及位移的上、下边界值。实例分析进一步表明,理论分析与数值模拟结果具有良好的一致性。所提出的方法比传统方法更有利于抗滑桩设计的经济性。  相似文献   

浮力装置触发深海管道水平向整体屈曲效果的数值模拟研究     

曹洋  张淑华  孙林 《海洋通报》2019,38(6):719-726

海洋油气资源的运输主要通过海底管道进行,管道在工作时受到较大的温度荷载,会产生整体屈曲变形。深海管道设计中常采用人为装置触发一定程度的水平向整体屈曲变形,来释放轴向的温度应力,浮力装置是常用的触发方式之一。本文通过数值模拟研究,分析了不同浮力大小和不同浮力施加范围下,管道水平向整体屈曲的临界屈曲力,得出临界屈曲力随浮力大小和施加范围变化的情况;并研究了不同土体阻力下,浮力装置触发整体屈曲的效果。研究表明,水平向土体阻力较大时,浮力装置触发水平向整体屈曲的效果较好。浮力装置的触发效果对轴向土体阻力不敏感。  相似文献   

井筒电加热改善水平井蒸汽吞吐效果机理实验     

吴永彬  吕柏林  杜宣  卢迎波  蒋有伟  邢向荣 《现代地质》2021,35(4):1136-1146

针对稠油水平井蒸汽吞吐面临入井渗流阻力大、产量水平低、吞吐递减率高、采收率偏低等问题,提出了电加热辅助水平井蒸汽吞吐方法。首先根据水平井蒸汽吞吐过程中的电加热与蒸汽复合传热特征,建立了电加热辅助蒸汽吞吐三个阶段的(注汽阶段、焖井阶段、生产阶段)储层升温解析模型,在此基础上,设计并开展了电加热辅助蒸汽吞吐和常规水平井吞吐的宏观比例物理模拟对比实验,通过实验验证了解析公式,揭示电加热改善水平井吞吐效果关键机理,并利用实际典型井模型进行了潜力预测。结果表明:电加热协同蒸汽吞吐,具有注蒸汽阶段实现水平段均匀加热升温、焖井阶段持续热补偿加热近井地带、生产阶段降低原油入井渗流阻力并提高吞吐产量的关键机理。典型井组预测电加热辅助水平井吞吐可提高吞吐采收率9.4%,油汽比从0.14提高到0.23,在水平井蒸汽吞吐油藏具有重要应用潜力。  相似文献   

免共振沉桩过程对地表振动影响的FLAC3D数值模拟     

魏家斌  王卫东  吴江斌 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(5):1514-1522

为研究免共振沉桩过程对地表振动影响,采用密度放大法以消除模型桩弹性模量过大对计算效率的影响,在有限差分软件FLAC^3D中建立了相应的连续振动沉桩模型,并和文献中的现场测试结果进行了比较,分析了激振力幅值和振动频率这两个施工参数对地表振动响应的影响。结果表明：密度放大法可有效提高数值模拟的计算效率,模拟沉桩7.0倍桩径（4.9 m）所需计算时间约为12.0 h,数值结果较好地模拟了现场测试中免共振沉桩的地表振动影响;激振力幅值和振动频率均主要对近场（水平距离为5.0倍桩径范围内）的地表振动有明显影响;临界沉桩深度与地表振动影响峰值相对应,该深度随水平距离先增大后趋于稳定;激振力幅值对临界沉桩深度的改变不明显,振动频率对远场临界沉桩深度则有较明显影响。  相似文献