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水泥改良土地层联络通道冻结温度场分析 被引量：20
1
作者 黄建华 严耿明 杨鹿鸣 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期108-116,共9页
地铁工程联络通道施工中,人工冻结加固土层的温度场研究目前大部分还是集中在天然土层方面,对水泥改良土地层中冻结温度场的发展与特性研究较少。文章系统研究水泥改良对联络通道地层冻结温度场的影响,建立联络通道冻结开挖三维数值模型... 地铁工程联络通道施工中,人工冻结加固土层的温度场研究目前大部分还是集中在天然土层方面,对水泥改良土地层中冻结温度场的发展与特性研究较少。文章系统研究水泥改良对联络通道地层冻结温度场的影响,建立联络通道冻结开挖三维数值模型,考虑导热系数、比热容、相变潜热等影响因素,综合实测数据以及试验,对天然土层以及水泥改良土层中冻结温度场的发展和分布规律进行分析,研究结果表明:相比于天然淤泥质土地层,水泥改良土冻结温度场发展速度更快,但冻结效应稍差,积极冻结期的前33d,冻结温度场发展较为迅速,相邻冻结锋面相交后,温度场发展速度开始下降。水泥改良后,土层冻结温度场的发展对导热系数的变化最为敏感,比热容的变化次之,相变潜热变化的影响十分微小。研究成果表明:人工冻结配合水泥改良对淤泥质土地层具有显著的加固效果。 展开更多
关键词 水泥改良土 人工冻结法 联络通道 温度场 导热系数
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液氮冻结竖直向与水平向温度场特性 被引量：2
2
作者 黄建华 王叶 +2 位作者 覃少杰 严耿明 袁晓玉 《福建工程学院学报》 CAS 2023年第1期20-28,共9页
分析液氮冻结的现场实施情况,结合工程背景资料建立数值分析模型,通过计算分析并与现场实测成果验证,系统研究液氮冻结过程中竖直方向与水平方向温度场分布特征及其变化规律。结果表明:液氮冻结通过沸腾吸热与对流换热方式达到降温冻结... 分析液氮冻结的现场实施情况,结合工程背景资料建立数值分析模型,通过计算分析并与现场实测成果验证,系统研究液氮冻结过程中竖直方向与水平方向温度场分布特征及其变化规律。结果表明:液氮冻结通过沸腾吸热与对流换热方式达到降温冻结的效果,相较于盐水循环冻结方式,液氮冻结效率高,周期短;但其冻结温度场分布不均匀,在竖直方向上存在较大温差,温度最低区域分布在液氮沸腾区范围,而水平方向上分布较为均匀;温度场中低温区域并不在两排冻结管之间均匀发展,冻结区域向连续墙方向发展的速度比土体方向发展速度快。基于研究成果,提出了液氮冻结加固设计、施工的优化建议,为今后液氮冻结工程提供理论依据与技术参考。 展开更多
关键词 人工冻结加固 液氮冻结 温度场 对流换热 数值模拟
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动水头作用下花岗岩风化土的内部侵蚀机理
3
作者 王浩 严耿明 +1 位作者 李传东 豆红强 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第2期80-90,共11页
[目的]揭示动水头作用下花岗岩风化土侵蚀演化的动态过程,研究动态水力条件对土体内部侵蚀发展的影响,探明颗粒迁移规律与内部侵蚀机理,为深入研究花岗岩边坡的破坏模式与促滑机理提供理论依据。[方法]设计竖向土柱渗流装置,开展上升水... [目的]揭示动水头作用下花岗岩风化土侵蚀演化的动态过程,研究动态水力条件对土体内部侵蚀发展的影响,探明颗粒迁移规律与内部侵蚀机理,为深入研究花岗岩边坡的破坏模式与促滑机理提供理论依据。[方法]设计竖向土柱渗流装置,开展上升水头与正弦水头条件下花岗岩风化土柱的渗流试验,基于渗流土柱顶面与侧面的试验现象,从渗流速度变化、颗粒流失量变化和渗流前后颗粒级配、质量变化等方面,分析动水头作用下花岗岩风化土内部侵蚀的发育特征。[结果]①花岗岩风化土粒径差异较大,在骨架间存在微小孔隙,渗流冲刷作用使得土颗粒通过土体骨架间的孔隙运移流失。在内部侵蚀过程中,细颗粒流失量相对较多,粗颗粒流失量较少。②土体内部侵蚀作用是渐进发展的过程,在土体薄弱区域的结构最先产生变形与破坏。试验中渗流泉眼由土柱边界开始发展到土柱中部区域,渗流通道沿着渗流方向自下而上发育,水力条件短时间内发生显著变化会造成渗流通道快速贯通。③土体内部侵蚀作用将随渗流时间推进而趋于稳定,但正弦水头将“激活”土颗粒运动,加剧土体的内部侵蚀作用。加大水头变化幅度或减小水头变化周期,能够加剧土体内部侵蚀作用,导致水流运移速度加快以及颗粒迁移流失量增多。[结论]水力条件变化对土体内部侵蚀作用存在显著影响,正弦水头更能加剧颗粒迁移流失。 展开更多
关键词 模型试验 花岗岩风化土 动水头 内部侵蚀
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卸压孔设置对冻结暗挖隧道冻胀卸荷影响研究
4
作者 黄建华 陈伟斌 严耿明 《人民长江》 北大核心 2024年第2期146-155,170,共11页
冻结法暗挖隧道施工中,冻胀常导致土体和隧道等发生大变形,给地铁隧道和周边环境以及建(构)筑物带来不利影响。以福州市滨海软土地层冻结暗挖隧道工程为例,通过对原型工程建模和非线性分析,综合实测数据及工程情况,分析冻胀变形分布规... 冻结法暗挖隧道施工中,冻胀常导致土体和隧道等发生大变形,给地铁隧道和周边环境以及建(构)筑物带来不利影响。以福州市滨海软土地层冻结暗挖隧道工程为例,通过对原型工程建模和非线性分析,综合实测数据及工程情况,分析冻胀变形分布规律和设置卸压孔前后冻结暗挖隧道的位移变化特点。研究结果表明:人工冻结加固技术结合卸压孔应用,对土体冻胀力的释放和冻胀变形的控制效果较好,与没有设置卸压孔时的地层相比,卸压孔在冻土帷幕冻结交圈形成后,为土体冻胀提供自由变形空间,降低了土体的冻胀位移和冻胀应力;冻结期末2个冻结暗挖隧道中心点纵向剖面处冻胀位移最大值由28.88 mm降至16.75 mm,冻胀应力最大值由335 kPa降至265 kPa,卸压作用效果明显。研究结果可为人工冻结暗挖隧道工程提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 冻结法 冻胀变形 卸压孔 位移场 暗挖隧道
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基于FAHP-FCE的地下管道运维阶段环境影响评价体系研究 被引量：1
5
作者 曾旭明 朱盛延 +2 位作者 王浩 王子南 严耿明 《水利与建筑工程学报》 2023年第3期1-7,共7页
为提高城市地下雨污水管道运维阶段对环境影响评价的准确性,将FAHP-FCE模型运用于地下管道运维阶段环境影响评价体系中。构建空气污染、噪音污染、水环境污染、周围土体污染、交通影响与社会影响准则层,借助专家打分法进行多层次模糊综... 为提高城市地下雨污水管道运维阶段对环境影响评价的准确性,将FAHP-FCE模型运用于地下管道运维阶段环境影响评价体系中。构建空气污染、噪音污染、水环境污染、周围土体污染、交通影响与社会影响准则层,借助专家打分法进行多层次模糊综合评价,得到地下管道运维阶段环境影响的量化标准。结合实际工程案例,算法符合实际,能有效实现地下管道运维阶段环境影响的研判与分级,为防治环境污染、提高工程管理质量提供理论支撑。 展开更多
关键词 地下管道 环境影响评价 模糊层次分析法(FAHP) 模糊综合评价法(FCE)
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冻结水泥固化土SHPB实验及其冲击变形特性 被引量：4
6
作者 黄建华 李宏 +2 位作者 李龙真 严耿明 叶剑波 《爆破》 CSCD 北大核心 2020年第4期25-30,共6页
为研究冻结水泥土的动态冲击力学性能,利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),分析了当水泥掺量为0%、9%和18%,冻结温度为-15℃、-25℃和-35℃,冲击气压为0.20 MPa、0.30 MPa和0.40 MPa时对冻结水泥土破坏特征的影响。试验结果表明:单轴动力状... 为研究冻结水泥土的动态冲击力学性能,利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),分析了当水泥掺量为0%、9%和18%,冻结温度为-15℃、-25℃和-35℃,冲击气压为0.20 MPa、0.30 MPa和0.40 MPa时对冻结水泥土破坏特征的影响。试验结果表明:单轴动力状态下动态应力-应变曲线最多经历压密阶段、弹性阶段、塑性阶段、应变软化阶段和破坏阶段5个阶段;随着温度的降低以及冲击速度和水泥掺量的增加,试样黏塑性破坏特征逐渐减弱,试样破裂形成的碎块数量越来越多,几何尺寸越来越小,破碎程度从岩样边缘向中心逐渐加剧;随着冲击速度的增大,破坏形态由大裂纹张拉破坏逐渐转变为整体压碎破坏,表现出明显的应变率效应;温度越低试样硬度越大、脆性越高,峰值应力随加载速率增长越明显;冻结水泥固化土的动态抗压强度与水泥掺量呈正比例关系,呈现出明显的应力强化特征。 展开更多
关键词 冻结 水泥固化土 水泥掺量 温度效应 应变率效应
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风化凝灰岩土钉支护基坑工程的数值分析和模拟 被引量：1
7
作者 严耿明 黄建华 《福建建筑》 2020年第5期75-81,共7页
基于具体基坑工程项目的现场地层土工参数,利用PLAXIS有限元软件对其进行数值模拟和分析,系统分析基坑开挖支护过程,风化凝灰岩中的土钉支护结构在基坑开挖过程的受力状况与稳定性、土体变形情况以及渗流场分布情况,展示了土钉支护结构... 基于具体基坑工程项目的现场地层土工参数,利用PLAXIS有限元软件对其进行数值模拟和分析,系统分析基坑开挖支护过程,风化凝灰岩中的土钉支护结构在基坑开挖过程的受力状况与稳定性、土体变形情况以及渗流场分布情况,展示了土钉支护结构的作用原理。研究结果表明,土钉支护结构的基坑开挖过程出现坑壁水平位移、基坑底部隆起、基坑周围岩土体沉降等变形现象,且基坑坑壁坡脚处剪应力集中、基坑内部产生渗流场等,分析也显示,基坑支护结构在开挖过程变形都在允许值范围内,未产生破坏。 展开更多
关键词 风化凝灰岩 土钉支护 基坑 有限元 结构内力 变形
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液氮冻结加固冻结管内换热机制及对流换热系数研究 被引量：3
8
作者 黄建华 严耿明 覃少杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2624-2633,共10页
液氮冻结加固是通过液氮在冻结管内沸腾吸热和对流换热来降低环境土层温度,快速冻结土层中水分形成具有支护效果的冻结帷幕。但相较于传统的盐水冻结技术,液氮冻结温度极低,温度场分布不均匀,影响冻结效果的因素更多,对液氮冻结过程热... 液氮冻结加固是通过液氮在冻结管内沸腾吸热和对流换热来降低环境土层温度,快速冻结土层中水分形成具有支护效果的冻结帷幕。但相较于传统的盐水冻结技术,液氮冻结温度极低,温度场分布不均匀,影响冻结效果的因素更多,对液氮冻结过程热交换的研究较少。依据对流换热理论,分析了管内冻结能量交换过程,计算了液氮吸热的对流换热系数,模拟了液氮冻结温度场特征,并结合现场实测数据对液氮对流换热系数进行反传热分析,降低了对流换热系数计算误差。研究结果表明:液氮吸收热量的方式主要是液氮沸腾吸热以及低温氮气对流换热;以对流换热理论及其换热系数为基础的液氮冻结温度场模拟需要考虑换热系数随冻结时间和冻结深度变化,常量换热系数无法精确反映对流换热全过程,将导致积极冻结期与维护冻结期内温度下降趋势与实测情况、模拟温度与实测温度均产生差异,计算的温度场整体温度偏低;将冻结时间划分为16个时间段,冻结空间划分为4个区域,对换热系数进行非均匀性修正,使换热系数成为随冻结时间与空间变化的变量,不仅符合实际而且减小了误差,更契合工程实测数据。研究成果可为类似液氮冻结工程提供理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 液氮冻结 冻结管 温度场 对流换热 反传热分析
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