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复杂地形下的危岩落石被动防护网三维防护效果评估研究 被引量:5
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作者 赵炼恒 金昶睿 +3 位作者 黄栋梁 赵彪 曾中林 胡世红 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期143-150,共8页
为评估复杂地形下被动防护网的落石防护效果,利用无人机摄影测量方法,获取复杂地形的坡表形态并生成数字模型。基于RocPro3D模拟不同条件下的落石运动轨迹并评估防护网性能,对比二维与三维落石模拟结果中防护网性能的差异。计算结果表明... 为评估复杂地形下被动防护网的落石防护效果,利用无人机摄影测量方法,获取复杂地形的坡表形态并生成数字模型。基于RocPro3D模拟不同条件下的落石运动轨迹并评估防护网性能,对比二维与三维落石模拟结果中防护网性能的差异。计算结果表明:被动防护网缺陷的主要表现形式为防护高度不足、防护范围不足以及其他防护网缺陷引起的自身防护能力未完全发挥;被动防护系统最优防护效果表现为按照防护网布设位置,自上而下,防护网拦截率及作用在防护网上的冲击能量逐级降低;针对复杂地形下的被动防护体系评估,三维分析比二维分析的结果更加全面,更具参考价值。研究成果为被动防护网评估提供更多思路。 展开更多
关键词 危岩体 落石 摄影测量 运动轨迹 被动防护评估
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考虑空间变异性的分层边坡可靠度分析 被引量:8
2
作者 赵炼恒 董潇阳 +2 位作者 胡世红 左仕 潘秋景 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3180-3187,共8页
考虑土体参数间的互相关性和空间自相关性,通过Cholesky分解技术生成二维互相关对数正态随机场。基于ABAQUS平台利用Python进行二次开发实现高效随机有限元分析,结合蒙特卡罗法对分层边坡进行可靠度分析和参数敏感性分析。分析结果表明... 考虑土体参数间的互相关性和空间自相关性,通过Cholesky分解技术生成二维互相关对数正态随机场。基于ABAQUS平台利用Python进行二次开发实现高效随机有限元分析,结合蒙特卡罗法对分层边坡进行可靠度分析和参数敏感性分析。分析结果表明:在所研究随机场参数的变化范围内,黏聚力和内摩擦角间的互相关性、变异系数、水平和竖向波动范围的改变都会使边坡的稳定性状态产生变化。可靠度随相关系数的增加而减小,随黏聚力变异系数或内摩擦角变异系数的增大而减小,随水平或竖向波动范围的增大而减小。安全系数均值随相关系数的增加而减小,随黏聚力变异系数或内摩擦角变异系数的增大而减小,随水平或竖向波动范围的增大而增大。相比于安全系数均值,可靠度对相关系数、变异系数和波动范围的变化更加敏感;相比黏聚力变异系数和横向波动范围,内摩擦角变异系数和竖向波动范围对边坡的可靠度影响更为显著。 展开更多
关键词 边坡 空间变异性 可靠度 蒙特卡洛法 随机场
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基于空-地协同的公路边坡施工监测与策略调控探究 被引量:7
3
作者 谢振文 巢万里 +2 位作者 刘文劼 赵炼恒 潘世强 《公路工程》 2022年第3期97-103,142,共8页
为保障全~强风化类边坡在降雨和施工扰动作用下的安全施工,以湖南省平益高速某边坡为工程背景,基于边坡岩土特征、施工工序,在不同施工阶段采用UAV航拍和GNSS+物联网进行空-地协同式监测,通过对多源监测信息开展分析,提出了—系列基于... 为保障全~强风化类边坡在降雨和施工扰动作用下的安全施工,以湖南省平益高速某边坡为工程背景,基于边坡岩土特征、施工工序,在不同施工阶段采用UAV航拍和GNSS+物联网进行空-地协同式监测,通过对多源监测信息开展分析,提出了—系列基于安全与成本考虑的动态调控策略,有效保障了整个边坡工程建设的顺利开展。结果表明,在抗滑桩施工期和锚固施工期,UAV和GNSS都监测到了边坡的变形趋势,可作为变形诱因分析和策略措施调控的数据支撑。同时证明了空-地协同在公路边坡施工监测中具有一定可行性,2种方法可以发挥各自的优势,相互印证,取长补短,及时反映出边坡变形趋势,避免以查看失稳破坏先兆迹象为依据的滞后决策手段,为尽早进行边坡动态设计、施工策略调控、安全隐患排查提供重要的基础信息,可为类似工程提供参考借鉴。 展开更多
关键词 公路边坡 风化花岗岩 无人机 GNSS 监测 空-地协同
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基于失稳模量理论的降雨条件下非饱和边坡流滑与滑移失稳机理研究 被引量:1
4
作者 冯学茂 刘敏 +2 位作者 宋祉辰 赵炼恒 林宇亮 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期81-91,共11页
基于经典塑性理论,利用失稳模量(HIN)的概念建立了非饱和土的渗流稳定性准则;针对非饱和土边坡常出现的失稳形式(即有限滑移失稳和快速流动失稳),通过引入考虑基质吸力依赖性的弹塑性本构模型,给出了识别边坡不同失稳模式的HIN表达式;... 基于经典塑性理论,利用失稳模量(HIN)的概念建立了非饱和土的渗流稳定性准则;针对非饱和土边坡常出现的失稳形式(即有限滑移失稳和快速流动失稳),通过引入考虑基质吸力依赖性的弹塑性本构模型,给出了识别边坡不同失稳模式的HIN表达式;对于具有潜在液化能力的松散火山灰土给出了理论模型参数的标定方式;在此基础上,预测了火山灰土边坡出现的失稳模式以及相应的失稳含水率,通过与室内水槽试验结果对比验证了理论模型的正确性和合理性,结果显示,结合无限边坡模型与失稳模量理论可进一步推导出不同失稳模式下的边坡安全系数表达式,二者互为验证;最后,通过参数分析研究了各模型参数对边坡在不同边界条件下失稳模式的影响.研究结果可进一步明晰降雨条件下非饱和土边坡出现不同失稳模式的内在机理,以便为渗流边坡稳定性的评估与设计提供相应的指导. 展开更多
关键词 非饱和土边坡 失稳模式 弹塑性本构模型 失稳模量 水槽试验 安全系数
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基于证据推理的隧道坍塌多源信息融合评估
5
作者 丘伟兴 赵炼恒 +2 位作者 吴波 单凌志 徐世祥 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期190-200,共11页
由于影响因素众多,隧道坍塌风险评估是一个多属性决策问题.单源信息评估方法难以充分考虑所有的风险因素,导致预测结果存在偏差.为了评估隧道坍塌风险并提供更准确的风险控制策略,本研究提出了一种新的多源信息融合方法,该方法将云模型(... 由于影响因素众多,隧道坍塌风险评估是一个多属性决策问题.单源信息评估方法难以充分考虑所有的风险因素,导致预测结果存在偏差.为了评估隧道坍塌风险并提供更准确的风险控制策略,本研究提出了一种新的多源信息融合方法,该方法将云模型(CM)、支持向量机(SVM)和基于证据推理(ER)相结合.对多个信息源进行分析,得到不同的坍塌风险评估模型(目视检查数据通过SVM获取分类概率值,监测数据通过云模型获取概率值).每个模型的质量都由可信度和重要性权重来评价.然后运用ER规则融合各个评估模型的结果,给出总体的坍塌概率风险评估.与D-S理论相比,ER规则在处理高冲突信息方面具有更大的优势.当不同信息源的风险评估结果不一致时,D-S理论的融合结果往往会与常识相反,ER规则融合由于考虑了评估模型的重要性权重和可信度,更适用于高冲突信息的融合.该方法已成功应用于福建莆炎高速公路的鱼塘溪隧道.结果表明,所提出的多源信息融合方法的评价准确率为87.5%,而单源信息融合方法的评价准确率小于70%.此外,即使不同模型的风险结果存在较大的冲突,该融合模型也具有良好的性能. 展开更多
关键词 隧道坍塌 风险评估 云模型 支持向量机 证据理论
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尾矿库稳定性最短路径强度折减极限分析
6
作者 刘宏 解明亮 +2 位作者 杨鹰 赵炼恒 高益康 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第8期130-137,共8页
尾矿库堆积边坡稳定性研究手段常以有限元强度折减的方式实现,尾矿砂抗剪强度参数(c,φ)对于坝体稳定性的影响存在差异。为此,引入最短路径强度折减理论,开展东北某大型尾矿库稳定性实例分析。主要结论:1)以逼近尾矿砂实际容重的方式,利... 尾矿库堆积边坡稳定性研究手段常以有限元强度折减的方式实现,尾矿砂抗剪强度参数(c,φ)对于坝体稳定性的影响存在差异。为此,引入最短路径强度折减理论,开展东北某大型尾矿库稳定性实例分析。主要结论:1)以逼近尾矿砂实际容重的方式,利用Optum G2进行渗流条件下尾矿库最短路径强度折减稳定性极限分析,获得尾矿堆积边坡最小综合安全系数及潜在破坏面。2)非等比例强度折减过程中,随着折减比例增大,折减路径长度先减小后增大,说明最短折减路径求得的最小综合安全系数,对应于尾矿堆积边坡最不利极限状态;3)利用最短路径强度折减极限分析得到的尾矿库最小综合安全系数,稍小于瑞典条分法和简化Bishop法结果,但整体上吻合较好;4)随尾矿库堆积边坡的增高,最小综合安全系数持续降低,潜在尾矿坝滑动体范围增大,对应的滑动面向库内扩展。 展开更多
关键词 尾矿库稳定性 极限分析 强度折减法 最短路径理论 极限平衡法
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基于离散傅立叶变换的岩石节理形貌分析与随机重构 被引量:5
7
作者 赵炼恒 于诚浩 +3 位作者 黄栋梁 王翔 张帅浩 焦康甫 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1606-1614,共9页
为了进一步开展节理面细观形貌特征对其宏观剪切特性影响的数值模拟研究,提出既可以定量地对实地采集节理试样的形貌特征进行正向分析,又能够根据预定的形貌特征范围随机地进行节理试样逆向重构的傅里叶形貌分析法。分别采用传统粗糙度... 为了进一步开展节理面细观形貌特征对其宏观剪切特性影响的数值模拟研究,提出既可以定量地对实地采集节理试样的形貌特征进行正向分析,又能够根据预定的形貌特征范围随机地进行节理试样逆向重构的傅里叶形貌分析法。分别采用传统粗糙度分析法与傅里叶分析法对50 224个实测的节理样本进行形貌分析,得到傅里叶参数计算的经验公式;确定采用离散傅立叶变换法进行不同粗糙度节理试样逆向重构时的傅里叶参数取值范围;研究成果能为快速随机重构符合一定粗糙度特性的节理轮廓,建立一个完全数字化的虚拟试验系统提供重要基础。 展开更多
关键词 岩石节理 节理面粗糙度系数 随机重构 形貌分析 离散傅里叶变换
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基于三参数破坏准则的均质边坡稳定性上限分析
8
作者 赵炼恒 赵伟龙 +2 位作者 韦彬 贾光龙 胡世红 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期188-199,共12页
非线性特征是岩土体材料的固有特性.研究表明,在此特征条件下,基于旋转失稳机制的均质边坡潜在滑动面并非单一对数螺旋线.本文假定岩土体材料服从三参数非线性强度准则,在极限分析上限定理的基础上,构建了均质边坡旋转失稳机制;通过拟... 非线性特征是岩土体材料的固有特性.研究表明,在此特征条件下,基于旋转失稳机制的均质边坡潜在滑动面并非单一对数螺旋线.本文假定岩土体材料服从三参数非线性强度准则,在极限分析上限定理的基础上,构建了均质边坡旋转失稳机制;通过拟静力方法考虑地震荷载,基于力学平衡方程结合变分原理获得边坡临界滑动面及其应力分布的微分方程组,采用Runge-Kutta方法进行求解,并基于虚功率原理结合免疫算法获得边坡最小临界高度.通过与有限元极限分析法(FELA)的结果进行对比验证了非线性上限变分分析方法的准确性和有效性.在此基础上,分析了无量纲强度参数(T、A、n)、水平地震加速度系数(kx)、边坡倾角(β)等因素对边坡稳定系数(Fn)、潜在滑动面及其应力分布的影响规律.本方法无需假定边坡潜在滑动面,丰富了边坡稳定性非线性分析理论,可为边坡的加固设计提供理论支持和有益参考. 展开更多
关键词 三参数非线性破坏准则 边坡稳定性 上限变分分析 稳定系数 临界滑动面 免疫算法
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含孤石土质边坡稳定性及破坏特征的数值分析 被引量:3
9
作者 李亮 朱建旺 +2 位作者 赵炼恒 胡世红 左仕 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期43-49,共7页
为探究花岗岩风化形成的风化球孤石对边坡稳定性及破坏特征的影响,利用摄影测量和数字图像处理技术,对大量的孤石进行拍照及处理,建立大量具有各种形状的孤石模型,从所建立的孤石模型中选取具有不同形状参数的孤石,将其导入ABAQUS软件,... 为探究花岗岩风化形成的风化球孤石对边坡稳定性及破坏特征的影响,利用摄影测量和数字图像处理技术,对大量的孤石进行拍照及处理,建立大量具有各种形状的孤石模型,从所建立的孤石模型中选取具有不同形状参数的孤石,将其导入ABAQUS软件,建立含有孤石的边坡模型,进行有限元强度折减分析。结果表明:孤石的位置和大小会对边坡的安全系数产生规律性影响,而孤石的形状对边坡安全系数的影响表现出不确定性;孤石对边坡破坏特征产生影响,塑性应变区发展过程及位移场分布在孤石处与均质边坡相比均有较大变化。 展开更多
关键词 孤石边坡 边坡稳定性 破坏特征 有限元法
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成层软土地基中轴横向组合受荷桩内力与位移分析 被引量:3
10
作者 雷皓程 赵炼恒 +1 位作者 张鹏鹏 龙秋亮 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2907-2915,共9页
成层软土地基中,桩基础在竖向与水平荷载联合作用下桩身内力与位移的计算为一复杂非线性问题。同时获取单桩桩顶的各向位移对多向荷载下的群桩计算有重要意义。采用侧阻软化模型、端阻双曲线模型和p-y曲线模型分别描述桩侧土、桩端土的... 成层软土地基中,桩基础在竖向与水平荷载联合作用下桩身内力与位移的计算为一复杂非线性问题。同时获取单桩桩顶的各向位移对多向荷载下的群桩计算有重要意义。采用侧阻软化模型、端阻双曲线模型和p-y曲线模型分别描述桩侧土、桩端土的竖向与水平向荷载传递性状,利用挠曲线微分方程将荷载传递法与p-y曲线法结合,建立轴横向受荷桩的分析模型,通过有限差分法求解挠曲线方程以获得桩身内力与各向位移。工程实例分析表明,结合荷载传递法与p-y曲线法的轴横向受荷桩分析方法能准确计算桩身的P-Δ效应,并能同时准确地获得桩顶竖向位移与水平位移的大小。 展开更多
关键词 软土地基 荷载传递法 P-Y曲线法 有限差分法
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土石混合边坡块石随机生成方法与稳定性分析 被引量:20
11
作者 李亮 李彦军 +4 位作者 赵炼恒 陈嘉祺 黄栋梁 王优 雷志彬 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期170-178,共9页
针对传统边坡稳定性分析方法未考虑土石混合体边坡内部块石的不足,采用MATLAB编制相应程序生成一定级配随机块石数据,再通过AutoCAD将数据文件转化为图形交互文件,导入Midas建立对应的块石边坡网格模型.最后,通过Midas_to_Flac3d接口程... 针对传统边坡稳定性分析方法未考虑土石混合体边坡内部块石的不足,采用MATLAB编制相应程序生成一定级配随机块石数据,再通过AutoCAD将数据文件转化为图形交互文件,导入Midas建立对应的块石边坡网格模型.最后,通过Midas_to_Flac3d接口程序,生成Flac3d模型,用Flac3d内嵌的有限差分强度折减法对块石边坡进行稳定性分析,并探讨土石界面强度等关键参数对土石混合边坡稳定性的影响.计算结果表明,忽略块石的存在将会给边坡稳定性计算结果引起较大的差异,坡体内塑性区并不像均质土坡那样为规则的类圆弧形态,而是在多种塑性区扩展路径的综合作用下呈现出多滑动带现象,滑动带在贯通过程中有明显的绕石效应,滑动带长度较等效均质土坡有明显延长;在所选定接触面参数变化范围内,接触面刚度参数(法向刚度、切向刚度)对边坡安全系数影响较小,而接触面强度参数(摩擦角、粘聚力)对边坡安全系数影响显著. 展开更多
关键词 土石混合体 边坡 级配块石 随机生成 稳定性分析
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基于有限元极限上限法的含软弱夹层边坡稳定性分析 被引量:15
12
作者 皮晓清 李亮 +2 位作者 唐高朋 张锐 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期351-358,共8页
由于软弱夹层的存在通常会使得边坡更易发生失稳破坏,通过引入考虑强度折减法的有限元极限分析上限法,构建含软弱夹层边坡稳定性分析的非线性规划模型,并采用可行弧内点算法与网格自适应方法进行优化求解,获得不同软弱夹层的厚度、倾角... 由于软弱夹层的存在通常会使得边坡更易发生失稳破坏,通过引入考虑强度折减法的有限元极限分析上限法,构建含软弱夹层边坡稳定性分析的非线性规划模型,并采用可行弧内点算法与网格自适应方法进行优化求解,获得不同软弱夹层的厚度、倾角、深度以及软弱夹层与周围土体的相对强度影响下的边坡安全系数及破坏模式。研究结果表明:软弱夹层的厚度、倾角、深度以及相对强度对边坡安全系数及滑裂面位置的影响显著;但当软弱夹层的深度和相对强度增大到一定值时,边坡稳定性不再受其影响。本文结果与已有文献的结果吻合较好。 展开更多
关键词 边坡稳定性分析 软弱夹层 极限分析上限法 安全系数
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基于摄影测量的落石路径获取及被动防护网服役性能评估 被引量:9
13
作者 张治平 夏志雄 +1 位作者 金昶睿 赵炼恒 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期3274-3283,共10页
在边坡工程领域,特别是在具有高陡危岩体的边坡工程中,落石防护已成为该领域的主要研究课题之一,被动柔性防护网因其优越的性能被广泛应用。以渝怀线K158白马一号隧道进口仰坡为研究对象,评估该地区危岩失稳条件下,当前布设的被动防护... 在边坡工程领域,特别是在具有高陡危岩体的边坡工程中,落石防护已成为该领域的主要研究课题之一,被动柔性防护网因其优越的性能被广泛应用。以渝怀线K158白马一号隧道进口仰坡为研究对象,评估该地区危岩失稳条件下,当前布设的被动防护体系的服役性能。利用摄影测量的方法快速构建出精确的边坡起伏形态及数值模型,基于概率统计、能量损失、碰撞回弹等理论,利用Rocfall模拟落石运动过程。最终根据各级防护网的防护效果,评估当前被动防护体系的服役性能。结果显示,(1)无防护网情况下,1#落石区的落石有13.3%的可能会对铁路桥面造成破坏;(2)当前被动防护体系对于质量小于3 000 kg的1#落石区落石防护效果良好;(3)当前被动防护体系中五级防护网未起到拦截或防护落石作用;(4)当前被动防护体系中,四级防护网主要起消能作用,二级与三级防护网主要起拦截作用。研究成果可以为其他落石防护案例的设计和防护性能分析提供参考。 展开更多
关键词 边坡工程 危岩体 摄影测量 落石模拟 被动防护网评估
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深埋隧道拱部围岩潜在塌落破坏上限有限元分析 被引量:7
14
作者 胡昌文 韦彬 +2 位作者 戴智颖 杨峰 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2121-2128,共8页
深埋隧道拱部围岩潜在塌落形态和范围的深入研究,为围岩压力与施工方案的确定提供依据。采用源于塑性极限分析上限理论的刚体平动运动单元上限有限元法,开展不同围岩内摩擦角ϕ,剪胀角ψ和跨度(b/h)条件下的隧道拱部围岩潜在塌落破坏的... 深埋隧道拱部围岩潜在塌落形态和范围的深入研究,为围岩压力与施工方案的确定提供依据。采用源于塑性极限分析上限理论的刚体平动运动单元上限有限元法,开展不同围岩内摩擦角ϕ,剪胀角ψ和跨度(b/h)条件下的隧道拱部围岩潜在塌落破坏的计算分析。研究结果表明:围岩内摩擦角ϕ减小时,临界容重系数γcrh/c线性减小而破坏范围却显著增加;而隧道跨度(b/h)增加时,破坏范围相应增长而临界容重系数γcrh/c却快速下降;剪胀角ψ增长将约束围岩,减小拱顶潜在塌落范围,γcrh/c上限解相应提高。 展开更多
关键词 深埋隧道 围岩稳定性 塌落破坏 刚体平动单元 上限有限元
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底部刚性层限制条件下条形基础地基承载力系数Nc与破坏模式 被引量:2
15
作者 杨峰 慈新航 +1 位作者 高益康 赵炼恒 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1031-1040,共10页
存在底部刚性层限制时,极限荷载作用下的条形基础地基破坏模式会变得异常复杂。此时,应用极限分析、滑移线或数值分析等方法求解地基极限承载力,难以获取明确的定量破坏形态。为此,本文应用刚体平动运动单元上限有限元,通过多次网格更... 存在底部刚性层限制时,极限荷载作用下的条形基础地基破坏模式会变得异常复杂。此时,应用极限分析、滑移线或数值分析等方法求解地基极限承载力,难以获取明确的定量破坏形态。为此,本文应用刚体平动运动单元上限有限元,通过多次网格更新方式进行系统地分析研究,重点揭示与黏聚力相关的地基极限承载力系数Nc的上限解曲线及其滑移线网破坏模式,探讨地基土层厚度、土体内摩擦角和基础与地基界面有限摩擦等关联因素的影响规律。研究结果表明:当刚性层上方地基土较厚时,Nc和刚性层影响的修正因子Kc随土体内摩擦角和土层厚度的变化不明显;而当土层厚度变薄时,Nc和Kc伴随土体内摩擦角增大和土层厚度变小而急剧增长;土层厚度较小时,基础与地基土接触面摩擦条件对地基破坏模式影响显著,表现为接触面粗糙程度的下降使得Nc大幅减小,与无底部刚性层限制时的规律差异显著。最后,应用运动单元上限有限元分析,验证了底部刚性层限制条件下地基极限承载力系数Nc与Nq之间的转换关系。 展开更多
关键词 基础工程 条形基础 极限承载力系数 地基破坏模式 底部刚性层限制 上限分析 刚体运动单元
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考虑多孔介质渗透率变化的宾汉流体渗透注浆扩散模型
16
作者 李亮 单广灿 +2 位作者 彭琦 刘乐 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期626-636,共11页
渗透注浆是一种广泛应用于岩土多孔介质加固的方法,但已有基于浆液流变方程和平衡方程的研究,侧重分析浆液本身性质如黏度时变性、滤过效应、自身重力等对渗透注浆扩散范围的影响,尚未考虑浆液在孔隙内的流动阻力对多孔介质渗透率的影响... 渗透注浆是一种广泛应用于岩土多孔介质加固的方法,但已有基于浆液流变方程和平衡方程的研究,侧重分析浆液本身性质如黏度时变性、滤过效应、自身重力等对渗透注浆扩散范围的影响,尚未考虑浆液在孔隙内的流动阻力对多孔介质渗透率的影响,导致现有理论解析结果与试验测试结果相差较大。因此,基于黏性流体的运动方程、连续方程和平衡方程,引入浆液在孔隙内的流动阻力对多孔介质渗透率的影响,推导获得多孔介质渗透率随介质孔隙特性、注浆施工参数和注浆扩散半径的函数解析表达式,据此建立考虑多孔介质渗透率变化的浆液扩散控制方程。与已有理论结果对比表明,考虑浆液流动阻力影响的理论结果更接近试验结果,可以验证该理论方法的有效性。参数分析结果表明:考虑浆液在孔隙内的流动阻力时,岩土多孔介质渗透率随注浆时间的增加呈现先迅速降低后缓慢上升趋势,随注浆压力的增大呈现逐渐下降趋势;对于工程中常见的符合宾汉流体性质的水泥浆液材料,当注浆时间小于5 min时,多孔介质渗透率变化是影响浆液扩散的主控因素,超过7 min后,浆液黏度时变性成为主控因素。研究成果能为岩土多孔介质渗透注浆工程实际中注浆参数选取和质量控制起到良好的理论指导意义。 展开更多
关键词 渗透注浆 岩土多孔介质 多孔介质渗透率 宾汉流体 运动方程 连续方程
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路堤荷载作用下斜坡地基侧向变形计算分析 被引量:3
17
作者 刘晓华 韦彬 +2 位作者 唐皓 戴智颖 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期582-591,共10页
为探究斜坡地基在路堤荷载作用下的侧向变形,在Boussinesq和Cerruti集中力下半无限体侧向变形弹性解的基础上,运用积分思想,推导出斜坡地基在路堤荷载作用下的侧向位移。将路堤荷载分解为平行于斜坡和垂直于斜坡2个方向,分别推导出地基... 为探究斜坡地基在路堤荷载作用下的侧向变形,在Boussinesq和Cerruti集中力下半无限体侧向变形弹性解的基础上,运用积分思想,推导出斜坡地基在路堤荷载作用下的侧向位移。将路堤荷载分解为平行于斜坡和垂直于斜坡2个方向,分别推导出地基在平行和垂直于斜坡的各种荷载下的侧向变形理论解析解,最后依据叠加原理,将平行于斜坡表面和垂直于斜坡表面的荷载引起的侧向变形进行叠加,得出斜坡地基在路堤荷载作用下的侧向变形解析解。研究结果表明:对于斜坡上侧地基的土体,水平荷载引起的侧向变形可在一定程度上减小侧向变形的峰值,但对于斜坡下侧地基土体,水平荷载引起的侧向变形则会增大侧向变形的峰值。 展开更多
关键词 斜坡地基 路堤荷载 侧向变形 解析解
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地震作用下含岩桥边坡系统可靠性分析 被引量:2
18
作者 李亮 文子祥 +2 位作者 王中伟 唐高朋 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2572-2582,共11页
对于岩质边坡而言,节理面是边坡的失稳潜在影响因素。在地震作用下,地震所产生的附加力会进一步影响边坡的稳定性。基于平面岩质边坡模型,研究其在地震作用下的稳定性,并对其系统可靠性进行评估。采用极限平衡法推导平面型岩质边坡安全... 对于岩质边坡而言,节理面是边坡的失稳潜在影响因素。在地震作用下,地震所产生的附加力会进一步影响边坡的稳定性。基于平面岩质边坡模型,研究其在地震作用下的稳定性,并对其系统可靠性进行评估。采用极限平衡法推导平面型岩质边坡安全系数的计算公式,并利用拉丁超立方体抽样(LHS)方法估算其可靠性。以此确定不同的破坏模式对系统可靠性指标的影响程度,并分析不同的参数以及张拉裂缝位置对平面型岩质边坡可靠性的影响。研究结果表明:在系统可靠性评估过程中,LHS方法有着较高的计算效率。平面型岩质边坡各种破坏模式对系统可靠性的影响程度有所差异。张拉裂缝位于坡顶时其倾角以及水平地震因子对系统可靠性指标的影响均较为显著。边坡破坏概率随着块体裂隙连通率的增大而显著增加。 展开更多
关键词 系统可靠性 平面型岩质边坡 超立方体抽样 节理连通率 地震荷载
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考虑桩侧初始剪应力的层状地基中单桩沉降计算简化解析 被引量:2
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作者 刘晓华 韦彬 +1 位作者 张鹏鹏 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期875-881,共7页
针对现有侧阻双曲线模型参数计算较困难的问题,提出一种考虑桩侧土初始剪应力以及侧阻软化特性的简化侧阻三折线模型;并结合桩端位移与桩端承载力的非线性发挥关系,采用双曲线模型模拟桩端荷载传递性状。进一步在上述桩侧和桩端荷载传... 针对现有侧阻双曲线模型参数计算较困难的问题,提出一种考虑桩侧土初始剪应力以及侧阻软化特性的简化侧阻三折线模型;并结合桩端位移与桩端承载力的非线性发挥关系,采用双曲线模型模拟桩端荷载传递性状。进一步在上述桩侧和桩端荷载传递模型基础上,提出一种获取单桩荷载-沉降关系的简化递推分析方法。实例分析表明,本文所提简化模型与计算方法应用于单桩沉降计算具有较好的精度,且分析模型参数获取容易、计算便捷,研究成果可为设计施工提供有益参考。 展开更多
关键词 单桩沉降 初始剪应力 三折线模型 层状地基 数值模拟
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典型软土层中群桩变刚度调平设计方案研究
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作者 李亮 张鹏鹏 +2 位作者 龙秋亮 雷皓程 赵炼恒 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1288-1297,共10页
群桩等刚度设计中因“加筋遮帘效应”会导致各基桩间轴向内力出现差异,造成上部结构开裂、倾斜,严重影响上部建筑结构的安全和使用。为减小群桩各基桩间轴向内力差,通过开展群桩变刚度调平优化设计研究,以进一步提高群桩的承载性能。基... 群桩等刚度设计中因“加筋遮帘效应”会导致各基桩间轴向内力出现差异,造成上部结构开裂、倾斜,严重影响上部建筑结构的安全和使用。为减小群桩各基桩间轴向内力差,通过开展群桩变刚度调平优化设计研究,以进一步提高群桩的承载性能。基于变刚度调平设计理念,采用三维有限元分析软件ABAQUS对竖向受荷群桩的沉降特性及基桩轴向内力分布特征进行分析。重点选取粉质黏土、砂层土和淤泥质土等典型软弱土层,通过改变桩长、桩径和桩间距3个关键参数的调节方式以调平基桩刚度,使基桩轴向内力分配均衡化,据此提出3种典型土层中基桩变刚度调节优化设计方案。研究结果表明:粉质黏土、砂层土和淤泥质土中,各基桩轴向内力差异与中心桩内力值比例分别高达90.5%,51.3%和51.8%,且不同调节方式对不同土层中基桩刚度调节效果影响程度不同;3种典型土层中,变桩长、桩径的方式可显著降低各基桩间内力差值,但淤泥质土和砂层土中变桩间距对降低内力差的效果较小。不同土层中基桩刚度调节效果影响程度的不同与土层力学特性、桩土相互作用和荷载承担比例直接相关,故群桩变刚度调平设计应针对不同典型桩侧土层组合采取合适的调节方式。 展开更多
关键词 群桩 变刚度调平 内力差异 优化设计 数值模拟
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