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UH模型在有限元分析中的应用 被引量:23
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作者 姚仰平 冯兴 +1 位作者 黄祥 李春亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期237-245,共9页
由姚仰平等提出的超固结土统一硬化模型(UH模型)能够描述超固结土的硬化、软化、剪缩和剪胀等应力应变特性以及应力路径对它的影响。通过改进,直线型的Hvorslev线由抛物线型的Hvorslev线代替,UH模型的参数与剑桥模型(Cam-clay模型)的参... 由姚仰平等提出的超固结土统一硬化模型(UH模型)能够描述超固结土的硬化、软化、剪缩和剪胀等应力应变特性以及应力路径对它的影响。通过改进,直线型的Hvorslev线由抛物线型的Hvorslev线代替,UH模型的参数与剑桥模型(Cam-clay模型)的参数相同。应用该模型,对三轴试验进行有限元模拟,分析了与应用Cam-clay模型所得应力应变关系曲线的异同点;针对刚性承压板试验,进行了地基承载力的三维有限元分析,比较了与应用Cam-clay模型和摩尔库仑模型(Mohr-Coulomb模型)等所得p-s曲线的不同,分析了地基中不同点处的应力-应变关系曲线,并与Boussinesq弹性理论计算的应力做了比较;进行了地基固结沉降数值分析,比较了孔压、沉降的变化规律,体现了UH模型的优越性。 展开更多
关键词 超固结土 UH模型 三轴试验 地基承载力 沉降 有限元
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超固结土次固结系数的时间效应 被引量:15
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作者 胡亚元 杨平 余启致 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期29-37,共9页
为解释公路路基在超载预压加固后工后沉降仍大于预测结果的现象,通过Bjerrum蠕变图及切线次固结系数定义分析了超固结土次固结系数的时间效应,建立了相应的次固结系数随时间增长的双曲线理论模型。鉴于实际土体的次固结特性比Bjerrum蠕... 为解释公路路基在超载预压加固后工后沉降仍大于预测结果的现象,通过Bjerrum蠕变图及切线次固结系数定义分析了超固结土次固结系数的时间效应,建立了相应的次固结系数随时间增长的双曲线理论模型。鉴于实际土体的次固结特性比Bjerrum蠕变图揭示的复杂,故结合土工试验对该理论模型进行修正,提出更具普适性的次固结系数随时间增长关系式,并建立了与其相一致的工后次固结沉降公式,供超载预压工程估算工后沉降使用。研究结果表明:超固结土次固结系数不仅与有效应力定义的超固结比有关,而且也与次固结发展时间有关;当有效应力超固结比较小时,土体的次固结系数初期随时间迅速增长,后期可近似地认为其为常数;当有效应力超固结比较大时,土体的次固结系数初期随时间变化缓慢,但后期将有明显的发展,故次固结系数的长期时间效应不容忽略,在评估超载预压地基的工后沉降时应引起足够重视。 展开更多
关键词 道路工程 超固结土 理论分析 次固结系数 时间效应 切线斜率
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原状饱和黏土静止土压力系数试验研究 被引量:12
3
作者 黄博 胡俊清 +1 位作者 廖先斌 黄雄 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期4056-4064,共9页
利用先进三轴仪进行港珠澳大桥岛隧工程原状土K0固结试验,研究不同加、卸载路径下土体静止土压力系数K0变化,分析常用经验公式及规范推荐值所估计静止土压力系数的适用性,并给出基于本次试验结果的预测公式。结果表明:港珠澳沉管隧道底... 利用先进三轴仪进行港珠澳大桥岛隧工程原状土K0固结试验,研究不同加、卸载路径下土体静止土压力系数K0变化,分析常用经验公式及规范推荐值所估计静止土压力系数的适用性,并给出基于本次试验结果的预测公式。结果表明:港珠澳沉管隧道底面处的黏土层K0基本为一定值,为0.47;粉质黏土层K0与其先期固结压力成正比,在0.30~0.45范围内,均低于规范和手册对同类土的推荐值;除土性自身的原因外,原状样的胶结作用也会使其K0降低。结构性较强的原状土,在取土后再加载的过程中,K0会先降低至低于其正常固结值,再回升并逐渐稳定。原状黏性土正常固结和超固结时,均可利用前人给出的经验公式对K0进行估计,其中内摩擦角宜为土体正常固结时的有效峰值内摩擦角。 展开更多
关键词 土力学 静止土压力系数 K0固结 正常固结土 超固结土
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用修正剑桥模型研究超固结土的变形特性 被引量:13
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作者 徐连民 祁德庆 高云开 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期313-317,共5页
在原有的塑性体积应变状态量外,对修正剑桥模型的屈服函数引入描述超固结黏土变形和强度特性的状态量,以进一步改进修正的剑桥模型以应用于超固结土的变形特性研究。并给出该状态量的演化规则。通过对各种不同超固结比的三轴压缩和伸长... 在原有的塑性体积应变状态量外,对修正剑桥模型的屈服函数引入描述超固结黏土变形和强度特性的状态量,以进一步改进修正的剑桥模型以应用于超固结土的变形特性研究。并给出该状态量的演化规则。通过对各种不同超固结比的三轴压缩和伸长剪切试验结果的验证表明,本文改进的三维修正剑桥模型能合理地反映不同超固结比黏土在三轴压缩和伸长条件下的变形及强度特性,同时,本文预测结果和中井子负荷面模型的预测结果基本一致。 展开更多
关键词 修正剑桥模型 子负荷面模型 土的变形和强度 超固结土
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正常固结土与超固结土主要力学特性的比较 被引量:10
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作者 姚爱敏 王运霞 《北方工业大学学报》 2007年第1期86-90,共5页
介绍了正常固结土和超固结土的排水强度、变形、孔隙水压力和静止侧压力系数等主要力学性质,并对其进行了比较.
关键词 正常固结土 超固结土 变形 孔隙水压力 静止侧压力系数 强度特性
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重塑黄土强度试验研究 被引量:11
6
作者 张文毅 党进谦 +1 位作者 朱彭涛 赵璐 《水电能源科学》 北大核心 2011年第5期53-55,174,共4页
为探讨重塑黄土强度特性,通过直剪固结快剪试验分析了重塑正常固结土样在不同含水率和干密度下的强度特性,并通过卸载、直剪快剪试验探讨了含水率与超固结比对超固结土强度的影响。结果表明,含水率与超固结比为影响重塑超固结黄土抗剪... 为探讨重塑黄土强度特性,通过直剪固结快剪试验分析了重塑正常固结土样在不同含水率和干密度下的强度特性,并通过卸载、直剪快剪试验探讨了含水率与超固结比对超固结土强度的影响。结果表明,含水率与超固结比为影响重塑超固结黄土抗剪强度的重要因素,严格控制黄土相关指标是确保工程稳定的基础。 展开更多
关键词 重塑黄土 抗剪强度 正常固结土 超固结土
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地基土的超固结特性对浅层平板载荷试验的影响 被引量:10
7
作者 汪智慧 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2017年第2期225-229,共5页
针对载荷板的形状、尺寸对超固结土浅层平板载荷试验的影响,分别采用不同形状、尺寸的载荷板,对坑底粗颗粒土进行浅层平板载荷试验.结果表明:荷载-沉降曲线在接近先期固结压力时出现一个平缓段;圆形载荷板的直径与方形载荷板的宽度相同... 针对载荷板的形状、尺寸对超固结土浅层平板载荷试验的影响,分别采用不同形状、尺寸的载荷板,对坑底粗颗粒土进行浅层平板载荷试验.结果表明:荷载-沉降曲线在接近先期固结压力时出现一个平缓段;圆形载荷板的直径与方形载荷板的宽度相同时,圆形载荷板所测得的地基承载力特征值较大;随着载荷板尺寸的增大,地基承载力特征值逐步增大,并趋于收敛;与直径为0.1~0.3 m载荷板的试验结果相比,直径为0.6~0.8 m载荷板的试验结果稳定性较好. 展开更多
关键词 浅层平板载荷试验 粗颗粒土 超固结土 荷载-沉降曲线 载荷板形状 载荷板尺寸 地基承载力特征值 变形模量
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考虑初始固结状态影响的软基固结计算方法研究 被引量:8
8
作者 高俊 党发宁 +2 位作者 丁九龙 杨超 张乐 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期3189-3196,共8页
按Terzaghi一维固结理论计算的软基固结过程与实测值存在较大误差,其部分原因是该理论假定固结系数为常数,忽略了初始固结状态和固结过程对渗透系数的影响。根据达西渗透系数公式和柯森–卡门渗透系数公式以及3种固结状态土的e-lgσ关系... 按Terzaghi一维固结理论计算的软基固结过程与实测值存在较大误差,其部分原因是该理论假定固结系数为常数,忽略了初始固结状态和固结过程对渗透系数的影响。根据达西渗透系数公式和柯森–卡门渗透系数公式以及3种固结状态土的e-lgσ关系,推导同时考虑初始固结状态和固结过程中应力状态影响的软基堆载预压过程中的渗透系数预测公式;利用室内固结–渗透试验和已有研究探究预测公式的适用性和可靠性;将预测公式代入固结系数表达式,进而获得考虑初始固结状态和固结过程中应力状态影响的修正的Terzaghi一维固结方程;借助工程应用分析探讨了修正的Terzaghi一维固结方程的合理性。研究发现,预测公式能够快捷准确地预估软基堆载预压过程中的渗透系数变化过程;当上覆荷载较小时,修正的Terzaghi一维固结方程与原方程的计算结果相近;但当上覆荷载较大时,固结过程对土体孔隙比和渗透系数的影响较大,修正后的Terzaghi一维固结方程计算的固结度明显滞后于修正前的计算结果,更符合工程实际。旨在为不同初始固结状态的软基提供一种较为准确的固结计算方法。 展开更多
关键词 土力学 正常固结土 超固结土 欠固结土 渗透系数 固结计算方法
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超固结土变形和稳定的折减吸力算法 被引量:9
9
作者 沈珠江 孙大伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期105-109,共5页
为了避免吸力量测的困难,提出了用折减吸力代替真实吸力进行增湿时超固结土的变形和稳定分析,并根据变形等效原则建议了确定折减吸力的具体方法。
关键词 超固结土 变形稳定分析 吸力
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沧州地区土层固结特征与地面沉降临界水位研究 被引量:5
10
作者 王云龙 陈晔 +4 位作者 郭海朋 孟静 王海刚 臧西胜 朱菊艳 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期185-192,共8页
沧州市长期以来面临严重的地面沉降问题,在控制沉降发展的前提下,为合理利用地下水资源,需要确立开采水位埋深警戒线。针对地面沉降综合防治如何确定临界水位这一科学问题,以沧州3个典型沉降区土样为研究对象,分析了地层固结特征,通过... 沧州市长期以来面临严重的地面沉降问题,在控制沉降发展的前提下,为合理利用地下水资源,需要确立开采水位埋深警戒线。针对地面沉降综合防治如何确定临界水位这一科学问题,以沧州3个典型沉降区土样为研究对象,分析了地层固结特征,通过关联地层厚度的方式改进了以先期固结压力求解临界水位的方法,结合多年来地面沉降与地下水水位监测数据,对沧州市临界水位进行了综合定量评估。研究表明:沧州地区0~150 m以内多为正常固结或欠固结土,150 m以下普遍为超固结土,非弹性释水变形是影响该地区地面沉降速率变化的重要因素。运用改进后的方法计算出沧州市区、肃宁县及东光县的临界水位埋深分别为66.8,67.5,67.8 m。综合分析沧州市区累计地面沉降与地下水水位变化资料,得出两者之间的指数函数关系,并以沉降速率为指标,求得65~70 m为沧州市区临界水位区间范围。在验证了两种方法计算结果一致性的基础上,最终将65 m作为沧州市区采取地面沉降防控措施的参考临界水位,为地方政府制定合理的地下水开采方案提供可靠依据。 展开更多
关键词 沧州 地面沉降 临界水位 超固结土 形变机理
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超固结土的一维固结理论及其试验研究 被引量:5
11
作者 梁仕华 齐添 +1 位作者 谢康和 王坤 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期268-273,共6页
基于超固结饱和土固结理论,针对变荷载、自重应力分布等条件下提出了相应的一维超固结土问题的控制方程,总结出六个超固结土的一维线性固结计算参数,并采用半解析法编制了求解该问题的Fortran计算程序。利用GDS高级固结仪对萧山黏土进... 基于超固结饱和土固结理论,针对变荷载、自重应力分布等条件下提出了相应的一维超固结土问题的控制方程,总结出六个超固结土的一维线性固结计算参数,并采用半解析法编制了求解该问题的Fortran计算程序。利用GDS高级固结仪对萧山黏土进行超固结土的一维固结渗透联合试验以及一维固结压缩试验,将测定的一维超固结土计算参数引入理论程序中,分别对比了位移、平均固结度、底部孔压这三者随时间变化的理论和试验曲线。结果表明:超固结土的一维线性固结理论比正常固结土的一维线性固结理论更接近试验结果,验证了超固结土的固结理论,表明了考虑土体应力历史对固结计算的重要性。 展开更多
关键词 超固结土 一维固结 GDS高级固结仪 固结计算参数 试验曲线
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统一硬化模型在FLAC3D中的开发及实现 被引量:6
12
作者 姚仰平 胡贺祥 侯伟 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2011年第9期1-7,62,共8页
统一硬化模型(UH模型)能够描述超固结土的硬化、软化、剪胀和剪缩等应力-应变特性以及应力历史对土的影响。基于增量弹-塑性模型的基本假设,根据一元二次方程的解法,推导出塑性因子的表达式,由变换应力公式推得变换应力增量与真实应力... 统一硬化模型(UH模型)能够描述超固结土的硬化、软化、剪胀和剪缩等应力-应变特性以及应力历史对土的影响。基于增量弹-塑性模型的基本假设,根据一元二次方程的解法,推导出塑性因子的表达式,由变换应力公式推得变换应力增量与真实应力增量的关系,进而得到UH模型在FLAC3D中的计算格式。基于FLAC3D软件提供的二次开发平台UDM,利用Visual C++编译得到动态链接库文件(.DLL),实现了自定义UH本构模型的开发。通过在不同应力路径下数值解与理论解的对比,验证了UH模型的FLAC3D计算格式的正确性。通过与FLAC3D内置的修正剑桥模型对比,清晰地反映出UH模型在反映土体剪胀、软化、加卸载等方面的优越性。最后,对FLAC3D中非关联流动法则模型的优点进行了讨论。 展开更多
关键词 UH模型 FLAC3D 二次开发 超固结土 非关联性
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超固结土的一维固结计算参数及其测定 被引量:5
13
作者 陈国红 齐添 +1 位作者 谢康和 李西斌 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期614-618,共5页
基于超固结饱和土固结理论,针对变荷载、自重应力分布等条件下提出了相应的一维超固结土问题的控制方程,总结出六个超固结土的一维线性固结计算参数。鉴于国内通用的固结渗透试验设备的种种弊端,提出利用GDS高级固结仪对萧山黏土进行一... 基于超固结饱和土固结理论,针对变荷载、自重应力分布等条件下提出了相应的一维超固结土问题的控制方程,总结出六个超固结土的一维线性固结计算参数。鉴于国内通用的固结渗透试验设备的种种弊端,提出利用GDS高级固结仪对萧山黏土进行一维固结和渗透联合试验,根据对试验数据的整理分析,确定了基于GDS高级固结仪系统的超固结土的一维固结计算参数,为验证超固结土理论奠定基础。 展开更多
关键词 超固结土 一维固结 GDS高级固结仪 固结计算参数
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状态变量相关三维饱和黏土结构性本构模型 被引量:4
14
作者 万征 孟达 +1 位作者 宋琛琛 赵晓光 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期817-828,共12页
针对天然结构性饱和黏土具有大孔隙、强度高,具有一定胶结性的特点,将原有超固结土UH模型扩展为状态变量相关三维结构性模型。将p-q空间中屈服面左侧端点向原点左侧平移,使之能够考虑一定程度拉伸的胶结特性,并提出胶结性强度参数的演... 针对天然结构性饱和黏土具有大孔隙、强度高,具有一定胶结性的特点,将原有超固结土UH模型扩展为状态变量相关三维结构性模型。将p-q空间中屈服面左侧端点向原点左侧平移,使之能够考虑一定程度拉伸的胶结特性,并提出胶结性强度参数的演化规律方程。通过引入状态参量χ来修正屈服面方程,并给出状态参量的表达式,使得剪胀方程能够描述体变剪缩到剪胀的变相应力比强度特性。提出结构性应力比参量R^*的概念,并使之来修正统一硬化参量。基于t准则的变换应力方法,使该模型的应力表示一般化,使一般化后的模型能够描述真三轴的应力–应变关系。试验与预测对比结果表明,所提的三维结构性本构模型具有较强的适用性以及应用性。 展开更多
关键词 土力学 结构性饱和黏土 超固结土 状态变量 剪胀 本构模型
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土的抗剪真强度探索 被引量:3
15
作者 蔡建 蔡继锋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期934-939,共6页
为了研究土的含水率不变时土的抗剪强度与有效应力的关系,根据土的卸载抗剪强度的计算方法,结合超固结土与正常固结土的应力关系,分析了加载和卸载过程中土的抗剪强度的变化规律,然后从理论上分析出伏斯列夫在试验的基础上提出真强度理... 为了研究土的含水率不变时土的抗剪强度与有效应力的关系,根据土的卸载抗剪强度的计算方法,结合超固结土与正常固结土的应力关系,分析了加载和卸载过程中土的抗剪强度的变化规律,然后从理论上分析出伏斯列夫在试验的基础上提出真强度理论的两个真强度参数的计算公式。经过推导得出了伏斯列夫土的抗剪真强度线的理论解。最后通过求极限和求导数的方法由伏斯列夫超固结土真强度理论得到真正意义上同一结构的超固结土、正常固结土、欠固结土的抗剪真强度的计算公式。 展开更多
关键词 抗剪真强度 卸载抗剪强度 超固结土 正常固结土
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统一硬化模型与下加载面模型的理论关系 被引量:3
16
作者 何冠 姚仰平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期11-22,共12页
Hashiguchi下加载面本构模型是国际上具有较大影响力的超固结土本构模型之一。因此,选取该模型进行理论和构建方法分析,并与UH模型进行对比。对比结果表明,Hashiguchi下加载面模型通过定义单一的数学公式来拟合超固结土内变量的变化规律... Hashiguchi下加载面本构模型是国际上具有较大影响力的超固结土本构模型之一。因此,选取该模型进行理论和构建方法分析,并与UH模型进行对比。对比结果表明,Hashiguchi下加载面模型通过定义单一的数学公式来拟合超固结土内变量的变化规律,从而得到了超固结土应力-应变关系的公式;而统一硬化(unifiedhardening,简称UH)模型掌握了超固结土体的强度特性,因而能够更准确、合理地描述超固结土的应力-应变关系。相较于Hashiguchi下加载面本构模型,UH模型在理论上更为先进。同时,两个模型的试验预测与试验数据的对比也验证了UH模型在数值计算上的正确性与优越性。 展开更多
关键词 超固结土 本构模型 下加载面 UH模型 理论对比
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超固结地层条件下深基坑围护结构与降水设计 被引量:3
17
作者 王敦显 王孟 《隧道与地下工程灾害防治》 2019年第4期97-102,共6页
结合徐州轨道交通2号线某车站深基坑工程,采用FRWS软件计算超固结地层条件下基坑围护结构内力、桩顶位移及抗倾覆稳定性等参数,确定适用于超固结地层条件的车站基坑咬合桩+内支撑支护形式。研究超固结地层条件下的围护结构在降水过程中... 结合徐州轨道交通2号线某车站深基坑工程,采用FRWS软件计算超固结地层条件下基坑围护结构内力、桩顶位移及抗倾覆稳定性等参数,确定适用于超固结地层条件的车站基坑咬合桩+内支撑支护形式。研究超固结地层条件下的围护结构在降水过程中沉降以及对周边地表的影响,通过对桩顶位移、地表沉降、坑内水位的施工监测,标准段处围护结构最大水平变形14.60 mm,标准段处地表沉降21.00 mm,满足规范设计要求。形成了通过咬合桩插入超固结地层截断含水层,在坑内布置降水疏干井控制固结沉降的联合设计方法,为类似工程提供了设计参考。 展开更多
关键词 超固结地层 车站基坑 围护结构 疏干降压 效果监测
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超固结土中排水圆孔扩张弹塑性UH解 被引量:2
18
作者 武孝天 徐永福 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1903-1913,共11页
目前超固结土中圆孔扩张排水解无法合理考虑超固结土的应力–应变关系和三维强度效应,因而其解答与实际情况存在一定偏差。现有研究表明三维统一硬化(UH)本构模型可以合理描述超固结土的力学特性,基于该模型推导了超固结土中柱孔和球孔... 目前超固结土中圆孔扩张排水解无法合理考虑超固结土的应力–应变关系和三维强度效应,因而其解答与实际情况存在一定偏差。现有研究表明三维统一硬化(UH)本构模型可以合理描述超固结土的力学特性,基于该模型推导了超固结土中柱孔和球孔扩张的排水半解析解。为得出该问题的精确解答,通过引入辅助变量并联合UH模型、应力转换法和大应变理论等,将弹塑性圆孔扩张问题归结为非线性微分方程组的初值问题。解答中孔周无弹性区,所需的岩土参数与剑桥模型相同。通过与基于修正剑桥模型的解答相对比,详细研究了圆孔扩张过程中孔周超固结土应力场和体积的变化规律。结果表明,预测结果合理模拟了超固结土的剪缩和剪胀、峰值强度、超固结比和潜在强度的衰化以及三维强度效应等特性,因此可以广泛应用于超固结土地区的扩孔工程分析。 展开更多
关键词 柱(球)孔扩张 超固结土 UH模型 三维强度 排水
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上海地区土体静止侧压力系数的试验研究
19
作者 胡立明 《城市道桥与防洪》 2021年第5期261-264,293,M0023,M0024,共7页
静止侧压力系数K0是进行地下结构设计时必不可少的参数,准确确定K0系数具有重要的工程意义。依托上海深隧工程,采用三轴仪开展K0固结试验,研究不同加、卸载路径下土体K0系数的变化规律,分析了几种常见的静止侧压力系数确定方法的适用性... 静止侧压力系数K0是进行地下结构设计时必不可少的参数,准确确定K0系数具有重要的工程意义。依托上海深隧工程,采用三轴仪开展K0固结试验,研究不同加、卸载路径下土体K0系数的变化规律,分析了几种常见的静止侧压力系数确定方法的适用性,并根据试验结果得到了新的预测公式。结果表明:(1)深部黏性土的K0值在0.30~0.45之间,且与土层的先期固结压力成正比;(2)在取土引起的应力释放到再加载的过程中,部分试样的K0值先减小至低于正常固结值,再增大并逐渐稳定;(3)采用经验公式估算K0值时,土体内摩擦角宜采用正常固结时的有效峰值内摩擦角。 展开更多
关键词 静止侧压力系数 K0固结试验 正常固结土 超固结土 先期固结压力
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地下水开采量的合理设计探讨 被引量:1
20
作者 施凤英 王宇辉 《山东冶金》 CAS 2005年第6期48-49,共2页
介绍了城市地面沉降产生的原因,指出过量开采地下水是导致地面沉降的最主要因素,合理地设计开采量是控制地面沉降的主要手段。为此,提出了用超固结土的前期固结压力作为控制地下水开采量的计算方法。
关键词 地面沉降 地下水开采 超固结土 前期固结压力
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