非均质地基中平面应变隧道开挖面稳定上限分析 被引量：26

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作者 宋春霞 黄茂松 吕玺琳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2645-2650,2662,共7页

非均质是软黏土地基中比较普遍的现象,而目前隧道开挖面稳定研究中比较成熟的理论主要是针对均质土体。因此,从塑性极限分析上限法的基本原理出发,采用平面应变隧道刚体平动破坏模式(多块体上限法),考虑软黏土地基的非均质性,推导了平... 非均质是软黏土地基中比较普遍的现象,而目前隧道开挖面稳定研究中比较成熟的理论主要是针对均质土体。因此,从塑性极限分析上限法的基本原理出发,采用平面应变隧道刚体平动破坏模式(多块体上限法),考虑软黏土地基的非均质性,推导了平面应变隧道极限支护压力关于隧道埋深、土体重度及土体强度的上限公式。通过与其他方法的比较分析,证明了极限分析方法在隧道开挖面稳定性方面的可行性;利用该方法的计算结果详细探讨了隧道开挖面稳定的影响因素;而且由计算结果可知,地基土的非均质性在影响隧道开挖面极限支护压力的同时,也影响着隧道开挖破坏面的位置和形状,为工程实践提供重要的理论依据。 展开更多

关键词 平面应变隧道 开挖面稳定 上限极限分析 非均质黏土

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非均质黏土地层隧道开挖面稳定运动单元上限有限元分析 被引量：17

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作者 杨峰 何诗华 +3 位作者 吴遥杰 计丽艳 罗静静 阳军生 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1412-1419,1436,共9页

将刚体平动运动单元上限有限元方法(UBFEM-RTME)与程序作进一步改进,使之适应分析非均质黏土地层稳定性问题。应用该程序系统分析了地表超载作用下非均质黏土地层隧道开挖面稳定性,获得了隧道埋深比C/D、土体重度参数γD/cu0、土体强度... 将刚体平动运动单元上限有限元方法(UBFEM-RTME)与程序作进一步改进,使之适应分析非均质黏土地层稳定性问题。应用该程序系统分析了地表超载作用下非均质黏土地层隧道开挖面稳定性,获得了隧道埋深比C/D、土体重度参数γD/cu0、土体强度非均质参数ρD/cu0等因素综合影响下开挖面失稳临界荷载上限解σs/cu0图表和以有效间断线网表征的地层破坏模式及其演变规律。研究表明:隧道埋深比C/D和强度非均质参数ρD/cu0对临界荷载σs/cu0及地层破坏模式影响显著;土体重度参数γD/cu0对σs/cu0影响明显,但对破坏形态影响不大。进一步展示了不同有效间断线数目及分布等网格参数下地层破坏形态的差异,解释了上限解精度提高的原因,与多块体上限法及上下限有限元法对比表明,UBFEM-RTME适宜于非均质黏土地层隧道开挖稳定性评价研究,特别是极限状态破坏模式的分析。 展开更多

关键词 隧道开挖面稳定 非均质黏土 上限有限元 临界荷载 破坏机制

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饱和黏土中抗拔桩上限承载力分析及土塞效应 被引量：3

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作者 朱克文 俞剑 黄茂松 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1995-2004,2027,共11页

构造了抗拔桩上限分析机构,对饱和黏土中闭口桩与开口管桩抗拔承载力进行了上限计算,通过与弹塑性有限元、下限法及API方法进行对比说明了其合理性,并与实测资料对比验证了此方法的可靠性。研究了长径比、桩壁粗糙程度、土体强度非均匀... 构造了抗拔桩上限分析机构,对饱和黏土中闭口桩与开口管桩抗拔承载力进行了上限计算,通过与弹塑性有限元、下限法及API方法进行对比说明了其合理性,并与实测资料对比验证了此方法的可靠性。研究了长径比、桩壁粗糙程度、土体强度非均匀性和土塞高度对抗拔承载力的影响,拟合出了闭口桩的抗拔净承载力预测公式。主要结果表明:对于闭口桩,归一化的抗拔净承载系数和单桩长径比之间近似呈线性关系。对于开口管桩,开口管桩抗拔净承载力系数与闭口桩抗拔净承载力系数的比值随长径比的增大有增大的趋势;管桩抗拔净承载力系数随着土塞高度的增加而增加,土塞对管桩的抗拔承载力有不可忽略的影响。 展开更多

关键词 抗拔桩 极限分析法 非均质黏土 土塞

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基于块体剪流组合机构的黏土隧道三维开挖面稳定分析 被引量：4

4

作者 王鸿宇 黄茂松 唐震 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1376-1385,I0003,共11页

基于块体剪流组合机构研究了非均质黏土地层中隧道三维开挖面稳定性。指出了已有文献在推导简单剪流–转动机构过程中存在漏项并对稳定系数计算公式进行了改正。通过对块体机构与剪流机构的讨论,分别从上部刚性块体以及下部剪流区两个... 基于块体剪流组合机构研究了非均质黏土地层中隧道三维开挖面稳定性。指出了已有文献在推导简单剪流–转动机构过程中存在漏项并对稳定系数计算公式进行了改正。通过对块体机构与剪流机构的讨论,分别从上部刚性块体以及下部剪流区两个方面揭示出现有解析机构上限解与离心模型试验结果及弹塑性有限元解差距较大的内在机理。在此基础上,进一步提出了平动块体非均匀剪流组合机构,显著改进了现有解析机构在隧道埋深比相对较大时的上限解,并详细讨论了当前常用工程验算方法的适用性。 展开更多

关键词 非均质黏土 隧道开挖面稳定 上限法 稳定系数

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非均质饱和黏土中平板锚基础的抗拉力 被引量：4

5

作者 刘嘉 董志良 郭伟玲 《水运工程》 北大核心 2008年第7期1-6,共6页

平板锚是新近出现的一种系泊深海浮式结构的基础形式。它兼具定位准确、施工时间短、对环境破坏小及经济性好等优点,随着海上油气开采逐步转向深海,已经引起国外海洋工程界的广泛关注。对大型有限元软件ABAQUS进行二次开发,研究圆形平... 平板锚是新近出现的一种系泊深海浮式结构的基础形式。它兼具定位准确、施工时间短、对环境破坏小及经济性好等优点,随着海上油气开采逐步转向深海,已经引起国外海洋工程界的广泛关注。对大型有限元软件ABAQUS进行二次开发,研究圆形平板锚在非均质饱和黏土海床地基中的抗拉力,均质黏土条件下所得极限抗拉力系数与现有成果一致。在此基础上进行大量变动参数分析,探讨海床地基不排水抗剪强度随深度线性增加对抗拉力的影响,得出一些规律性认识,以期为工程设计提供参考。 展开更多

关键词 抗拉力 非均质黏土 平板锚 有限元

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非均质黏土地基单桩基础水平极限承载力研究

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作者 高松林 安晨 +3 位作者 刘畅 齐博 王春波 马佳星 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期185-191,共7页

为减少海上风机长期受到风浪流等水平荷载的影响,利用ABAQUS软件建立非均质黏土单桩基础极限承载力有限元模型,利用温度作为虚拟变量以反映非均质黏性土抗剪强度随深度变化的关系,采用生死单元法进行地应力平衡,并比较有限元得到的水平... 为减少海上风机长期受到风浪流等水平荷载的影响,利用ABAQUS软件建立非均质黏土单桩基础极限承载力有限元模型,利用温度作为虚拟变量以反映非均质黏性土抗剪强度随深度变化的关系,采用生死单元法进行地应力平衡,并比较有限元得到的水平荷载下单桩基础承载力变化结果与离心机试验结果,以验证其准确性。结合刚性桩与刚柔性桩水平极限荷载下土体失效模式,分析不同长径比、土体弹性模量系数、桩土摩擦因数等参数对单桩基础水平极限承载力影响。结果表明:桩体预埋深度增加后,桩体从刚性桩向刚柔性桩转变,土体破坏模式从楔形、旋转破坏转变为楔形、满流和旋转破坏。土体弹性模量系数对单桩基础水平极限承载力影响较小,长径比和桩土摩擦系数对单桩基础水平极限承载力有较大影响。 展开更多

关键词 非均质黏土 单桩基础 水平极限承载力 海上风机 有限元模型

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浅析非均质黏土含水层对徐州地铁工程的影响

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作者 吴家铭 于亚欢 +1 位作者 赵梦宁 甘雨 《工程与建设》 2018年第3期367-370,共4页

传统观念中,黏土的富水性及渗透性差,被视为弱透水层或者隔水层处理。然而在工程实践中,特别是第四系Q3成因的黏土层中,往往夹有砂姜而成为非均质黏土地层,其富水性及渗透性与均质黏土层差异较大。如果在勘察过程中,误判非均质黏土层的... 传统观念中,黏土的富水性及渗透性差,被视为弱透水层或者隔水层处理。然而在工程实践中,特别是第四系Q3成因的黏土层中,往往夹有砂姜而成为非均质黏土地层,其富水性及渗透性与均质黏土层差异较大。如果在勘察过程中,误判非均质黏土层的地下水富水性和渗透性,将会对工程造成质量、安全、经济上的重大影响。本文采用抽水试验的方法确定徐州地铁2号线新台子河站黏土夹砂姜层的现场渗透系数,估算其涌水量,为地铁工程的设计及施工,提供准确合理的水文地质参数。 展开更多

关键词 非均质黏土 黏土夹砂姜 渗透系数 涌水量

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K0固结黏土基坑抗隆起稳定性上限分析 被引量：43

8

作者 黄茂松 宋晓宇 秦会来 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期250-255,共6页

软黏土中深基坑开挖支护系统设计一般由不排水稳定控制。考虑基坑开挖引起土体应力主轴旋转和土体不排水抗剪强度的各向异性,首先基于所提出的各向异性本构模型推导了三轴条件下软黏土的不排水强度公式并结合Casagrande和Carillo推荐的... 软黏土中深基坑开挖支护系统设计一般由不排水稳定控制。考虑基坑开挖引起土体应力主轴旋转和土体不排水抗剪强度的各向异性,首先基于所提出的各向异性本构模型推导了三轴条件下软黏土的不排水强度公式并结合Casagrande和Carillo推荐的能考虑土体应力主轴旋转的软黏土强度公式,提出一种适合于基坑开挖抗隆起稳定分析的K0正常固结软黏土的不排水各向异性抗剪强度。假定Prandtl的土体滑移破坏形式,运用塑性极限分析上限定理推导非均质土层中深基坑开挖的抗隆起稳定公式。研究了基坑开挖土体强度各向异性比、挡墙入土深度、坑底硬土层对抗隆起安全系数的影响。并与基于MIT-E3模型的有限元计算结果及其它文献中的算例进行验证,说明该方法的适用性。 展开更多

关键词 强度各向异性 极限分析 非均质软黏土 基坑开挖 稳定性

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基于上限法的K_0固结黏土基坑抗隆起稳定分析 被引量：20

9

作者 黄茂松 余生兵 秦会来 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期101-108,共8页

软黏土基坑抗隆起稳定一般以不排水强度控制。考虑挡墙入土深度、挡墙与土体之间的摩擦和土体非均质各向异性,首先根据严格的塑性极限分析上限定理假设挡墙完全光滑或完全粗糙,并运用考虑软黏土K0正常固结和基坑开挖引起土体应力主轴旋... 软黏土基坑抗隆起稳定一般以不排水强度控制。考虑挡墙入土深度、挡墙与土体之间的摩擦和土体非均质各向异性,首先根据严格的塑性极限分析上限定理假设挡墙完全光滑或完全粗糙,并运用考虑软黏土K0正常固结和基坑开挖引起土体应力主轴旋转的不排水各向异性强度公式,推导基于Terzaghi机构和Prandtl机构的基坑抗隆起稳定上限解。将在各向同性情况下推导所得稳定系数计算公式与同样基于上限法的Chang(2000)和黄茂松等(2008)以及基于极限平衡法的Terzaghi(1943)稳定系数计算公式进行对比。研究挡墙入土深度、土体强度各向异性和非均质等因素对基坑抗隆起稳定性的影响,同时与多块体上限法的计算结果进行比较分析,验证本文推导方法的适用性。 展开更多

关键词 各向异性 非均质软黏土 极限分析 基坑抗隆起

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考虑土体强度不均匀性时宽窄基坑坑底隆起稳定研究 被引量：9

10

作者 郑刚 俞丹瑶 +2 位作者 程雪松 潘军 王若展 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期1-4,共4页

在基坑坑底隆起稳定性分析中,准确的破坏模式及滑动面是确定安全系数的基础。然而,基坑坑底隆起破坏模式种类繁多且形式各异。传统的经典基坑坑底隆起稳定分析以及规范分析方法在破坏模式及滑动面的选取上均存在差异和局限性。基于不连... 在基坑坑底隆起稳定性分析中,准确的破坏模式及滑动面是确定安全系数的基础。然而,基坑坑底隆起破坏模式种类繁多且形式各异。传统的经典基坑坑底隆起稳定分析以及规范分析方法在破坏模式及滑动面的选取上均存在差异和局限性。基于不连续布局优化法,首先研究了土体强度不均匀性对不同宽度基坑坑底隆起稳定性的影响。结果表明,软土层厚度较大且土体强度沿深度逐渐增长时,宽基坑坑底隆起滑动面并不覆盖整个坑底,即相当于软土层下部存在一硬土层,限制了滑动面向下延伸。进一步,分析了围护结构长度及抗弯强度对破坏模式及安全系数的影响,并提出以滑动面触碰围护结构来区分宽窄基坑。在宽基坑中,当围护结构嵌固深度较小时,失稳破坏滑动面并不通过桩底,此时应用绕最下道支撑的圆弧滑动模式时应适当修正滑动面半径。对于窄基坑,应用圆弧滑动模式时需修正坑内滑动面,以考虑窄基坑的空间效应对安全系数的提高作用。 展开更多

关键词 基坑 极限分析 非均质软黏土 滑动面 抗隆起稳定性

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基于可变组合机构的黏土基坑抗隆起稳定性上限分析 被引量：3

11

作者 唐震 黄茂松 袁聚云 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期180-183,共4页

基于固定机构的上限法在分析基坑的抗隆起稳定性时,往往会得到偏大的不合理结果。根据上限定理,构造了黏土基坑抗隆起稳定性分析的可变组合机构,可变组合机构通过几何参数的优化得到最优的上限解及相应的破坏机构,并且考虑了强度非均质... 基于固定机构的上限法在分析基坑的抗隆起稳定性时,往往会得到偏大的不合理结果。根据上限定理,构造了黏土基坑抗隆起稳定性分析的可变组合机构,可变组合机构通过几何参数的优化得到最优的上限解及相应的破坏机构,并且考虑了强度非均质与各向异性的影响。算例分析表明,所提方法接近于多块体上限法和弹塑性有限元法的结果,并且和传统的固定机构相比具有较大的优越性。 展开更多

关键词 基坑抗隆起 上限法 破坏机构 各向异性 非均质软黏土

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非均质黏土隧道开挖环向稳定性的刚体平动有限元上限分析 被引量：1

12

作者 刘国良 黄飞衡 +1 位作者 罗静静 杨峰 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第12期2073-2082,共10页

非均质黏土隧道环向开挖面稳定性分析多限于圆形断面,而其他断面形状的破坏机制分析也很重要。为评价不同断面、埋深比、土体重度和抗剪强度沿深度线性增加的非均质强度等因素影响下黏土地层隧道环向开挖面稳定性,采用刚体平动运动单元... 非均质黏土隧道环向开挖面稳定性分析多限于圆形断面,而其他断面形状的破坏机制分析也很重要。为评价不同断面、埋深比、土体重度和抗剪强度沿深度线性增加的非均质强度等因素影响下黏土地层隧道环向开挖面稳定性,采用刚体平动运动单元上限有限元方法研究临界荷载比上限解和潜在破坏模式演化规律。结果表明:同等高度条件下,直墙马蹄形隧道破坏极限状态对应的临界荷载比的上限解稍小于圆形隧道,椭圆形隧道对应的上限解随跨度增加而减小;隧道破坏时的临界荷载比与土体非均质强度正相关而与土体重度负相关,其随埋深变化趋势受非均质强度和重度共同影响。运动单元上限有限元方法获得的非均质黏土地层隧道滑移线网破坏模式揭示,断面形状和埋深直接影响破坏范围,而其他因素的影响并不显著。临界荷载比的上限解与已有的离心机试验结果吻合较好,说明运动单元上限法及上限解拟合公式可作为非均质黏土地层隧道环向开挖面稳定性评价的有力手段及参考依据。 展开更多

关键词 隧道 非均质性黏土 断面形式 环向开挖面稳定性 破坏形态 上限有限元法

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