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题名循环荷载作用下分数阶饱和黏土地基的动力固结分析
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作者
王立安
余云燕
任新
陈辉
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机构
兰州交通大学铁道技术学院
兰州交通大学土木工程学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期2279-2289,共11页
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基金
甘肃省自然科学基金(No.22JR11RA155)
兰州交通大学青年科学基金(No.1200061136)。
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文摘
在Biot固结理论框架下,利用分数阶Kelvin模型描述土骨架流变效应,考虑孔压消散和土骨架流变的耦合作用。通过建立周期性循环荷载的时空域解析函数,在柱坐标系下构建半空间饱和黏土地基的三维轴对称动力固结控制方程。采用Hankel-Laplace联合变换及张量运算推导控制方程在变换域的解析解,然后利用数值反演得出物理场的时空域解。通过算例分析,对循环荷载作用下饱和黏土地基的动力固结特性开展研究。结果表明,饱和黏土在主固结阶段的沉降速率较慢,而次固结阶段的沉降速率加快;循环荷载作用下,土骨架流变性越强,土体的累积沉降发展越快,土体位移波动幅值随黏性阶数的增大而减小,而且黏性阶数越大位移滞后性越明显;土骨架流变性导致孔压响应滞后于有效应力,孔压与有效应力的螺旋曲线发生水平移动;在循环荷载的卸载阶段,正应力随外荷载的减小而减小,但切应力随之增大,土体因发生剪胀现象而产生负孔压。
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关键词
分数阶Kelvin模型
饱和黏土地基
动力固结
循环荷载
hankel-laplace变换
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Keywords
fractional Kelvin model
saturated clay foundation
dynamic consolidation
cyclic load
hankel-laplace transformation
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分类号
TU470
[建筑科学—结构工程]
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