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牡蛎壳粉改良膨胀土的工程特性及微观机理研究 被引量：5
1
作者 黄震 边林林 +2 位作者 刘莹 周维政 马少坤 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1729-1739,共11页
为探究固体废弃物牡蛎壳粉对膨胀土工程特性的改良效果,以广西宁明膨胀土为研究对象,对牡蛎壳粉掺量分别为0%,3%,6%,9%和12%的膨胀土开展一系列胀缩特性试验以及干湿循环条件下的直剪试验,并通过SEM试验分析了改良前后膨胀土的微观结构... 为探究固体废弃物牡蛎壳粉对膨胀土工程特性的改良效果,以广西宁明膨胀土为研究对象,对牡蛎壳粉掺量分别为0%,3%,6%,9%和12%的膨胀土开展一系列胀缩特性试验以及干湿循环条件下的直剪试验,并通过SEM试验分析了改良前后膨胀土的微观结构特征。试验结果表明:牡蛎壳粉可有效降低土体的胀缩性,提高土体的黏聚力。土体的自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率、膨胀力、线缩率等随牡蛎壳粉掺量增加而降低,在牡蛎壳粉掺量为9%时有稳定趋势。牡蛎壳粉掺量为9%时,土体黏聚力达到峰值;所有掺量土体的黏聚力均随干湿循环次数增加而降低,均在干湿循环4次时趋于稳定,且掺牡蛎壳粉土体黏聚力的降低幅度要低于未掺量土体;经历6次干湿循环后,牡蛎壳粉掺量为9%土体的黏聚力相对于未掺量土体增加了42.38%。土体内摩擦角的变化规律性不明显,但整体上掺牡蛎壳粉土体的内摩擦角大于未掺量土体。微观结果显示掺入牡蛎壳粉增强了土体的稳定性,减缓了膨胀土在经历干湿循环后裂隙、孔隙的发育。牡蛎壳粉对膨胀土胀缩特性、强度特性等具有一定的改性效果。研究结果为实现牡蛎壳粉改良膨胀土提供理论基础数据。 展开更多
关键词 膨胀土 牡蛎壳粉 胀缩特性 抗剪强度 微观结构
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高温-水冷后不同损伤度花岗岩双轴力学性能及声学特性试验研究
2
作者 罗丹旎 胡支凯 +2 位作者 石毅 卿龙邦 苏国韶 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1680-1695,共16页
地下工程岩石遭遇高温-水冷后会产生不同程度的损伤,其力学特性关系着工程的安全稳定,其声学特性关系着岩石内部破坏的分析与预测预警,有关研究具有重要科学价值与工程意义。对高温-水冷后不同损伤度花岗岩,利用真三轴试验系统开展双轴... 地下工程岩石遭遇高温-水冷后会产生不同程度的损伤,其力学特性关系着工程的安全稳定,其声学特性关系着岩石内部破坏的分析与预测预警,有关研究具有重要科学价值与工程意义。对高温-水冷后不同损伤度花岗岩,利用真三轴试验系统开展双轴压缩试验,采用声发射(AE)和微震(MS)系统监测岩石的破坏过程,分析不同损伤度花岗岩的双轴力学强度和变形、声信号演化特征和前兆信息等,讨论岩石初始损伤对其破裂类型的影响,对比微震和声发射信号的时频域特征。结果表明:(1)花岗岩的初始损伤度D越高,岩石的双轴强度和弹性模量越低,当D>0.4后二者降幅比D<0.4时显著增大。同时,岩样破坏由脆性向延性转变,内部破裂从张拉型为主向剪切型为主转变。(2)随着岩石损伤度D的增加,岩样的AE累积绝对能量大幅降低。声信号参数演化特征在岩石D>0.4和D<0.4时表现出明显差异。相较低损伤度岩样,高损伤度岩样的AE撞击、MS幅值演化曲线突增时间会提前,高幅值信号会增多,信号活跃期的持续时间也会变长。(3)基于AE和MS信号可分析获得岩石破坏的一些前兆信息以及岩石初始损伤度的有关判据。例如,MS分形维数在峰值荷载后出现明显的剧烈突增-突降现象可作为不同损伤度岩石失稳破坏的前兆信息,MS或AE b值突降至1以下可作为低损伤度岩石失稳破坏的前兆信息。声发射b值在塑性阶段数值降至1以下的现象多次出现,以及MS分形维数峰值荷载前出现明显的大幅突增-突降波动,可作为岩石初始损伤度较高的判定依据。有关研究成果可为地下工程中围岩稳定性的分析和岩石性状的评估提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 损伤 双轴压缩 声发射 微震
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高速重载人字齿轮传动非线性动力学分析 被引量：2
3
作者 莫帅 曾彦钧 +1 位作者 王震 张伟 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2381-2392,共12页
人字齿轮承载能力强,重合度大,可靠性高,多于高速、重载工况下使用.探究高速重载人字齿轮传动系统非线性动力学特性,可为其设计提供参考.首先,计算齿轮副时变啮合刚度;引入齿侧间隙、间隙非线性函数和综合传动误差,计算时变啮合力;引入... 人字齿轮承载能力强,重合度大,可靠性高,多于高速、重载工况下使用.探究高速重载人字齿轮传动系统非线性动力学特性,可为其设计提供参考.首先,计算齿轮副时变啮合刚度;引入齿侧间隙、间隙非线性函数和综合传动误差,计算时变啮合力;引入轴承游隙,计算轴承受力.随后,建立高速重载人字齿轮传动系统非线性动力学方程,使用4阶Runge-Kutta法对方程求解.最后,探究不同因素对系统动态响应影响.保持系统其他参数不变,分别改变输入转矩、啮合阻尼、齿侧间隙、啮合刚度及激励频率,绘制系统时间−位移图像、时间−速度图像、空间相图、空间频谱图及分岔图,观察系统非线性动力学响应变化趋势,判别系统运动状态.结果表明:在一定范围内,系统稳定性与啮合阻尼、啮合刚度呈正相关关系,与齿侧间隙、输入转矩呈负相关关系;逐渐增大外部激励频率时,系统运动从单周期运动逐渐变为混沌运动,随后又回归单周期运动.为保证系统平稳运行,应合理选取外部激励频率. 展开更多
关键词 非线性动力学 时变啮合刚度 混沌与分岔 人字齿轮
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双参数层状地基中水平动荷载和扭转振动组合作用下受荷桩受力变形分析
4
作者 江杰 陈丽君 +2 位作者 柴文成 艾永林 欧孝夺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期961-972,共12页
为了更准确地分析桩顶在承受水平动荷载H(t)和扭转振动T(t)组合荷载作用下的受力变形特性,基于Pasternak模型,考虑多向荷载间的相互作用,建立层状地基中H(t)-T(t)受荷桩简化分析模型。利用有限杆单元法推导出桩身内力位移数值解,并与已... 为了更准确地分析桩顶在承受水平动荷载H(t)和扭转振动T(t)组合荷载作用下的受力变形特性,基于Pasternak模型,考虑多向荷载间的相互作用,建立层状地基中H(t)-T(t)受荷桩简化分析模型。利用有限杆单元法推导出桩身内力位移数值解,并与已有相关理论解、模型试验和有限元模拟结果进行对比验证。参数分析表明:(1)与Winkler模型计算结果相比,考虑土体剪切效应后,桩顶水平位移和桩身最大弯矩分别减小了11.8%和10.5%。(2)增大外荷载无量纲频率可减小桩身水平位移和弯矩,但同时会减小H(t)-T(t)耦合刚度。(3)在层状地基中,表层土对桩身内力位移的影响最大,且存在临界影响深度,表层硬土的临界影响厚度是表层软土临界影响厚度的3.5~6.5倍。(4)采用杆单元模型可减少单元划分数量和计算时间,有效提高计算效率。 展开更多
关键词 桩基 Pasternak模型 多向荷载 层状地基 有限杆单元法
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盾构掘进对浅基础建筑物的扰动及影响分区研究
5
作者 黄震 黄侦谦 +2 位作者 侯东祥 尤伟军 管世玉 《科技通报》 2024年第7期97-106,共10页
软土地层中地铁隧道盾构掘进对上方建筑物的扰动效应明显。本文以典型软土地层为背景,模拟不同空间位置盾构下穿浅基础建筑物的扰动效应,分析地表沉降变化规律,探究盾构下穿独立基础、筏板基础、箱型基础建筑物的内力及变形特征,并基于... 软土地层中地铁隧道盾构掘进对上方建筑物的扰动效应明显。本文以典型软土地层为背景,模拟不同空间位置盾构下穿浅基础建筑物的扰动效应,分析地表沉降变化规律,探究盾构下穿独立基础、筏板基础、箱型基础建筑物的内力及变形特征,并基于复合准则和强度折减法研究了软土地层盾构下穿建筑物的影响分区。研究结果表明:建筑物沉降随隧道埋深的增加先增加再减小,在隧道埋深(H)=12 m时达到最大值;隧道埋深增加会导致建筑物的水平倾斜变小,最大倾斜值出现在H=6 m处;可将隧道衬砌及围岩的安全系数比值曲线突变点作为强、弱影响分区的界限。研究结果可为软土区盾构掘进对浅基础建筑物的扰动分析及影响区的划分提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 浅基础 软土 影响分区 数值模拟
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Pasternak地基中H(t)-V受荷桩水平响应有限杆单元法分析
6
作者 江杰 艾永林 +3 位作者 柴文成 龚健 欧孝夺 邵云怡 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期99-110,共12页
为探讨桩顶水平动荷载H(t)与竖向荷载V联合作用下桩基的水平响应,基于Pasternak地基和Euler梁理论,建立了桩-土相互作用水平振动分析模型,采用改进的有限杆单元方法求解考虑P-Δ效应、土体剪切效应影响的综合刚度矩阵方程,结合桩土连续... 为探讨桩顶水平动荷载H(t)与竖向荷载V联合作用下桩基的水平响应,基于Pasternak地基和Euler梁理论,建立了桩-土相互作用水平振动分析模型,采用改进的有限杆单元方法求解考虑P-Δ效应、土体剪切效应影响的综合刚度矩阵方程,结合桩土连续边界条件得到桩身内力与位移解答.通过与已有解析解、有限元解和模型试验的结果比较,验证了计算方法的合理性.最后,对影响桩身内力与位移的主要因素进行分析.结果表明:1)传统Win⁃kler地基相较于Pasternak地基模型,忽略了地基土体的剪切效应,将夸大桩体结构的实际受力,使得计算得到的桩身水平位移和弯矩均大于Pasternak地基所得结果,且随着桩土弹模比Ep/Es的降低,两种地基模型计算的桩身最大水平位移和弯矩的差异性呈现出增强趋势;2)随着桩顶竖向荷载的增加,桩身水平位移和弯矩受P-Δ效应的影响显著.当桩顶竖向荷载特征参数λ由0增至2时,桩身最大水平位移和弯矩分别提高40.85%和78.57%;3)相较无限长桩(L>20d_(p)),有限长桩的水平位移和弯矩的动力响应受桩身长径比L/d_(p)影响更大;桩身最大水平位移和弯矩随着水平简谐荷载幅值H_(0)的增加而增大,随着无量纲频率a_(0)的增大而减小. 展开更多
关键词 水平动荷载 轴向荷载 有限单元法 PASTERNAK地基 动力响应
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