›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (6): 1573-1580.doi: 10.16285/j.rsm.2015.06.007

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

高能量冲击下淤泥土体能量传递规律试验研究

李彰明,罗智斌,林伟弟,赖建坤,王 茜   

  1. 广东工业大学 岩土工程研究所,广东 广州 510006
  • 收稿日期:2014-11-27 出版日期:2015-06-11 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:李彰明,男,1955年生,博士,教授,长期在第一线从事岩土力学及软基处理等方面研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 51178122)。

Experimental study of energy transfer in muck soil subjected to high-energy impact

LI Zhang-ming,LUO Zhi-bin,LIN Wei-di,LAI Jian-kun,WANG Xi   

  1. Institute of Geotechnical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510006, China
  • Received:2014-11-27 Online:2015-06-11 Published:2018-06-14

摘要: 以往动力排水固结室内模型试验,通常冲击能量低,软土物理力学响应激发不够,难以寻求与工程实践相符的能量传递规律。利用可提供高冲击能的多向高能高速电磁力冲击智能控制试验系统,对淤泥类超软土进行静动力排水固结模型试验,获得了高能量多遍冲击作用下竖向与表层水平向能量传递规律:(1)冲击荷载下浅层土中相应土压增量始终最大,但随着夯击遍数增加,其下土层土压增幅随之相对增大;而就土层压缩量而言,首遍夯击下浅层土最大,此后中层与深层之值均大于浅层土之值,且其比值随着夯击遍数增加而增大,表明了主要压缩区向下移动;(2)静动力排水固结法中,冲击能量初始主要作用于浅层,此后随着淤泥力学性质不断沿深度方向改善,能量逐渐向下传递以主要加固下层及深层土体;(3)夯击作用下土层表面同一位置处竖向质点振动速度最大,径向次之,环向最小,且在一定的距离处趋向同一稳定值;振动加速度亦呈现相同的变化规律;模型试验得到的振动主要影响范围与实际工程一致。

关键词: 模型试验, 高能量冲击, 淤泥, 能量传递

Abstract: Traditionally dynamic consolidation tests were performed under low-energy impact, which is not sufficient to trigger significant mechanical response of soft soil so that the laboratory tests cannot properly simulate the actual energy transfer process in the field. In this study, static and dynamic consolidation tests are performed on muck soil, using a self-developed multi-directional high-energy electromagnetic impact testing system, from which the energy transfer processes in horizontal and vertical directions are characterized under repeated high-energy impacts. The experimental results include (1) The pressure increase in shallow soil is always the largest under impact; and the pressure increment in deep soil increases with the impact number; after first impact, the compression amount of shallow soil is the largest, and then the compression amount of deeper soils exceeds that of the shallow soil; and the difference becomes larger and larger as the impact number increasing, indicating that the main compression zone moves down gradually. (2) In both static and dynamic consolidation tests, the impact energy initially acts on the shallow soil, and then transfers to deeper soils, resulting in the improvement of the mechanical properties of the muck soil in depth. (3) Under impact loading, the vertical particle velocity is the maximum, followed by the radial direction, and ring direction is minimal at the same position of the surface layer of soil, and particle velocity approaches the same stable value at a certain distance; vibration acceleration also shows the same variation law; the region under the influence of vibration observed in the model test is consistent with those of the actual engineering projects.

Key words: model experiment, high energy impact, muck soil, energy transfer

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[1] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[2] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[3] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[4] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[5] 王东坡, 陈政, 何思明, 陈克坚, 刘发明, 李明清, . 泥石流冲击桥墩动力相互作用物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3363-3372.
[6] 陈宇龙, 内村太郎, . 基于弹性波波速的降雨型滑坡预警系统[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3373-3386.
[7] 王钦科, 马建林, 陈文龙, 杨彦鑫, 胡中波, . 上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心 模型试验及计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3405-3415.
[8] 卢谅, 石通辉, 杨东, . 置换减载与加筋复合处理方法对路基不 均匀沉降控制效果研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3474-3482.
[9] 杨文波, 邹涛, 涂玖林, 谷笑旭, 刘雨辰, 晏启祥, 何川. 高速列车振动荷载作用下马蹄形断面隧 道动力响应特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3635-3644.
[10] 郑耀林, 章荣军, 郑俊杰, 董超强, 陆展, . 絮凝-固化联合处理超高含水率 吹填淤泥浆的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3107-3114.
[11] 蔡雨, 徐林荣, 周德泉, 邓超, 冯晨曦, . 自平衡与传统静载试桩法模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3011-3018.
[12] 孙飞, 张志强, 易志伟. 正断层黏滑错动对地铁隧道结构影响 的模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3037-3044.
[13] 王东星, 肖杰, 李丽华, 肖衡林, . 基于碳化-固化技术的武汉东湖淤泥 耐久性演变微观机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3045-3053.
[14] 詹良通, 胡英涛, 刘小川, 陈捷, 王瀚霖, 朱斌, 陈云敏. 非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验 及多物理量联合监测[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2478-2486.
[15] 周东, 刘汉龙, 仉文岗, 丁选明, 杨昌友, . 被动桩侧土体位移场的透明土模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2686-2694.
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[1] 刘 晓,唐辉明,刘 瑜. 基于集对分析和模糊马尔可夫链的滑坡变形预测新方法研究[J]. , 2009, 30(11): 3399 -3405 .
[2] 胡大伟,周 辉,谢守益,张 凯,邵建富,冯夏庭. 大理岩破坏阶段Biot系数研究[J]. , 2009, 30(12): 3727 -3732 .
[3] 师旭超,韩 阳. 卸荷作用下软黏土回弹吸水试验研究[J]. , 2010, 31(3): 732 -736 .
[4] 朱建明,彭新坡,姚仰平,徐金海. SMP准则在计算煤柱极限强度中的应用[J]. , 2010, 31(9): 2987 -2990 .
[5] 原喜忠,李 宁,赵秀云,杨银涛. 东北多年冻土地区地基承载力对气候变化敏感性分析[J]. , 2010, 31(10): 3265 -3272 .
[6] 白 冰,李小春,石 露,唐礼忠. 弹塑性应力-应变曲线的斜率恒等式及其验证和应用[J]. , 2010, 31(12): 3789 -3792 .
[7] 唐利民. 地基沉降预测模型的正则化算法[J]. , 2010, 31(12): 3945 -3948 .
[8] 李占海,朱万成,冯夏庭,李绍军,周 辉,陈炳瑞. 侧压力系数对马蹄形隧道损伤破坏的影响研究[J]. , 2010, 31(S2): 434 -441 .
[9] 蔡辉腾,危福泉,蔡宗文. 重庆主城区粉质黏土动力特性研究[J]. , 2009, 30(S2): 224 -228 .
[10] 宋 玲 ,刘奉银 ,李 宁 . 旋压入土式静力触探机制研究[J]. , 2011, 32(S1): 787 -0792 .