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期刊信息
  • 岩土力学
    Rock and Soil Mechanics
    (月刊,1979年创刊)
    主管:中国科学院
    主办:中国科学院武汉岩土力学研究所
    主编:孔令伟
    编辑:《岩土力学》编辑部
    ISSN 1000-7598 CN 42-1199/O3
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2008年, 第29卷, 第11期 刊出日期:2008-11-10
基础理论与实验研究
隧道应力扰动区地应力测试及反演研究
白世伟 ,韩昌瑞 ,顾义磊 ,王贵宾 ,李 丹
. 2008 (11):  2887-2891. 
摘要 ( 1565 )   PDF(474KB) ( 1279 )  
通过对隧址区地应力的调查和现场测量,初步确定该区域存在较大的构造应力,但因岩芯破碎,只获得隧道应力扰动区的应力实测值。为此在三维数值模拟过程中模拟了河谷的下切过程,以反映地形对应力场的影响,并采用试算的方法调整侧压系数,从而确定合理的初始应力,使试算结果与现场测量的数据基本吻合,最终确定出合理的侧压系数和初始地应力的数值,弥补了现场测量的不足。研究结果表明,隧道轴线各点的地应力与隧道的埋深、地形地貌有关,且在K42段处于极高的应力状态,为隧道的开挖、支护及稳定性分析提供了科学依据。
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非稳定渗流条件下非饱和土边坡稳定分析
于玉贞 ,林鸿州 ,李荣建 ,李广信
. 2008 (11):  2892-2898. 
摘要 ( 2238 )   PDF(4277KB) ( 2085 )  
大量的滑坡灾害表明, 水的作用是影响边坡失稳的重要原因,合理地评价边坡的稳定性,需考虑边坡基质吸力场的变化与水的渗流作用。通过稳定与非稳定渗流条件下的非饱和土堤算例,探讨了Bishop和Fredlund非饱和土抗剪强度公式应用于强度折减有限元法的差异,并与极限平衡法的结果进行对比。结果表明,Bishop和Fredlund非饱和土抗剪强度公式的本质是相同的,而从非稳定渗流条件下的分析结果来看,强度折减有限元法分析的安全系数与极限平衡法分析临水坡和背水坡安全系数的最小值相当接近,强度折减有限元法更适合分析边坡的整体稳定性。此外,采用Bishop强度公式可以通过用饱和度代替基质吸力参数来体现基质吸力对强度的影响,在分析饱和度较高的非饱和土边坡稳定性时较为方便。
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基于颗粒元模拟的含软弱夹层类土质边坡变形破坏过程分析
吴顺川 ,张晓平 ,刘 洋
. 2008 (11):  2899-2904. 
摘要 ( 2090 )   PDF(4999KB) ( 1610 )  
采用基于离散单元法的颗粒元程序,引用平行连接模型,通过数值试验,确定土体细观参数与宏观力学性质的关系,并据此建立含软弱夹层的类土质边坡模型。通过路堑开挖卸荷过程模拟,再现了大变形条件下坡体渐进性破坏的完整过程,并对裂隙的发展演化过程进行实时监测。模拟结果显示,含软弱夹层类土质边坡的破坏过程历经裂隙的形成、扩大、发展直至贯通,最终发生大规模滑移破坏;裂隙从滑坡体前缘和软弱层面开始,范围逐步扩大,呈现典型的类土质边坡的渐进性破坏形式;滑坡发生后,土体结构破坏严重,承载能力大幅下降。边坡滑移过程模拟和最终滑移结果与现场滑坡状况完全吻合,表明该方法适用于类土质边坡变形破坏过程分析及其机理研究。
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Y型桩桩侧摩阻力产生附加应力的分析计算
陈永辉 ,王新泉 ,刘汉龙 ,贝耀平
. 2008 (11):  2905-2911. 
摘要 ( 1726 )   PDF(741KB) ( 1654 )  
Geddes的应力解求解过程中将桩侧摩阻力简化为集中力,导致无法考虑桩径、桩长变化对桩侧摩阻力在地基内产生附加应力的影响,通过分析得出,对于长径比较小的短桩,由Geddes应力解计算的竖向应力系数与实际考虑桩径影响的结果相差甚远。通过首先在Y型截面上沿周边的9个积分区间线积分,然后再沿桩长进行积分的方式,借助数学分析软件Mathematica的NIntegrate数值积分功能,得出了Y型沉管灌注桩沿桩身矩形分布、沿桩周均匀分布侧摩阻力及沿桩身三角形分布、沿桩周均匀分布侧摩阻力作用在地基内部时任意点土中竖向应力分量的数值计算方法。分析了Y型截面4个独立变量外包圆半径 、模板弧度 、开弧间距 、夹角度数 对Y型桩侧摩阻力产生附加应力系数的影响及采用Geddes应力解计算产生的误差,并对桩长及计算深度对产生误差的影响也进行了分析,得到了一些有益结论。
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竖向荷载作用下桩筏基础可视化模型试验研究
郑 刚 ,裴颖洁 ,刘双菊
. 2008 (11):  2912-2918. 
摘要 ( 1756 )   PDF(4572KB) ( 1204 )  
进行了群桩基础可视化模型试验。在试验过程中对各级竖向荷载作用下群桩基础桩、土的变形采用高清晰数码相机拍摄了照片。通过对照片进行后处理分析,得到了桩、土的位移场,也对桩身轴力也进行了量测,在该基础上研究了群桩基础的变形性状和破坏模式,重点分析对比了桩间距和桩长对桩端土体沉降以及桩身侧摩阻力的影响。试验发现,桩距是影响桩土相对滑移量的主要因素,桩距越大,桩身与土的相对滑移量就越大,桩端刺入量也越大。在柔性筏基下,随桩距增加中桩的桩土相对滑移量可能会大于边桩。桩端刺入量是大桩距桩基础主要的沉降构成,以桩端刺入量为研究对象建立一套大桩距基础新的沉降计算理论,似乎值得进一步研究。桩顶向上刺入(可通过设置褥垫层、桩顶预留净空或设置可压缩垫块来实现)有利于桩间土的压密,减小桩端刺入量,甚至改变破坏模式。
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利用全概率方法分析岩土力学数值模拟结果的变异性
黄 诚,杨春和,王安明
. 2008 (11):  2919-2926. 
摘要 ( 1788 )   PDF(697KB) ( 1279 )  
提出了一种用于分析在多参数随机情况下岩土力学数值模拟结果变异性的全概率方法。以特定数值模拟结果为随机隐式响应量,根据多维高效数值求积理论,计算出响应量特定函数的均值,利用快速傅里叶变换数值概率分析方法及笔者开发的最大熵分布,求解器软件一次性求解出响应量的全概率分布,用于定量评估数值模拟结果的变异性。算例表明该法具有精度和计算效率较高的优点。
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球形颗粒紧密堆积状态时的吸力分析
李顺群 ,栾茂田 ,赵瑞斌 ,王 沛
. 2008 (11):  2927-2932. 
摘要 ( 2039 )   PDF(2936KB) ( 1137 )  
根据圆液面假设和热力学基本原理,研究了球形颗粒紧密堆积模式在水封闭状态(状态2)时的吸力特性,得到了状态2中3类吸力和3类等效吸力与饱和度的定量关系和以接触角和饱和度或饱和半径为参数的吸力比表达式。进一步的研究表明,在状态2中吸力比都小于1,与基于松散堆积模式在水封闭状态(状态1)时得到的结果比较后可知,随着颗粒排列密实度的增大,相对于基质吸力,张力吸力的作用将有所降低但仍然不可忽视。另外,随饱和度变化,状态2中的3类吸力,特别是3类等效吸力的变化趋势与基于状态1得到的结论基本一致。在状态2中,对数吸力比与饱和半径呈明显的线性关系,吸力比与饱和度也呈明显的线性关系,前者与状态1中的吸力演化规律一致,而后者则存在较大不同。
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沥青混凝土心墙堆石坝三维地震反应分析
朱 晟
. 2008 (11):  2933-2938. 
摘要 ( 1788 )   PDF(13920KB) ( 991 )  
基于沥青混凝土的动力三轴试验资料,建立了相应的动力计算模型。采用三维有效应力动力分析方法,结合即将开工的某沥青混凝土心墙堆石坝,利用TSDA程序计算分析了坝体的加速度、动应力反应和大坝的地震永久变形,并对坝基细砂层在地震过程中的液化问题进行了研究,认为沥青混凝土心墙具有良好的抗震性能,大坝在地震过程中是安全的;坝基砂Ⅲ层可能发生液化,需要进行加固处理,分析结论可供同类工程建设参考。
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剪胀性砂土本构模型的研究
迟明杰 ,赵成刚 ,李小军
. 2008 (11):  2939-2944. 
摘要 ( 1838 )   PDF(550KB) ( 2052 )  
对于中密砂和密砂,剪胀现象是一个比较显著的特征,相变线是描述剪胀现象的一条特征线,它比较容易确定。因此,以相变线作为状态参考线,提出并定义了一种状态参量,在已有弹塑性模型基础上,将状态参量引入剪胀方程和塑性硬化模量表达式中,建立了一个新的考虑砂土剪胀性的本构模型。该模型尤其适合于中密砂和密砂,对于松砂则退化为原弹塑性模型。模型形式较简单,包含9个材料参数,且比较容易确定。数值模拟结果与试验数据吻合较好。
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岭澳核电站二期工程基岩爆破安全阈值分析
夏 祥 ,李海波 ,李俊如 ,朱 莅 ,刘 博 ,王晓炜
. 2008 (11):  2945-2951. 
摘要 ( 1962 )   PDF(613KB) ( 1272 )  
核电站基础爆破开挖过程中必须严格控制岩体爆破损伤深度,确保建基面安全。以广东岭澳核电站二期工程基础爆破开挖为例,通过现场爆破振动监测、岩体声波试验以及数值模拟,综合分析了岩体爆炸振动衰减规律和损伤特征,研究了距爆源一定距离处岩体振动速度与损伤特征的关系,提出了岭澳核电站二期工程岩体爆炸损伤深度的控制方法,确定了相应的安全阈值。分析结果表明,岭澳核电站二期工程基础爆破开挖时,当距爆源30 m处的岩体质点振动速度不超过5 cm/s时,可保证下卧基岩的损伤深度小于2 m,确保建基岩完整性。
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岩石损伤软化统计本构模型及参数确定方法的新探讨
曹文贵,李 翔
. 2008 (11):  2952-2956. 
摘要 ( 2113 )   PDF(428KB) ( 1264 )  
基于现有岩石损伤软化统计本构模型研究,通过探讨岩石损伤软化统计本构模型参数与岩石应力-应变全程曲线特征参数即峰值应力与应变的关系,建立起特定围压下模型参数与围压的解析表达式。引进岩石Mohr-Coulomb强度准则,建立不同围压下岩石应力-应变全程曲线峰值应力与围压之间的关系,再通过探讨不同岩石应力-应变全程曲线峰值应变与围压的关系,导出了具有普遍意义的不同围压下岩石峰值应变计算公式,从而建立岩石损伤软化统计本构模型参数确定的新方法,由此得到能够模拟不同围压下岩石应变软化全过程的统一损伤软化统计本构模型。该模型较同类模型具有参数少和易于确定等特点,理论计算和实测结果比较分析表明了该方法与模型的合理性。
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偏心荷重下转动浅基承载力的严密解法
姜朋明 ,陆长锋 ,梅国雄 ,倪 俊 ,袁华荣
. 2008 (11):  2957-2961. 
摘要 ( 1834 )   PDF(407KB) ( 5652 )  
根据偏心荷载作用下地基失稳的特征,构建了偏心荷重下地基极限状态时土体中不连续应力场和速度场,分析了土体中不连续应力场和速度场的特点。基于上、下限原理的推论,建立计算模型,构建求解地基极限承载力的算法,通过解三类边值问题,求得偏心荷重下转动浅基极限承载力的严密解,该解满足刚性基础转动的速度边界和其他已知的边界条件。算例表明解垂直偏心荷载下地基极限平衡问题的解法是可行的,且结论可靠。
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混凝土混合硬化黏塑性损伤统本构模型
刘长春 ,吕和祥 ,关 萍
. 2008 (11):  2961-2966. 
摘要 ( 1349 )   PDF(658KB) ( 1498 )  
传统的黏塑性统一本构模型只能用于金属类材料的本构分析,而不适用于混凝土的本构分析。基于此,以不可逆热力学理论为基础,选定了涉及混合硬化参量的Helmholtz自由能函数,推导出混凝土的黏塑性损伤耦合本构模型。通过对混凝土硬化模型的分析,构造了含运动硬化和等向硬化内变量的非相关流动势函数,又推导出流动方程以及内变量演化方程。所建模型对混凝土试验曲线的数值模拟显示,其能够正确描述混凝土的率相关性、非弹性体积膨胀特性、加载过程的软硬化特性以及由断裂和损伤引起的应力软化现象。
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粉砂地基深基坑工程土体渗透破坏机理及其影响研究
胡 琦,凌道盛,陈仁朋,陈云敏,贾官伟
. 2008 (11):  2967-2972. 
摘要 ( 1570 )   PDF(615KB) ( 1893 )  
在砂土和粉土地区,渗透破坏是威胁基坑稳定性和周围环境的主要因素。基坑工程是由土、水以及围护结构组成的一个复杂系统,影响基坑工程渗透破坏的因素很多。在总结前人对土体渗透破坏与基坑工程渗透破坏模式的研究基础上,结合渗流对土体性质影响的试验成果,提出了考虑渗流、开挖卸荷以及围护结构变形共同作用的基坑工程渗透破坏分析方法,并分析了均质地基基坑工程的渗透破坏模式。将该方法运用于某粉砂地基基坑渗透破坏工程实例,通过有限元数值模拟,揭示了渗透破坏过程及其对围护结构的影响。通过对该基坑工程实例的分析认为,在进行基坑工程设计时不仅需要进行防止流砂、管涌等验算,还需考虑基坑工程整体破坏的可能性。
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路基沉降预测的Usher模型应用研究
赵明华,龙 照,邹新军
. 2008 (11):  2973-2976. 
摘要 ( 1576 )   PDF(384KB) ( 1370 )  
基于线性或近似线性加载情况下路基沉降过程和Usher曲线,将广泛用于经济和资源预测的Usher模型应用于路基沉降预测。对Usher模型微分方程式的分析表明,目前用于沉降预测的Logistic模型和Gompertz模型是Usher模型的两种简化形式,但Usher模型对于实际情况具有更强的适应性。阐述了Usher模型参数的计算方法,并结合某工程实例进行了计算分析,对比结果说明Usher模型用于沉降预测的效果较好,且比Logistic模型和Gompertz模型具有更高的预测精度,可供工程应用参考。
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非饱和土化学-水力-力学耦合行为数值模拟
刘泽佳 ,李锡夔
. 2008 (11):  2977-2982. 
摘要 ( 2313 )   PDF(7322KB) ( 1048 )  
在描述非饱和土力学本构行为的Gens-Alonso模型[1]的基础上,结合化学浓度对前固结压力的软化公式[2],并考虑了化学浓度对黏聚力的软化作用,建立了描述非饱和土化学-水力-力学耦合行为的本构模型。对包括化学-水力-力学本构关系、流体流动和污染物传输的控制方程的平衡方程组进行有限元离散,并采用此非饱和土化学-水力-力学耦合行为的数值模型对非饱和土中隧道周围化学-水力-力学耦合过程进行了模拟,对纯粹的力学响应、弹性化学力学响应、弹塑性化学力学响应 3 种情况进行了分析,数值结果显示了化学浓度作用下隧道周围的体积变化量和应力状态比单纯的力学响应有较大的提高,隧道表面的收缩量也有明显的增大。数值模拟的结果显示了该方法对模拟非饱和土复杂的耦合行为的可行性。
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水诱发堆积层滑坡位移动力学参数及其在稳定性评价中的应用 ——以三峡库区黄腊石滑坡分析为例
贺可强, 李相然, 孙林娜, 王思敬,
. 2008 (11):  2983-2989. 
摘要 ( 1526 )   PDF(531KB) ( 1305 )  
在系统分析堆积层滑坡的物质组成和失稳动因的基础上,运用加卸载响应比理论的基本原理,首次提出了将月降雨量及其变化作为该滑坡的加卸载参数,相应月平均位移速率及其变化值为加卸载响应参数,由此所确定的位移加卸载响应比作为堆积层滑坡的位移动力学参数。并根据三峡库区降雨量与堆积层边坡位移相关关系论证了应用该位移动力学参数评价堆积层边坡稳定性的可行性和有效性。最后,运用加卸载响应比动力学参数对三峡库区黄腊石滑坡排水工程实施前后的稳定性进行了评价,评价结果与该边坡排水工程前后的稳定性变化相吻合。这表明了加卸载响应比位移动力学参数是堆积层边坡稳定性评价的一种有效位移动力学参数,可以运用该位移动力学参数对该类边坡的稳定性进行评价与预测。
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列车交通荷载作用下软土路基的长期沉降
边学成,曾二贤,陈云敏
. 2008 (11):  2990-2996. 
摘要 ( 1750 )   PDF(867KB) ( 2005 )  
通过2.5维有限元结合薄层单元方法,建立了列车运行荷载作用下轨道和地基动力相互作用的3维分析模型,求解不同运行速度列车荷载作用下路堤下卧层地基中动偏应力的分布,结合软黏土在循环荷载作用下的累积塑性应变理论,建立了路堤下卧层地基在列车运行荷载作用下长期动力附加沉降的计算方法。在此基础上采用瑞典X2000高速列车的实际轨道和地基情况进行了计算,分析了长期沉降随时间的发展过程及其在地基中的分布规律,特别是考虑了列车运行速度对路基沉降的影响。
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应变局部化问题中的正则化机制探讨
王小平 ,徐卫亚 ,
. 2008 (11):  2997-3002. 
摘要 ( 1415 )   PDF(411KB) ( 2039 )  
应变局部化问题是当前岩土力学研究的一个重要课题。处理应变局部化问题,一般的方法是引入正则化机制,包括黏性效应、Cosserat理论、非局部化、梯度理论。对应变局部化问题中的各种正则化机制应用进展作了系统总结,并分析讨论了各种正则化机制所存在的问题,最后对应变局部化问题中的正则化机制应用作了展望。
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锦屏二级水电站厂址区域三维地应力场非线性反演
江 权 ,冯夏庭 ,陈建林 ,张春生 ,黄书岭
. 2008 (11):  3003-3010. 
摘要 ( 1817 )   PDF(1004KB) ( 1458 )  
锦屏二级水电站是雅砻江干流上重要的梯级电站。电站厂址区域山体雄伟,地形陡倾,为一个典型“V”型河谷地貌。受印支、燕山和喜马拉雅等区域构造运动作用,该区域地层中赋存有较大的构造应力,而新生代以来的雅砻江侵蚀下切作用又使得地层中的构造应力得到一定程度的释放。为全面研究内外动力地质作用对厂址区域现今地应力场的影响并获得该区域地应力分布,提出结合地层剥蚀模拟、弹塑性计算和进化神经网络的地应力非线性反演方法。该方法一定程度上考虑了远古构造的先后顺序,并可模拟了河流侵蚀下切过程对现今应力场的影响。将地应力的实测值与反演值对比、现场洞室围岩破坏特征两方面分析都表明该方法具有较好的可靠性。
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在裂隙岩体中开挖隧道的双场耦合蠕变分析
刘文剑,吴湘滨,张 慧
. 2008 (11):  3011-3016. 
摘要 ( 1511 )   PDF(497KB) ( 1126 )  
运用黏弹性断裂、蠕变理论,对裂隙围岩在开挖时的蠕变现象进行分析,建立了隧道开挖的双场耦合蠕变模型。运用Laplace转换,推导出围岩的径向位移函数表达式,分析了应力卸荷、渗流力的作用以及节理裂隙分布对径向位移的影响。同时,利用FLAC中的FISH语言编写了FISH函数,将计算隧道模型的数值及解析结果与实测数据进行了比较。计算结果表明,径向最大位移变化量并不在主应力最大方向,也不在隧道顶端,而是受地应力分布、渗透水压和节理分布综合作用形成偏压位移,其结果可为隧道支护提供借鉴。
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饱和成层地基中静压单桩挤土效应的有限元模拟
鹿 群 ,龚晓南 ,崔武文 ,王建良
. 2008 (11):  3017-3020. 
摘要 ( 1435 )   PDF(448KB) ( 1352 )  
针对实际工程中成层土情况中静压桩存在的问题,在ANSYS平台上,应用位移贯入法对静力压桩的连续贯入的全过程进行有限元模拟,详细对比了在均质土和成层土中静力压桩产生的位移场和应力场。指出软硬土层交界处土体位移加 大,土中挤压应力剧变,出现应力间断。实际工程中,挤压应力间断使已压入桩的侧向受力剧变,导致桩体易开裂、弯折。这里提出相应的解决方法。
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水力压裂扩展的流固耦合数值模拟研究
连志龙 ,张 劲 ,吴恒安 ,王秀喜 ,薛 炳
. 2008 (11):  3021-3026. 
摘要 ( 2679 )   PDF(697KB) ( 3679 )  
以临界应力作为裂纹扩展准则并采用流固耦合模型模拟了水力压裂扩展问题,推导出裂缝面内的压降方程表达式,并编写出用户子程序嵌入到ABAQUS中。建立的计算模型能够模拟地应力、岩石力学特性、压裂液流体特性等各种复杂因素对水力压裂扩展的影响。通过计算分析得到一些有益结论,采用有限元软件ABAQUS求解可渗透油藏水力压裂扩展过程问题是可行的;提出了临界宽度的概念,它可以作为判断裂缝是作为起渗透作用的孔隙通道还是作为起导流作用的裂缝的依据;其结论对于压裂作业优化具有参考价值。
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均质弹性地基中单桩的扭转振动特性研究
王国才 ,王 哲 ,陈龙珠 ,黄 晋
. 2008 (11):  3027-3031. 
摘要 ( 1490 )   PDF(507KB) ( 1585 )  
利用积分方程的方法研究了均质弹性地基中单桩的扭转振动问题。在分析过程中,首先利用积分变换的方法得出均质弹性地基内作用一埋置扭矩时的基本解。基于基本解,根据变形协调条件建立了控制单桩扭转振动特性的第2类Fredholm积分方程。对所得积分方程进行数值求解得到单桩扭转振动时的扭矩和扭转角及动力柔度系数,并对其进行了参数分析。所得结论对桩基础设计与计算以及桩基低应变扭转波动测技术有一定的指导意义。
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桩网结构模型试验柔性拱研究
肖 宏 ,蒋关鲁 ,魏永幸
. 2008 (11):  3032-3036. 
摘要 ( 1864 )   PDF(801KB) ( 1307 )  
基于E.Buckingham ?定理,应用因次分析方法,对桩网结构模型进行了相似理论推导,求解了模型与原型之间的相似关系,并基于所得的相似关系,结合现场工程实践对桩网结构模型进行了设计与制作。模型试验结果表明,(1)应用因次分析方法推求模型与原型之间的相似关系是可行的;(2)桩网结构柔性拱的沉降波形呈“网兜”状;(3)土工格栅应变随着路基填筑的增高与循环加载次数的增加而增大,土拱形成前格栅应变增大较快,土拱形成后应变增长变得缓慢。
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水射流辅助PDC刀具切割岩石的力学分析
卢义玉,陆朝晖,李晓红,康 勇,赵 瑜
. 2008 (11):  3037-3040. 
摘要 ( 1295 )   PDF(497KB) ( 1268 )  
通过对水射流辅助PDC刀具切割破碎岩石的力学分析,定量地确定出水射流对机械刀具受力的作用。试验研究表明,水射流辅助刀具切割岩石时刀具受力随切割深度的增加而线性增加;水射流布置在刀具底部后方,并偏离刀具铅垂中性面适当位置辅助刀具破岩时,刀具受力可减少30 %~50 %,并且刀具力的减少率几乎不受切割深度变化的影响。
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基坑土钉支护设计的简单算法研究
张百红 ,李国富 ,韩立军
. 2008 (11):  3041-3046. 
摘要 ( 1818 )   PDF(4194KB) ( 1202 )  
土钉支护技术在深基坑开挖和支护中已得到了广泛的应用,但对其工作机制和计算方法的研究尚不完善。目前数值模拟算法较多,但其本构模型准确地选择及相关参数的确定需要进行大量的三轴试验或真三轴试验。基于此,提出3个假设,建立简单的计算模型,并对土钉的工作机制深入研究,得到土钉拉力的“二半支抛物线”分布规律,推导出土钉支护设计的解析算法相关公式。以徐州彭城地下广场深基坑土钉支护工程为例,进行土钉拉力现场测试,对基坑水平位移、沉降进行观测,所测数据验证了文中公式的可靠性,为类似基坑工程的设计和施工提供参考。
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地铁隧道施工对邻近建筑物影响的研究
姜忻良,贾 勇,赵保建,王 涛
. 2008 (11):  3047-3053. 
摘要 ( 2521 )   PDF(650KB) ( 1852 )  
以某框架结构办公楼为研究对象,将建筑物和开洞地基看作一个有机的整体,按照结构-土体-隧道共同作用进行分析。利用有限元软件ANSYS10.0建立三维非线性有限元模型,研究计算了盾构法地铁隧道穿越建筑物时对建筑物自身沉降和内力的影响。分析结果表明,建筑物基础的沉降主要发生在地铁隧道穿越建筑物的区间段内;建筑物的横向倾斜随着盾构的掘进逐渐增大,而其纵向倾斜量最大值则出现在开挖面在建筑物中线附近时;在盾构穿越建筑物的过程中柱子的等效应 力增幅可达20.1 %;相对于弯矩而言,建筑物构件的扭矩变化更为显著;当开挖面越过建筑物20 m时其变形和内力均趋于稳定。
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对岩土工程有限元强度折减法的几点思考
梁庆国,李德武
. 2008 (11):  3053-3058. 
摘要 ( 2684 )   PDF(473KB) ( 2015 )  
有限元强度折减法是岩土工程极限分析有限元法中研究和应用较多的一种。近年来获得了快速发展,且成果丰硕,初步显示出在岩土工程中的可行性、优越性和实用性。在充分肯定其优势及特点的同时,从安全系数定义、摩尔-库仑准则的应用条件、计算参数选取等方面,探讨了有限元强度折减法的若干问题。认为应注意该方法的使用条件和计算参数选取;研究以变形控制设计为主的岩土结构安全系数及稳定性,与传统极限平衡方法结合互补,研发多种方法和用途的专业计算软件是较好的发展方向。
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PHC管桩和预制方桩受力性状试验对比分析
张忠苗,喻 君,张广兴,王立忠
. 2008 (11):  3059-3065. 
摘要 ( 1905 )   PDF(639KB) ( 2562 )  
通过在同一场地的预应力高强混凝土管桩(PHC桩)和预制方桩中埋设钢筋应力计的静载对比试验,比较了两类桩的荷载-沉降曲线、桩身轴力分布情况、桩侧摩阻力和桩端摩阻力发挥性状的异同,研究了PHC管桩的荷载传递机制,发现其侧阻和端阻的发挥规律与预制方桩相同,但在PHC管桩和方桩侧表面积相近的条件下,在最大试验荷载作用时,两者的侧阻和端阻发挥程度不同,PHC管桩平均单位侧阻比预制方桩低8.1 %,而端阻比方桩高24 %以上。
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含盐量对石灰固化滨海盐渍土稠度和击实性能的影响
柴寿喜 ,王晓燕 ,仲晓梅 ,郭 英 ,王 沛 ,李 芳
. 2008 (11):  3066-3070. 
摘要 ( 1458 )   PDF(434KB) ( 1680 )  
随着含盐量的增加,滨海盐渍土中的盐分结晶形成了更多的盐颗粒,使石灰固化土的稠度指标发生变化,总体上分阶段逐渐下降。含盐量的增加使得石灰固化土的不均匀系数增大,且随着养护龄期的增加而增大。增加土的含盐量,则石灰固化土悬液的电导率随之增加,但电导率几乎不随养护龄期而变化,这表明氯盐没有参与石灰的固化反应,只是吸附在土颗粒的表面或存在土孔隙中,石灰固化后的盐渍土仍然具有一定的吸湿软化性。重型击实试验结果证实,增加含盐量使石灰土混合料的最大干密度略有降低,最优含水率则几乎不变,因此,施工中可不考虑含盐量对石灰固化滨海盐渍土现场碾压效果的影响。
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基于广义Hoek-Brown强度准则的岩质边坡开挖稳定性分析
宗全兵,徐卫亚
. 2008 (11):  3071-3076. 
摘要 ( 1962 )   PDF(583KB) ( 1485 )  
导出了广义Hoek-Brown强度准则的弹塑性矩阵计算方法,并将其用于一岩质开挖边坡施工过程模拟。同时,利用Hoek所提出的参数等效化方法对岩质开挖边坡的稳定性进行强度折减分析,揭示了开挖施工过程中边坡临界失稳模式的演变、发展过程。分析结果表明,边坡的应力-应变场、位移场、边坡的稳定性及其临界失稳模式的演变过程与采用传统的Mohr-Coulomb强度准则的发展过程是一致的,但用Hoek所提出的等效Mohr-Coulomb强度参数可能会高估边坡的稳定性。
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边坡岩体软弱夹层力学特性试验研究
许宝田 ,阎长虹 ,陈汉永 ,周伟胜
. 2008 (11):  3077-3081. 
摘要 ( 3107 )   PDF(538KB) ( 1716 )  
采用自制试验装置,进行边坡岩体中的软弱夹层的力学特性试验。分析实测的剪应力-变形曲线发现,该曲线有明显的比例极限、屈服点和峰值点,表明在试件受力变形初期,剪切力-变形近似呈线性关系,剪切刚度为常量;随法向应力的增大,峰值剪应力呈线性增长,达到峰值强度之后,随剪切变形增大,抗剪强度变化不大,残余强度近似等于峰值强度,表明试样发生剪切破坏,其破坏类型呈“塑性”破坏型。软弱夹层的剪切变形可分为3个阶段,各个阶段的强度参数不同,对边坡工程来说,为保证其有足够的安全系数,建议软弱夹层强度参数取低值。根据试验结果得到的法向应力-压缩位移关系曲线近似呈双曲线型,当法向相对位移小于3.4 mm时与理论结果更为接近。
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岩石声发射Kaiser点信号频带能量分布和分形特征研究
赵 奎 ,王更峰 ,王晓军 ,金解放 ,邓 飞
. 2008 (11):  3082-3088. 
摘要 ( 1615 )   PDF(575KB) ( 1596 )  
通过单轴加载岩石破坏全过程声发射试验,根据Kaiser效应原理采用参数法确定了Kaiser点。在此基础上,首先采用小波包频带分解方法,对岩石声发射Kaiser点信号的能量分布特征进行了研究,分析了砂岩声发射信号的不同频带能量分布规律,得到了Kaiser点特征频带能量百分比大于相邻点的重要结论。其次,采用G-P算法计算了声发射过程关联分维数,结果表明声发射过程不仅具有分形特征,而且Kaiser点声发射信号关联分维数小于其相邻点,其结论可作为通过波形分析识别Kaiser点的特征。
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深基坑双排桩支护结构上的变形和土压力研究
聂庆科 ,胡建敏 ,吴 刚
. 2008 (11):  3089-3094. 
摘要 ( 2354 )   PDF(472KB) ( 1490 )  
根据某大型深基坑工程的实测资料,对双排桩支护结构上的截面弯矩、变形和土压力分布特征进行了研究,并对基坑开挖的空间效应、冠梁刚度对土压力的影响、支护结构变形与土压力分布的关系、双排桩支护结构与土的相互作用机制等进行分析。研究表明,深基坑双排桩支护结构上的土压力分布是十分复杂的,用传统的土压力计算方法估算双排桩支护结构上的土压力存在较大偏差。其研究结果为双排桩支护结构上土压力设计计算模式的建立提供了依据。
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大直径嵌岩桩残余应变状态分析
印长俊 ,王星华 ,夏力农
. 2008 (11):  3095-3098. 
摘要 ( 1602 )   PDF(559KB) ( 1223 )  
通过对2根大直径嵌岩灌注桩(人工挖孔)加载前应变状态连续监测,初步分析了桩身残余产生的原因、分布规律和对桩受力性状的影响,并得到如下结论:(1)混凝土的干缩是产生残余应变的主要因素;(2)桩身的残余应变随空间和时间变化是有规律的,但诸多施工因素(如爆破,地下水和浇注方式)会使其分布不均匀或弱化桩侧岩石的约束力;(3)桩身局部的残余应变会超过混凝土的极限拉应变而产生裂缝,失去对桩身钢筋的保护能力,并且桩身整体收缩会减小桩端与地基的接触力。以上结论可为工程实践提供参考。
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车辆速度与载重对路面结构影响的现场试验研究
杨果岳 ,张家生 ,王 晅 ,陈晓斌 ,黄永强
. 2008 (11):  3099-3103. 
摘要 ( 1957 )   PDF(538KB) ( 1310 )  
针对车辆荷载与速度在路面结构破坏中的重要性,通过现场试验,对新建高速公路在不同载重及不同速度的车辆通过条件下路面的动态响应(动应变、动应力)规律进行了研究。研究表明,应力-应变峰值随载重的增加而增大,而随速度的增加而减小;前轮应力应变峰值随载重增加而增大的幅度总体上要小于后轮;前轮水平横向应变峰值随载重增加而增大的幅度要小于纵向,而后轮的横向应变与纵向应变的增幅比较接近;速度变化引起的应力应变幅值变化不如载重变化引起的显著;随着深度的增加,车辆行驶产生的动应力对路面的影响迅速减弱。
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邻近地铁车站基坑开挖位移传递规律数值模拟
李志高 ,曾 远 ,刘国彬
. 2008 (11):  3104-3108. 
摘要 ( 1672 )   PDF(607KB) ( 1388 )  
上海地铁8号线人民广场站是个平行换乘车站,车站基坑紧邻地铁1号线人民广场站开挖。监测数据说明,随着基坑开挖,地铁车站背向基坑倾斜。通过有限差分法数值模拟,得到了邻近大刚度地铁车站的基坑开挖位移场的位移传递规律,并对其规律进行了分析,结果表明,大刚度地铁车站的存在对基坑开挖的位移场具有很大的影响:(1)对基坑变形的遮拦作用,从而减小了支护结构的变形;(2)隔断了坑周土层的位移传递路径,使得土体位移场发生变化,促使地下建筑物背向基坑方向倾斜。
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基于状态参数的粗粒土应变软化和剪胀性模型研究
孙吉主,施戈亮
. 2008 (11):  3109-3112. 
摘要 ( 1644 )   PDF(486KB) ( 1287 )  
基于状态参数的概念,将粗粒土峰值应力比和剪胀比视为状态参数的函数,同时考虑初始模量随围压的变化,提出了一个弹塑性模型和模型参数的确定方法。该模型形式较简单,概念清晰,可以描述较大的密度和压力范围内粗粒土的应变软化和剪胀性,以及它们对物理状态和有效围压的依赖性。通过比较模型预测与粗粒土的三轴试验结果,证明了模型的合理性。
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列车运行对周围地面振动影响的试验研究
陈建国,夏 禾,肖军华,曹艳梅
. 2008 (11):  3113-3118. 
摘要 ( 1671 )   PDF(1184KB) ( 1552 )  
针对日益严重的轨道交通引起的环境振动问题,通过对京―广铁路线附近某小区内地面的竖向、横向振动速度和加速度的现场测试,研究了运行列车引起的地面振动及其传播规律。由试验分析可知,列车引起的地面振动速度、加速度振级均随着列车速度的提高和轴重的增加而增大。速度每小时提高10 km时,速度振级和加速度振级均增大约3 dB;车速相同的货车比客车引起的速度振级竖向大10 dB左右,横向大5~15 dB左右;加速度振级竖向大 12 dB,横向大8 dB。钢轨接缝附近地面的振动比无接缝附近的地面振动大,速度振级大2~6 dB。振动随着距振源距离的增大而逐渐减小,竖向振级的衰减过程表现出一定的波动性;横向振级的衰减随距离增大单调减小。
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夯击方式对强夯加固效果的影响
田 水 ,王 钊
. 2008 (11):  3119-3123. 
摘要 ( 1898 )   PDF(3374KB) ( 998 )  
工程实践表明,“重锤低落距”和“轻锤高落距”的作用效果有较大差别。在考虑材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合特性的基础上,利用显式瞬态非线性有限元分析技术分析了强夯夯锤对地基土的冲击碰撞过程,得到了土体的运动轨迹、夯锤与土体之间的最大撞击力、撞击持续时间、夯沉等结果,分析了不同夯击方式下的能量利用效率及土的物理力学指标对夯击方式的敏感性,结果表明“重锤低落距“优于”轻锤高落距”这一结论是有条件的。
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全息干涉法测量Ⅰ型结构面KⅠ技术路线
胡秀宏 ,伍法权 ,刘海燕
. 2008 (11):  3124-3127. 
摘要 ( 1557 )   PDF(488KB) ( 610 )  
岩体Ⅰ型结构面应力强度因子KⅠ是岩体的一个重要参数,求取KⅠ的过程需确定结构面几何影响因子 。根据修正的Feddersen公式,可以制作出与工程岩体Ⅰ型结构面具有相同 的试验岩石模型。根据激光全息干涉法两次曝光法的理论,结合裂纹尖端的应力场方程组、平面光弹性的应力-光定律,建立新的标准化试验方法和算法,可以构建出使用激光全息干涉法2次曝光法测量工程岩体Ⅰ型结构面应力强度因子KⅠ的试验技术路线,该法具有条纹易识别,精度高的优点。
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压力下无纺织物部分堵塞的水力特性研究
李富强 ,王 钊 ,陈 轮 ,胡艳军
. 2008 (11):  3128-3132. 
摘要 ( 1845 )   PDF(518KB) ( 733 )  
对压力作用下的部分堵塞无纺织物进行了室内试验,表明有土颗粒进入的织物压缩性和渗透性都降低,提出织物滤层的等效孔径折减系数RF,并建议用于贴坡排水时RF 取1.5~2.5。织物无堵塞压力条件下,Giroud(1996年)提出的公式对织物渗透系数有满意的预测值。在压力作用下对比分析了部分堵塞织物Giroud法和等效孔隙率法的渗透系数预测值,也与实测渗透系数值进行了比较,表明提出的等效孔隙率法能较好地预测渗透系数。
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土工格室加筋土的大尺寸直剪试验研究
刘 炜 ,汪益敏 ,陈页开 ,周 刚 ,余继东 ,黄放军
. 2008 (11):  3133-3138. 
摘要 ( 1818 )   PDF(574KB) ( 1375 )  
采用自行研制的500 mm?500 mm?400 mm(长?宽?高)大尺寸直剪仪,对土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥稳定土的剪切性能进行了试验研究。通过大尺寸直剪试验模拟土工格室加筋土的剪切作用过程,得出加筋土剪切应力与剪切应变关系为非线性确定了土工格室加筋土的抗剪强度指标以及土工格室对土的抗剪强度增强机理,土工格室加筋土的黏聚力提高较大,内摩擦角变化相对较小。通过对素土和掺入量为5 %的水泥稳定土进行常规直剪试验、大尺寸直剪试验和三轴压缩试验对比分析,探讨不同试验方法对抗剪强度指标的影响,得出3种试验方法对应的抗剪强度指标及其相对大小;即素土的摩擦角大小依次为:三轴试验小于大尺寸直剪试验小于常规直剪试验,素土的黏聚力大小依次为:大尺寸直剪试验小于三轴试验小于常规直剪试验;水泥稳定土的摩擦角大小为:三轴试验小于大尺寸直剪试验,黏聚力结果比较大小依次为:三轴试验小于大尺寸直剪试验。
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掺入膨胀剂的挤扩支护桩试验研究
李启民 ,唐业清 ,何满潮
. 2008 (11):  3139-3143. 
摘要 ( 1548 )   PDF(475KB) ( 751 )  
挤扩支护桩是一种先进的新型支护桩。通过掺入膨胀剂的钢筋混凝土扇形挤扩支护桩的试验研究,分析了其工作特性以及桩周土体挤密效应等,探讨了该桩在支护高度、桩身内力分配、内力计算等方面的规律。与普通混凝土扇形挤扩支护桩相比较,掺入膨胀剂的扇形挤扩支护桩弯矩最大值可减少20 %~30 %,桩顶位移平均减小33.5 %,在正常使用极限状态下地面荷载提高13 %。掺入膨胀剂的挤扩支护桩克服了普通挤扩支护桩混凝土收缩变形的缺点,有效地加固了桩周土体。
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压力分散型锚索作用效果的数值模拟分析
夏元友,范卫琴,芮 瑞,王艳丽
. 2008 (11):  3144-3148. 
摘要 ( 2325 )   PDF(485KB) ( 1272 )  
通过FLAC3D程序,用实体单元模拟了岩体和砂浆体,用结构单元来模拟锚索,在砂浆体和岩体间设置接触面,对锚索施加预应力时采用新的建模方法,即通过结构单元来模拟压力分散型锚索的承压板,代替在承压板的位置施加均布力的方法,建立预应力锚固数值仿真模型。通过模拟试验,分析了接触面单元、岩体单元以及砂浆体单元的应力云图等,更加清晰地显示了压力分散型预应力锚索作用下岩体沿锚索轴向的应力、砂浆体与孔壁之间的粘结应力分布等情况。
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新型固化剂ESC在搅拌桩中的应用研究
关喜才
. 2008 (11):  3149-3152. 
摘要 ( 1799 )   PDF(3122KB) ( 665 )  
通过新型岩土固化剂(ESC)搅拌桩体与水泥土搅拌桩体的对比试验以及ESC固化土作用机理的论述,说明了搅拌桩具有较高的侧摩阻力,同时证明了用ESC固化剂替代水泥能使搅拌桩固结土的强度大幅度得到提高,从而解决了搅拌桩因桩体强度低而存在的侧摩阻力难以发挥、单桩承载力低的问题。
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砂土-风化岩地基中钻孔灌注桩抗拔承载力时效性研究
张明义,刘俊伟
. 2008 (11):  3153-3156. 
摘要 ( 1957 )   PDF(1820KB) ( 1323 )  
砂土及风化砂岩地基中钻孔灌注桩抗拔承载力的时效性研究至今尚无明确的研究成果,此方面的研究具有重要的意义。结合现场抗拔试验数据和灌注桩的施工工艺,对时效性机制进行了分析。结果显示,由于泥浆护壁所形成的过厚泥皮的影响,砂土及风化砂岩地基中钻孔灌注桩抗拔承载力的时效性十分明显,甚至比在黏性土地基中还要强,在前期承载力的增长较快,后期较慢。为了充分利用该类桩的抗拔承载力,建议适当延长试桩前的休止期。
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峰值破裂岩石的气体渗透性试验研究
宋 鑫,刘卫群,孙登松,王 波
. 2008 (11):  3157-3160. 
摘要 ( 2372 )   PDF(867KB) ( 662 )  
为了测试采矿工程中峰值破裂岩体的气体渗透特性,设计了与气体渗透系统相配套的气体渗透仪。对淮南顾桥矿采集的标高?653~?771 m的煤系岩石制成的标准岩样,先利用MTS815系统加压至峰值强度,而后测试其气体渗透性能。理论分析了一维非Darcy渗流过程及该情况下的渗透率求解方法。试验结果表明,即使位于深部,岩石破裂后的渗透率也比完整时大103~106个数量级,同时,破裂砂岩的渗透率要比同标高的破裂泥岩高。
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光纤传感技术在锚杆轴力监测中的应用
林传年, 刘泉声, 高 玮, 肖春喜,
. 2008 (11):  3161-3164. 
摘要 ( 2844 )   PDF(507KB) ( 1054 )  
在简述了光纤Bragg光栅传感器基本工作原理的基础上,通过沪―蓉―西高速公路龙潭隧道支护锚杆轴力监测的工程应用,探讨研究了光纤传感技术用于岩土工程监测的几个重要环节——传感器选择、传感器安装、传感器标定及传感器埋设。通过现场监测获得了复杂地质条件下特长隧道支护锚杆轴力的变化特性,为光纤传感技术在岩土工程监测领域的应用积累了一定的经验。
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主动极限位移规律与主动土压力计算公式探讨
李 超 卫龙武
. 2008 (11):  3165-3169. 
摘要 ( 1984 )   PDF(432KB) ( 1111 )  
针对基坑支护结构的工作特点和土体的具体情况,对朗肯土压理论的合理性和局限性进行了有益探讨,指出朗肯土压理论在支护结构土压力计算上的不足。在支护结构墙后土体化分为3个分区的基础上,以土体达到朗肯主动极限平衡状态时为例,得出墙后土体极限水平变位随土层深度呈抛物线形变化的规律。结合工程实际情况,提出了在小变位条件下考虑墙体位移、开挖深度和嵌固深度影响的朗肯主动土压力计算公式。
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改进的等参逆变换算法在耦合场分析中的应用
周艳国 ,陈胜宏,张 雄,傅少君,
. 2008 (11):  3170-3173. 
摘要 ( 1415 )   PDF(773KB) ( 1058 )  
实际工程有限元计算中涉及多个物理场的相关分析或耦合分析时场变量之间的数据传递问题非常重要,往往会遇到等参逆变换的需求。分析并指出现有等参逆变换所存在问题,给出了新的改进算法,即在网格内采用新方法进行等参逆变换,在网格外采用距离加权法进行插值传递,并详细说明本算法实施关键。对一大型拱坝施工过程中的温度场和应力应变场耦合分析问题进行研究,结果表明所提出方法具有简便实用、高效和满足工程精度等特点,可应用于实际工程。
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岩石单轴压缩光纤光栅传感检测方法研究
魏世明,柴 敬,
. 2008 (11):  3174-3177. 
摘要 ( 1701 )   PDF(446KB) ( 896 )  
通过在岩石试件表面粘贴光栅与应变片的方法,测试了岩石单轴加载过程中轴向、环向的应变变化。将测试结果相对照,研究了光纤传感技术在岩石变形检测中的应用。加载方式为循环加载,最后一次至试件破裂,仅测试试件破裂前小变形阶段的变形。3次加载后结果显示光栅与应变片的测试结果一致,二者数据相吻合,证明光纤光栅传感技术可以应用于岩石试件变形检测中,对于提高岩石变形的测试手段具有一定的意义。
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