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桩芯介质对管式能量桩换热效率的影响
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作者 刘汉 黄旭 +2 位作者 孔纲强 彭怀风 车平 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-11,共11页
管桩在中国大部分地区已经取得了较多的应用,现阶段能量桩的发展已不再局限于传统桩基础中,管桩桩基中能量桩技术也逐渐得到应用。管桩式能量桩的传热模式有别于传统能量桩,可利用其内壁空腔,提高换热效率,不同桩芯介质条件下,管桩式能... 管桩在中国大部分地区已经取得了较多的应用,现阶段能量桩的发展已不再局限于传统桩基础中,管桩桩基中能量桩技术也逐渐得到应用。管桩式能量桩的传热模式有别于传统能量桩,可利用其内壁空腔,提高换热效率,不同桩芯介质条件下,管桩式能量桩的换热效率有较为显著的区别。采用室内模型试验和数值模拟的方法,测得不同桩芯介质情况下管式能量桩及其桩周土体温度场的变化规律,通过控制循环导管内导热液体的流速改变能量桩的循环模式,续而探讨分析不同桩芯介质及循环流速下管式能量桩在实际运行过程中的换热效率。研究结果表明:试验条件下,桩芯介质为水的管式能量桩换热效率要高于桩芯介质为干砂的管式能量桩,且其在循环稳定时的桩身温度变化值和桩周土体的温度变化值也高于桩芯介质为干砂的情况,表明不同桩芯介质对管式能量桩的桩土温度场有显著影响,进一步验证了可通过改变管式能量桩内壁空腔的介质来提高其换热效率的可行性;同时,结合数值模拟结果发现流速的增大可以提高能量桩的换热效率,但是影响较小,而提高能量桩运行时的流速需要耗费额外的能源,表明在实际工程应用中通过提高流速的方法增加能量桩的换热效率具有较低的经济性,实际运行中的能量桩其流速满足建筑制冷供暖需求即可。 展开更多
关键词 道路工程 换热效率 模型试验 数值模拟 管式能量桩
现役高速公路轻质土侧向置换路基方法研究
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作者 刘汉 尹锋 +2 位作者 陈永辉 肖杨 楚剑 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期19-27,共9页
考虑到现役高速公路运营情况,提出了在不影响正常通车的条件下,采用侧向引孔注入气泡混合轻质土置换路基的卸载处治方案。以浙江申嘉湖杭高速公路为例,通过吸失水试验确定了轻质土设计容重的修正系数,结合现场监测数据对不同处理路段的... 考虑到现役高速公路运营情况,提出了在不影响正常通车的条件下,采用侧向引孔注入气泡混合轻质土置换路基的卸载处治方案。以浙江申嘉湖杭高速公路为例,通过吸失水试验确定了轻质土设计容重的修正系数,结合现场监测数据对不同处理路段的沉降进行了分析。提出了采用置换体积比和有效容重比来修正平均固结度和利用置换前的沉降资料估算轻质土的置换量的简便计算方法。采用有限元方法模拟了轻质土置换后的沉降并与实测结果进行对比。研究结果表明,轻质土试样长期受水浸泡,材料设计容重将有明显增加,需要根据不同施工环境对其进行修正,建议修正系数取值在1. 05~1. 25之间;采用轻质土置换的路段,通过监测资料得到的沉降速率比值与该桩号有效固结度的计算数值大致相等,最大误差只有15. 4%,提出的简便计算方法作为控制标准是可行的;横向引孔施工结束后,EK0+320-EK0+325沉降速率从最大65. 3 mm/月减小到5 mm/月。通过数值模拟发现,施工完成后一个月换填与不换填的沉降差为5 mm。在保证路基土稳定的条件下,可增加引孔数量加大卸载量,或者采取跳孔方式拉大成孔间距,减少群孔对成孔质量的影响,成孔后分批次及时浇注轻质土,避免塌孔影响置换效果。综上所述,横向引孔换填轻质土能有效控制现役高速公路沉降。 展开更多
关键词 道路工程 侧向引孔 现场试验 气泡混合轻质土 地基沉降
车辆载重与动荷载对X形桩桩-网复合地基动力特性影响的试验研究
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作者 尹锋 周航 +1 位作者 刘汉 楚剑 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1324-1330,1340共8页
基于大比例模型试验,采用半正弦波模拟移动车辆荷载,通过开展不同车辆载重和动荷载作用下X形桩桩-网复合地基的动力特性模型试验,分析桩身动应力、土拱效应、动土压力、垫层应力传递系数、格栅动应变等的变化规律,初步揭示了车辆载重和... 基于大比例模型试验,采用半正弦波模拟移动车辆荷载,通过开展不同车辆载重和动荷载作用下X形桩桩-网复合地基的动力特性模型试验,分析桩身动应力、土拱效应、动土压力、垫层应力传递系数、格栅动应变等的变化规律,初步揭示了车辆载重和动荷载对X形桩桩-网复合地基的影响机制。试验结果表明,车辆动荷载对X形桩桩身动应力的影响深度约为2 m;车辆载重和动荷载的增加会导致桩间土承受更多的动应力,并且会降低路肩处土工格栅的作用;但是,路基中心的垫层应力传递系数几乎保持不变;土工格栅的动应变比超过0.048时,格栅累积变形会随着车辆载重和动荷载的增加迅速增大。 展开更多
关键词 桩-网复合地基 X形桩 车辆载重 振动荷载 模型试验
微生物岩土技术及其应用研究新进展 预览
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作者 刘汉 肖鹏 +1 位作者 肖杨 楚剑 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-14,共14页
微生物岩土技术主要是利用自然界广泛存在的微生物的代谢功能,与环境中其他物质发生一系列生物化学反应,改变土体的物理力学及工程性质,从而实现环境净化、土壤修复、地基处理等目的。微生物岩土技术作为岩土工程领域新的分支逐渐成为... 微生物岩土技术主要是利用自然界广泛存在的微生物的代谢功能,与环境中其他物质发生一系列生物化学反应,改变土体的物理力学及工程性质,从而实现环境净化、土壤修复、地基处理等目的。微生物岩土技术作为岩土工程领域新的分支逐渐成为一个热门研究方向,近年来,许多学者已经开展了相关研究。为了促进该领域更加全面深入的基础研究,指导微生物技术在岩土工程中更切合实际的推广与应用,对环境岩土工程领域涉及的几种主要微生物种类、相关生物化学反应过程以及微生物作用机理进行详细的介绍与总结,并对微生物岩土技术在土体加固、岩土体抗渗封堵、金属污染土修复等方面的相关研究及应用进行了总结与评述。 展开更多
关键词 环境岩土 微生物 微生物加固 微生物封堵 污染土修复
全文增补中
煤与砂岩复合岩声发射统计效应的试验与最大似然理论 预览
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作者 刘汉 金林森 +2 位作者 姜德义 谢凯楠 蒋翔 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1544-1551,共8页
岩石类材料破裂损伤的声发射统计效应近年来在理论、试验和模拟方面已开展了大量研究,并且近年来以声发射为实验基础,采用统计物理学的方式分析声发射信号,继而关于材料内部损伤机制的相关研究也得到了发展,但是针对不同材料声发射统计... 岩石类材料破裂损伤的声发射统计效应近年来在理论、试验和模拟方面已开展了大量研究,并且近年来以声发射为实验基础,采用统计物理学的方式分析声发射信号,继而关于材料内部损伤机制的相关研究也得到了发展,但是针对不同材料声发射统计效应及其相互作用与临界行为研究还较为缺乏。为此在实验室条件下采用日本岛津AGI-250高精度材料试验机对由分别取自内蒙古和重庆地区的煤与砂岩组成的复合岩开展了单轴压缩试验,利用DISP系列全数字声发射工作站采集压缩条件下试样中煤与砂岩层位的声发射信号,对信号进行了概率密度分布分析,并建立了考虑叠加效应的幂律指数最大似然估计方法。研究发现:复合岩在单轴压缩条件下煤层和砂岩层的声发射信号与纯煤和纯砂岩表现出了不同的统计性质,其整体声发射能量概率密度分布受煤层影响较大,砂岩层整体服从单幂律分布,而煤层则服从双幂律分布;叠加效应的幂律指数最大似然估计方程由上下限幂律指数α,β,与声发射数量比例x三参数控制,方程预测结果与试验中拥有较低幂律指数层位的分析结果一致,且随着声发射能量的增加逐渐趋近于下限幂律指数值;随着声发射能量级的增加,复合岩中煤层对整体统计结果的影响程度逐渐增加,而砂岩层的影响程度变化不明显。 展开更多
关键词 声发射 统计 复合岩 最大似然
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不同刚度约束对能量桩应力和位移的影响研究
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作者 王成 刘汉 +2 位作者 孔纲强 吴宏伟 李建斌 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第11期4261-4268,共8页
能量桩是一种在传递上部建筑荷载的同时获取地热能源的新技术,其实际工作过程中,热荷载会引起桩体的膨胀或收缩,而桩顶建筑和桩底持力层则会对桩体变形产生约束,进一步影响桩体的应力和位移,但是目前对该问题的研究却十分有限。基于模... 能量桩是一种在传递上部建筑荷载的同时获取地热能源的新技术,其实际工作过程中,热荷载会引起桩体的膨胀或收缩,而桩顶建筑和桩底持力层则会对桩体变形产生约束,进一步影响桩体的应力和位移,但是目前对该问题的研究却十分有限。基于模型试验和数值模拟方法,对桩顶和桩底不同约束条件下两种埋管形式(单U和W型)的桩体位移和热应力进行了分析,并进一步探讨了位移零点随桩顶和桩底约束条件的变化规律。研究结果表明,随着桩顶上部荷载约束刚度的增大,桩体位移零点上移,桩体热应力随着深度增大而减小;随着桩端土体约束刚度的增大,桩体位移零点下移,桩体热应力随着深度增大而增大;相较于无外荷载,工作荷载作用下位移零点上移。 展开更多
关键词 桩基 能量桩 热力学特性 模型试验 数值模拟
驻波作用下有限厚度海床动应力路径特性研究
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作者 周晓智 陈育民 刘汉 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期890-899,共10页
基于驻波作用下有限厚度海床动力响应的解析解,推导了海床内土体单元在以轴向偏差应力的一半为横坐标,剪应力为纵坐标的应力平面上的动应力路径,得出土体单元位于波节处的动应力路径为纵轴上的一条线段;位于波腹处为横轴上的一条线段;... 基于驻波作用下有限厚度海床动力响应的解析解,推导了海床内土体单元在以轴向偏差应力的一半为横坐标,剪应力为纵坐标的应力平面上的动应力路径,得出土体单元位于波节处的动应力路径为纵轴上的一条线段;位于波腹处为横轴上的一条线段;位于波节与波腹之间为非标准椭圆形。以北海区域为例对确定动应力路径的初始相位差θ、轴向偏差应力幅值的一半a、剪应力幅值b 3个参数进行分析,得出在0-0.35倍海床深度范围内时,波节与波腹之间土体单元的动应力路径趋近于线段,而在0.35-1倍海床深度范围内时,动应力路径为非标准椭圆形,且初始相位差?沿相对深度的增加在-180°--150°范围内变化。通过海床渗透系数、波浪周期、海床厚度对海床内土体单元动应力路径的影响分析可得:海床渗透系数、波浪周期的变化不会改变海床内相同位置土体单元a,b的取值,而对?的取值会有影响。当海床渗透系数不小于10-2 m/s时,海床内土体单元的动应力路径均为线段;而在不同波浪周期下,?在海床下部区域的变化范围均为-180°--150°。当海床厚度较薄时,动应力路径在表层0-0.03倍波长范围内趋近于线段;当海床厚度在0.3-2倍波长范围内时,随着海床厚度的增加,海床表层动应力路径趋近于线段的深度范围逐渐增大。 展开更多
关键词 驻波 有限厚度海床 动应力路径 非标准椭圆形
排水刚性桩单桩抗液化性能的振动台试验研究
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作者 杨耀辉 陈育民 +2 位作者 刘汉 李文闻 江强 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期287-295,共9页
排水刚性桩是一种将竖向排水体与刚性桩相结合的新型桩基。为研究抗液化排水刚性桩的单桩抗液化作用效果,采用振动台试验对排水刚性桩在动力荷载作用下的排水效果、地基孔压响应、加速度响应以及在上覆荷载作用下桩顶的侧向永久位移等... 排水刚性桩是一种将竖向排水体与刚性桩相结合的新型桩基。为研究抗液化排水刚性桩的单桩抗液化作用效果,采用振动台试验对排水刚性桩在动力荷载作用下的排水效果、地基孔压响应、加速度响应以及在上覆荷载作用下桩顶的侧向永久位移等动力响应进行了研究,并与不设排水体的普通桩作了对比。结果表明:抗液化排水刚性桩是一种有效的抗液化措施。在排水刚性桩桩身1倍桩径范围内,土体的喷砂冒水现象得到有效控制,普通桩试样中喷砂冒水现象严重。距离桩身排水通道0.5倍桩径处,排水桩超孔压比峰值约为普通桩超孔压比峰值的50%,排水桩可以更快地消散地基内的超孔压,超孔压比从峰值减小为0.7时,排水刚性桩用时6 s,普通桩用时17 s。排水刚性桩距排水体0.5倍桩径处加速度峰值为0.2g,相同测点处普通桩加速度峰值为0.09g,与排水桩相比,减少约100%。随加载过程的持续,排水桩桩顶震荡幅值基本不表现,在惯性力作用下,振动荷载初始时间段内(3 s时间内),桩身发生轻微震荡。普通桩桩顶水平震荡幅值为0.6 cm,且震荡时间持续整个加载过程中(10 s),普通桩桩顶的侧向永久位移约为排水桩的3倍。 展开更多
关键词 排水刚性桩 振动台试验 动力响应 超孔隙水压力 侧向永久位移
黏土地基中能量桩力学特性数值分析
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作者 费康 钱健 +1 位作者 洪伟 刘汉 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第7期2651-2661,共11页
能量桩是将地源热泵系统中的换热管埋置在桩体内部,桩同时起到承载和换热的作用,是一种新型的基础型式。为了合理分析黏土地基中能量桩的力学特性,需要了解能量桩运行过程中桩和地基土的温度响应,并考虑温度变化对土体力学性能的影响。... 能量桩是将地源热泵系统中的换热管埋置在桩体内部,桩同时起到承载和换热的作用,是一种新型的基础型式。为了合理分析黏土地基中能量桩的力学特性,需要了解能量桩运行过程中桩和地基土的温度响应,并考虑温度变化对土体力学性能的影响。基于有限元软件ABAQUS建立了能量桩传热分析三维有限元模型,把能量桩的传热简化为换热管内液体与管壁之间的对流传热、桩体中的热传导和地基中的热传导,将计算结果与常规理论和实测数据进行了对比验证。对热力耦合边界面本构模型进行了二次开发,通过算例验证了模型对土体压缩和剪切性状温度效应的模拟能力。利用所提出的能量桩传热分析方法和热边界面模型,考虑不同的桩顶工作荷载水平,对正常固结黏土地基中能量桩单桩的长期性能进行了研究,分析了温度循环对桩顶沉降、桩侧摩阻力和桩身轴力的影响。结果表明,工作荷载越高,温度循环次数越多,桩顶累积沉降越大。 展开更多
关键词 能量桩 黏土 循环温度荷载 热塑性 力学特性
高应力作用下钙质砂压缩及颗粒破碎特性试验研究
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作者 马启锋 刘汉 +1 位作者 肖杨 蒋翔 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1020-1025,共6页
钙质砂是我国南海岛礁建设的主要材料,因其特殊的生物成因和独特的颗粒结构,其工程力学特性与常见陆源砂有较大差异。通过自行设计的高强加载压力室在三轴固液耦合试验机下对钙质砂进行终止应力在2~100MPa间的侧限压缩试验,研究了钙质... 钙质砂是我国南海岛礁建设的主要材料,因其特殊的生物成因和独特的颗粒结构,其工程力学特性与常见陆源砂有较大差异。通过自行设计的高强加载压力室在三轴固液耦合试验机下对钙质砂进行终止应力在2~100MPa间的侧限压缩试验,研究了钙质砂在高应力水平下的压缩和颗粒破碎特性,并通过相同试验工况下的石英砂单向压缩试验来进行对比研究。试验结果表明:在高应力作用下,钙质砂比石英砂的压缩变形量大,钙质砂的压缩屈服应力在2MPa左右,远小于石英砂。钙质砂和石英砂在高应力作用下均会产生明显颗粒破碎,但钙质砂在应力作用下先于石英砂产生颗粒破碎。通过对颗粒破碎进行量化分析发现,两种砂样的颗粒破碎程度均先随应力的增大而增大,随后出现趋于稳定的趋势。 展开更多
关键词 高应力 单向压缩试验 钙质砂 石英砂 颗粒破碎
排水刚性桩群桩抗液化性能的振动台试验研究
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作者 杨耀辉 陈育民 +2 位作者 刘汉 李文闻 江强 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第11期4025-4032,共8页
排水刚性桩是一种将竖向排水体与刚性桩相结合的新型抗液化处理措施。为研究排水刚性桩群桩的抗液化作用效果,开展了桩顶竖向荷载作用下排水刚性桩处理可液化地基的振动台试验研究,分析了地基土体的超孔压响应、加速度响应及桩顶结构的... 排水刚性桩是一种将竖向排水体与刚性桩相结合的新型抗液化处理措施。为研究排水刚性桩群桩的抗液化作用效果,开展了桩顶竖向荷载作用下排水刚性桩处理可液化地基的振动台试验研究,分析了地基土体的超孔压响应、加速度响应及桩顶结构的水平位移响应,并与未设置排水体的普通桩群桩工况进行对比。结果表明:加载开始后,排水桩桩身排水通道有大量超孔隙水排出,普通桩桩身没有排水现象。采用排水桩时超孔压比峰值比普通桩中减小12%,孔压消散稳定后超孔压比减小13%左右,排水桩桩身的排水通道对超孔压的消散作用集中在振动作用的前期。排水桩桩顶的侧向永久位移较普通桩桩顶侧向永久位移减小约27%。试样土体液化前,剪应力-应变滞回圈包络面积较大,土体呈现一定的剪胀特性。液化后,排水桩的剪应力-应变滞回圈的割线模量更大。上述试验结果均表明了排水刚性桩在抗液化方面的有效作用。 展开更多
关键词 排水刚性桩 振动台试验 群桩 超孔隙水压力 侧向永久位移
钙质砂抗剪强度特性的环剪试验
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作者 黄宏翔 陈育民 +3 位作者 王建平 刘汉 周晓智 霍正格 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第6期2082-2088,共7页
珊瑚礁沉积的钙质砂与石英砂的物理力学性质有较大差别。对取自南海岛礁的钙质砂进行了单次往返环剪试验以分析钙质砂的抗剪强度特性,试验中考虑了相对密实度和竖向应力对结果的影响,并与相同级配和试验条件下的石英砂进行对比分析。结... 珊瑚礁沉积的钙质砂与石英砂的物理力学性质有较大差别。对取自南海岛礁的钙质砂进行了单次往返环剪试验以分析钙质砂的抗剪强度特性,试验中考虑了相对密实度和竖向应力对结果的影响,并与相同级配和试验条件下的石英砂进行对比分析。结果表明:钙质砂正向剪切时应力-位移曲线为软化型,具有明显的残余强度特性,而反向剪切时则表现为硬化型,正向和反向剪切强度基本一致;石英砂正向剪切和反向剪切均表现为软化型。钙质砂正向剪切和反向剪切残余强度与峰值强度的比值在0.75~0.93之间;石英砂正向剪切和反向剪切残余强度与对应峰值强度的比值在0.89~0.96之间。相同级配和试验条件下,钙质砂残余强度均大于石英砂,且强度比值基本保持在1.05~1.3之间。在100、200 kPa竖向荷载作用下,钙质砂0.5~2.0 mm的颗粒发生了破碎,破碎率分别为4%和6%。 展开更多
关键词 钙质砂 环剪试验 残余强度 颗粒破碎
高铁列车荷载作用下桩网复合地基振动特性模型试验 被引量:2
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作者 牛婷婷 刘汉 +1 位作者 丁选明 陈育民 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第3期872-880,共9页
桩网复合地基是高速铁路广为应用的基础形式之一,其在高速列车荷载作用下的振动响应对列车运营安全和周围环境有着至关重要的影响。基于此,以现浇X形桩为对象,建立了桩网复合地基大比例尺模型,开展了桩网复合地基在高铁列车荷载作用下... 桩网复合地基是高速铁路广为应用的基础形式之一,其在高速列车荷载作用下的振动响应对列车运营安全和周围环境有着至关重要的影响。基于此,以现浇X形桩为对象,建立了桩网复合地基大比例尺模型,开展了桩网复合地基在高铁列车荷载作用下的动力响应特性研究,揭示了加载频率、加载幅值及振次的改变对桩网复合地基振动速度影响的规律。试验结果表明:速度响应幅值沿着路堤横向衰减较快,路堤耗能作用显著,列车运行产生的振动对周边环境影响较小。速度响应幅值沿桩网复合地基深度方向的衰减规律与横向振动传播规律有所不同。速度响应幅值从轨道板与钢筋混凝土底座到基床表层,衰减最快;加筋碎石垫层次之,相当于一个隔震垫层;地基中桩的存在使振动衰减变得缓慢,使由列车运行引起的振动影响深度加大。速度响应幅值随着加载频率的增加而逐渐变大,在25 Hz时出现峰值;速度响应幅值随着加载幅值的增加逐渐变大;速度响应幅值随着振次增加而基本保持不变。 展开更多
关键词 振动速度 高铁列车荷载 桩网复合地基 模型试验
交通荷载作用下软黏土的耗散能开展特征分析
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作者 沈扬 王俊健 +1 位作者 刘汉 王钦城 《中国矿业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期868-873,共6页
交通、波浪等循环荷载的作用将引起土体主应力轴方向的连续变化,对软土路基的变形与稳定产生显著影响.现实工程中常以临界动应力水平作为路基设计的控制标准.为研究长期交通荷载下饱和软黏土处于临界动应力水平时的动力特性,利用空心圆... 交通、波浪等循环荷载的作用将引起土体主应力轴方向的连续变化,对软土路基的变形与稳定产生显著影响.现实工程中常以临界动应力水平作为路基设计的控制标准.为研究长期交通荷载下饱和软黏土处于临界动应力水平时的动力特性,利用空心圆柱扭剪仪开展一系列心形线应力路径及其他复杂应力路径下的不排水试验.基于耗散能理论,对交通荷载作用下软黏土的变形特征和耗散能的累积规律进行了分析,对比分析了不同应力路径和频率条件下广义剪应变和耗散能的发展规律.试验结果表明,临界动应力比条件下试样均会发生拐点破坏,可称之为临界破坏.在轴向拉压幅值比变化的心形线和圆形的不同应力路径下,土体发生临界破坏,虽然破坏特征差别很大,但累积耗散能的大小均较为接近,在88.007-91.807kJ/m3之间.故可考虑以耗散能作为不同应力路径临界破坏的判别标准.频率会影响土体的结构损伤程度,频率越低,损伤越充分,耗散能前期的累积速率越快.随着频率的增大,土体发生临界破坏时刻的累积耗散能越小,且呈一定的递减规律.建议可以采用累积耗散能作为确定临界应力水平下土体发生临界破坏的重要参考标准. 展开更多
关键词 交通荷载 临界动应力比 频率 广义剪应变 耗散能
抗液化排水刚性桩沉桩过程的土压力响应 被引量:2
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作者 王翔鹰 陈育民 +1 位作者 江强 刘汉 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第6期2184-2192,共9页
抗液化排水刚性桩是一种将刚性桩与竖向排水体相结合的新桩型。基于某建筑桩基工程,开展了抗液化排水刚性桩和不含排水体的普通刚性桩的沉桩对比现场试验,采用了动态土压力传感器实时监测沉桩过程中桩周土体内产生的土压力响应,对比了... 抗液化排水刚性桩是一种将刚性桩与竖向排水体相结合的新桩型。基于某建筑桩基工程,开展了抗液化排水刚性桩和不含排水体的普通刚性桩的沉桩对比现场试验,采用了动态土压力传感器实时监测沉桩过程中桩周土体内产生的土压力响应,对比了排水桩与普通桩沉桩对桩周土体水平方向应力及有效应力影响的差异。试验结果表明:抗液化排水刚性桩能够有效减小沉桩过程对桩周深部可液化土体的扰动,在桩身近侧(距桩心0.6 m)深部埋深(-15 m)位置,排水桩的水平土压力响应峰值仅为普通桩的1/4;排水桩能够有效降低沉桩对可液化土层有效应力的影响,使桩周土体更加稳定;在单次沉桩过程中,对于浅部埋深(-5 m),排水桩对桩周土压力峰值的影响作用较小,对于存在可液化土层的深部埋深(-10、-15 m),排水桩对土压力峰值的有效影响半径可达4倍桩径。现场试验数据为抗液化排水刚性桩的桩间距选择提供了有力的设计参考依据。 展开更多
关键词 排水刚性桩 土压力 现场试验 沉桩
绿色地基处理技术探讨 被引量:2
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作者 刘汉 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期121-128,共8页
提出绿色地基的构想。绿色地基是绿色地基处理技术的简称,指的是在技术开发、材料选择、施工工艺、设备选用、质量检测等各环节贯彻绿色发展理念,最大限度地节约资源、保护环境、减少污染,与自然和谐共生的地基处理技术。通过典型案... 提出绿色地基的构想。绿色地基是绿色地基处理技术的简称,指的是在技术开发、材料选择、施工工艺、设备选用、质量检测等各环节贯彻绿色发展理念,最大限度地节约资源、保护环境、减少污染,与自然和谐共生的地基处理技术。通过典型案例,介绍了绿色地基所囊括的绿色技术、绿色材料、绿色工艺和绿色设备的特色与优势,指出绿色地基的发展方向。 展开更多
关键词 绿色地基 创新思维 可持续发展 环境友好 节材节能
XCC群桩限制液化侧向扩展的振动台试验研究
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作者 李文闻 陈育民 +2 位作者 刘汉 杨耀辉 张鑫磊 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期945-952,共8页
地震作用下,缓倾砂土地基会发生液化引发侧向扩展,对构筑物造成严重破坏,而可液化场地中的群桩可控制液化侧向变形的发展。现浇X形混凝土桩(XCC桩)较传统混凝土桩可以节省材料用量,其异形截面对于液化土体的流动变形的控制作用较圆形... 地震作用下,缓倾砂土地基会发生液化引发侧向扩展,对构筑物造成严重破坏,而可液化场地中的群桩可控制液化侧向变形的发展。现浇X形混凝土桩(XCC桩)较传统混凝土桩可以节省材料用量,其异形截面对于液化土体的流动变形的控制作用较圆形截面更具优势。开展了倾斜可液化地基中XCC群桩的振动台试验研究,对比了XCC群桩和圆桩群桩对液化侧向扩展变形的影响,同时考虑了群桩布置形式、XCC桩的截面朝向和截面异形效应对于处理效果的影响。结果表明:XCC桩可以较好的限制液化侧向扩展,与未处理场地相比,XCC桩处理场地的侧向位移减少约38%,流动面积减小约50%;在同等材料用量下,XCC桩处理效果优于传统圆桩,其流动面积较圆桩处理场地减少20%;梅花形群桩布置形式限制液化侧向扩展的效果明显好于正方形群桩布置形式;不同XCC桩的截面朝向的处理效果取决于其垂直于液化砂土流动方向的截面宽度,有效截面宽度越大则处理效果越好;XCC桩的截面异形效应能够提高限制液化侧向扩展效果约5%~18%左右。 展开更多
关键词 振动台试验 XCC桩 液化 侧向变形 流动面积 场地加固
MICP胶结钙质砂动力特性试验研究 被引量:5
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作者 刘汉 肖鹏 +3 位作者 肖杨 王建平 陈育民 楚剑 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期38-45,共8页
以南海某岛的钙质砂为材料进行微生物(MICP)胶结加固,通过动三轴试验和SEM微观结构试验,研究了MICP胶结钙质砂在不同胶结程度和不同动应力水平下的动强度、动变形、动孔压、有效应力路径的发展规律和MICP胶结的微观机理。结果表明:通... 以南海某岛的钙质砂为材料进行微生物(MICP)胶结加固,通过动三轴试验和SEM微观结构试验,研究了MICP胶结钙质砂在不同胶结程度和不同动应力水平下的动强度、动变形、动孔压、有效应力路径的发展规律和MICP胶结的微观机理。结果表明:通过MICP胶结的钙质砂动剪应力比和抵抗变形的能力得到明显提高,这表明MICP胶结作用能显著改善钙质砂抗液化能力。MICP胶结钙质砂的孔压发展可以分为4个阶段:初始阶段—稳定发展阶段—快速发展阶段—完全液化阶段,当孔压发展到快速阶段末期,孔压曲线出现凹槽,试样开始失稳,最后发生破坏。整个振动循环过程中土体的变形和强度变化与有效应力路径和孔压的发展密切相关,当试样发生破坏时,有效应力路径表现出循环活动性。MICP胶结作用生成了方解石结晶包裹在砂土颗粒表面或填充于砂颗粒之间,这改变了土体的性质,使得土体的黏聚力和内摩擦角均有所提高。 展开更多
关键词 MICP胶结钙质砂 动强度 动应变 动孔隙水压力 有效应力路径 SEM
排水刚性桩沉桩挤土效应的现场试验研究
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作者 江强 陈育民 +1 位作者 王翔鹰 刘汉 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期87-93,101共8页
排水刚性桩是一种将刚性桩与竖向排水体相结合的新桩型。基于江阴一中新建教学楼桩基工程,开展了排水刚性桩与不含排水体的普通刚性桩的沉桩对比现场试验,实时动态监测排水桩与普通桩桩周土体中不同距离及深度处的水平位移、侧向土压... 排水刚性桩是一种将刚性桩与竖向排水体相结合的新桩型。基于江阴一中新建教学楼桩基工程,开展了排水刚性桩与不含排水体的普通刚性桩的沉桩对比现场试验,实时动态监测排水桩与普通桩桩周土体中不同距离及深度处的水平位移、侧向土压力及孔隙水压力的变化情况,研究排水刚性桩的沉桩挤土效应。试验结果表明:排水桩能够减小沉桩过程中桩周土体因桩身挤土而发生的侧向水平位移,在距桩心3倍桩径处,排水桩桩周土体的最大水平位移为普通桩的1/6,在距桩心6倍桩径处,排水桩为普通桩的2/5;排水桩能够大幅降低桩周土体因沉桩挤土而产生的超孔隙水压力,深度15m,距离桩中心2倍桩径处,排水桩的超孔压峰值仅为普通桩的1/4;排水桩能够减少沉桩过程中桩周土体的挤土压力,降低沉桩挤土对桩周原有土压力的影响,在深度15m距桩心2倍桩径处,排水桩的土压力变化的峰值仅为普通桩的1/4。现场试验数据为排水刚性桩的工程应用提供了设计参考依据。 展开更多
关键词 排水刚性桩 挤土效应 现场试验 水平位移 挤土压力
重庆某废铅冶炼厂重金属污染土壤微观结构特性研究
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作者 张延玲 丁选明 +2 位作者 刘汉 蒋春勇 孙晓楠 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期809-814,共6页
污染土壤微观结构研究中,室内试验制备的土样比较理想,而实际污染现场的土质极其复杂。为研究现场重金属污染土壤微观机理,开展了铅、砷、镉污染等重金属污染土基本物理性质指标试验和微观结构测试。首先,利用电感耦合等离子体发射光谱... 污染土壤微观结构研究中,室内试验制备的土样比较理想,而实际污染现场的土质极其复杂。为研究现场重金属污染土壤微观机理,开展了铅、砷、镉污染等重金属污染土基本物理性质指标试验和微观结构测试。首先,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP—MS)测定现场土样污染物类型及含量,建立现场土体重金属含量分布;然后,采用扫描电子显微镜(SEM)进行表面微观形貌试验,揭示污染土表面微观形貌,并通过颗粒(孔隙)及裂隙图像识别与分析系统(PCAS)定量分析土体试样的孔隙率,分析试样孔隙随重金属污染含量的变化规律;最后,从土壤环境的物质组成与结构及土壤性质方面分析土体微观形貌的变化机理。 展开更多
关键词 污染土壤 微观结构 铅、砷、镉污染 扫描电镜 孔隙率
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