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高水压条件下盾构隧道开挖面极限上限法研究被引量：10: 2013年; 基于极限分析上限法,首次推导了高水压下维持均质土隧道开挖面稳定的最小支护压力解析解公式.并利用土层厚度加权平均法,对多层土体参数和水压力进行了简化分析,从而可将上述解析解公式应用于多层土越江隧道开挖面稳定性评价中,可为越江盾构隧道推进工程中估计前方支护压力的参考.最后,结合上海长江隧道和南京长江隧道实例,利用推导的解析解公式对越江隧道开挖面极限支护压力进行了计算,并将计算结果与前人研究和工程实际进行了对比分析.; 郑永来冯利坡邓树新段晨雪; 关键词：越江隧道开挖面稳定

饱和层状砂土液化特性的动三轴试验研究被引量：25: 2011年; 利用GDS动三轴试验系统采用等幅循环应变加载方式对含有不同厚度粉土的饱和层状砂土进行了液化强度试验。分析了均匀砂和含有不同粉粒层厚度的层状砂土在循环荷载作用下的变形和力学特性。试验分析表明:由于含粉粒夹层的层状土特殊的土体结构,其孔隙水压力发展规律与一般的无黏性砂土不同;饱和层状砂土的抗液化强度并不是随着粉粒层厚度的增加而单调增加的,而是存在一个临界点;液化临界剪应变的大小与液化判别标准和循环次数有很大关系。试验结果表明,粉粒夹层对层状砂土的液化特性有很大的影响,且更能模拟自然环境条件下的层状砂土地基液化特性。; 周健陈小亮杨永香贾敏才; 关键词：动三轴试验液化液化强度

土石坝地基液化分析的一种解耦方法(英文)被引量：1: 2009年; 土石坝的液化稳定性评价一般都是基于Biot理论的。对于大型复杂问题,特别是当孔隙流体难以压缩或者土骨架的渗透性很低的情况下,采用耦合方法对Biot方程中的孔隙流体场和固体场同时进行求解往往是不经济甚至不可靠的。而对每个子场进行解耦求解是一种有效的方法。为了充分利用程序资源,着眼于能够应用于现有热–力学耦合场分析软件二次开发的解耦方法。首先对Biot方程和热–力学耦合场控制方程进行了对比研究,然后提出了一种多步迭代分割算法。该算法采用微分形式,对二维或三维问题、静力或动力问题都适用,能应用于各种单元类型。随后,应用这种新方法对上海青草沙水库围堤地基进行了液化分析,并得到了有价值的结论。; 周健孔戈王绍博; 关键词：BIOT方程解耦方法液化分析

循环荷载下砂土液化特性颗粒流数值模拟被引量：37: 2009年; 利用PFC2D常体积循环双轴试验条件,对砂土在不排水循环荷载作用下的液化特性进行了颗粒流数值模拟,数值模拟按等应力幅加荷方式进行。颗粒流数值模拟的优点在于得到试样液化宏观力学表现的同时,通过不同循环加荷时刻试样内细观组构参量(包括配位数、接触法向分布、粒间法向接触力、粒间切向接触力)的演化规律,分析砂土液化过程中细观组构变化与宏观力学响应之间的内在联系,从而可进一步探讨砂土液化的细观力学机制。数值模拟研究结果表明,砂土液化现象在宏观力学表现上反映为超静孔隙水压力的累积上升和平均有效主应力的不断减小,在细观组构上对应于配位数的累积损失和粒间接触力的不断减小。砂土液化细观机制分析表明,试样配位数的减少与循环加荷过程中组构各向异性滞后于应力各向异性有关。; 周健杨永香刘洋贾敏才; 关键词：循环荷载砂土液化

微生物改性对粉土某些特性的影响被引量：30: 2009年; 将微生物技术引入岩土改性中,筛选出多种碳酸盐矿化菌和多糖粘胶菌,利用碳酸盐矿化菌ATCC 6453、3和多糖粘胶菌5、6的代谢产物对粉土的工程性能进行改性,对改性土体进行了渗透和无侧限强度试验,测定土体工程指标的变化。通过扫描电镜(ESEM)和能量弥散X射线(EDX)能谱分析,研究不同微生物改性粉土的微观结构特征,揭示微生物改性粉土的机理。研究表明:掺碳酸钙矿化菌和多糖粘胶菌对粉土的渗透性和无侧限抗压强度均有不同程度的影响。; 许朝阳张莉周健; 关键词：粉土微生物无侧限抗压强度微观结构改性机理

基于颗粒单元接触的二维离散-连续耦合分析方法被引量：32: 2010年; 结合离散单元法与有限差分法发展了离散–连续耦合分析方法。在中心区域采用离散元分析,其周围区域采用有限差分法分析。采用离散元中颗粒接触计算模型计算离散–连续交界面处的颗粒与单元相互接触作用,在连续单元中接触点速度按型函数对交界面处的节点速度进行插值,将与颗粒的接触力按权值函数分配到交界面节点上。通过PFC和FLAC的Socket I/O接口,实现二维离散–连续耦合分析,并通过对二维算例分析,表明了该耦合分析方法的有效性。; 周健邓益兵贾敏才王家全; 关键词：离散单元法有限差分法细观力学

Coupled 3D discrete-continuum numerical modeling of pile penetration in sand被引量：7: 2012年; A coupled discrete-continuum simulation incorporating a 3D aspect and non-circular particles was performed to analyze soil-pile interactions during pile penetration in sand.A self-developed non-circular particle numerical simulation program was used which considered sand near the pile as interacted particles using a discrete element method;the sand away from the pile was simulated as a continuous medium exhibiting linear elastic behaviors.The domain analyzed was divided into two zones.Contact forces at the interface between the two zones were obtained from a discrete zone and applied to the continuum boundaries as nodal forces,while the interface velocities were obtained from the continuum zone and applied to the discrete boundaries.We show that the coupled discrete-continuum simulation can give a microscopic description of the pile penetration process without losing the discrete nature of the zone concerned,and may significantly improve computational efficiency.; Jian ZHOUQi-wei JIANJiao ZHANGJian-jun GUO

列车振动下隧道与土体响应的双尺度耦合模拟被引量：3: 2011年; 对于土体离散–连续耦合问题,给出通过强化边界耦合力在离散和连续模型中的相容性,将提取边界耦合节点力转化为寻优问题的新方法,并用Lagrange乘子法求解。将此方法嵌入离散–连续双尺度耦合动力模型,模拟列车振动下隧道与土体的动力响应。用相互作用的离散颗粒模拟隧道附近土体,远离隧道的土体用连续模型模拟,编写结构的动力有限元程序嵌入离散元软件中来模拟隧道。通过离散元软件PFC2D和有限差分软件FLAC2D的交互运算实现耦合过程。在耦合边界通过交换速度和力保证耦合模型的连续性,通过自振柱模拟使离散区域土体的宏观性质与连续土体模型一致。通过比较耦合方法与只用连续模型模拟得到的结果,说明提出方法的有效性。双尺度耦合模型可以有效描述动力响应中隧道附近土体的细观特性,并极大降低离散元的模拟规模,减少模拟时间,适用于振动在半无限体中传播时重点考察区域土体的细观分析。; 金炜枫周健; 关键词：隧道工程离散元

饱和砂土液化过程中细观组构的模型试验研究被引量：9: 2009年; 采用室内振动台模型试验对液化过程中饱和砂土颗粒的细观组构进行研究.分析了砂土颗粒在液化破坏过程中颗粒长轴方向、平均配位数、孔隙率的演化规律及其与宏观现象之间的联系.应用表征上述量的组构参数分析了砂土的诱发各向异性,指出在循环荷载的作用下,砂土颗粒不断重新排列定向以适应新的应力状态,导致累积配位数的丧失、孔隙率增大,继而导致液化的发生.研究成果对于揭示砂土变形(液化)的细观机理以及建立砂土的细观力学模型都具有重要意义.; 周健杨永香刘洋; 关键词：饱和砂土液化细观组构配位数模型试验

细粒含量对饱和砂土液化特性的影响被引量：19: 2009年; 通过对原状土样进行共振柱和动三轴试验,排除扰动样对原状土体结构性的破坏,研究不同细粒含量对饱和砂土动剪切模量和液化强度的影响。研究结果表明,在细粒含量小于30%时,由于细颗粒赋存于砂颗粒骨架形成的孔隙中,在砂颗粒之间起到类似于"滚珠"的作用,使得饱和砂土的抗液化强度随细颗粒的增加而降低。大于30%时,细颗粒逐渐占据砂颗粒形成的孔隙因而起着土体骨架的作用,并和砂颗粒一起承担由循环荷载引起的剪切变形,表现为抗液化强度随细粒含量的增加而升高。; 周健杨永香贾敏才吴峰; 关键词：细粒含量砂土液化动三轴试验

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国家自然科学基金(90815008)

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