国家自然科学基金(50379037)
- 作品数：13 被引量：296H指数：11
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- 相关机构：同济大学上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司更多>>
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- 相关领域：建筑科学水利工程理学更多>>
- 管涌型土滤层防治的细观试验研究被引量：14
- 2010年
- 利用数码可视化跟踪技术、计算机信息实时处理技术和土体变形无标点量测技术,从细观层面上对不同层间系数的宽级配基料-滤层系统进行了渗透模型试验。从细观角度分析了不同层间系数的砂样在渗流过程中的水力特性、颗粒运动特点和系统破坏特征,研究了滤层的特性和管涌型土自滤自稳定的细观机理。结果表明:层间系数D15/d85s是决定滤层是否合格的最关键因素,随着比率D15/d85s的增大,系统朝不稳定的方向发展;越靠近上游的颗粒移动的越早,越小粒径的颗粒潜在的移动距离越大;除了层间系数,加压速率和扰动力等因素也会影响管涌的发生发展。
- 周健白彦峰姚志雄
- 关键词：管涌
- Laplace方程若干问题的解及其在渗透破坏中的应用被引量：1
- 2006年
- 利用Laplace方程可以得到一类边界条件下圆柱形域内竖向分层土的水头分布问题的解,并用这些解对渗透破坏现象进行了数学描述,这些解也可应用于热传导问题。对于管涌、流土、热传导等工程问题具有一定的意义。
- 徐有缘周健缪俊发
- 关键词：LAPLACE方程
- 砂土管涌机理的细观试验研究被引量：24
- 2009年
- 利用显微摄像可视化跟踪技术、数字信息计算机实时处理技术,结合数字图像识别分析手段,对砂土管涌的整个过程进行跟踪记录,从细观角度揭示渗流过程中系统几何特性和水力特性的复杂变化。得到水头,水力梯度,颗粒位移场和孔隙率等量的动态变化过程,并对整个渗流过程中加压速率对管涌发展的影响,颗粒的运动特点,颗粒流失的分布特点以及渗漏通道的贯穿进行分析,揭示水土相互作用贯穿于管涌发展的全过程。
- 姚志雄周健张刚
- 关键词：细观砂土渗漏通道
- 砂土管涌-滤层防治的离散元数值模拟被引量：39
- 2010年
- 结合小比尺细观模型试验,利用并开发基于离散元理论的颗粒流程序(PFC3D),充分考虑流固耦合作用,建立渗流理论模型,对不同层间系数下砂土管涌的基料-滤层系统进行离散元数值模拟,跟踪记录渗流过程中砂样运动、流失量、孔隙率、渗透系数、颗粒间接触力、水力梯度等参数的动态变化过程,从细观角度揭示管涌发展过程中颗粒的运动特性和滤层防治机理。数值模拟结果表明,层间系数D15/d85s大小是滤层是否有效的关键因素;在有效的层间系数下,随着水力梯度的加大,基料的细颗粒运动并进入滤层,在滤层-基料交界处存在的自滤现象。模拟结果与有关的模型试验结果吻合较好,一定程度上验证了该数值方法的可行性和合理性。本文所揭示的结果有益于对砂土管涌和滤层防治机理的更深入研究。
- 周健周凯敏姚志雄白彦峰
- 关键词：管涌砂土离散元
- 渗透破坏若干问题的解析解及机理分析
- 主要讨论了柱坐标下不同介质有限区域内用分离变量法求解Laplacc方程的问题。通过一系列计算试验,给出了柱坐标下Laplace方程在不同介质有限区域内用分离变量方法求的解．并用该解对渗透破坏现象进行了讨论和实例验证。认为...
- 周健姚志雄江建洪
- 关键词：分离变量法柱坐标管涌流土
- 基于数字图像技术的砂土模型试验细观结构参数测量被引量：47
- 2006年
- 基于数字图像处理与分析技术,在砂土模型试验中利用模型箱表面拍取的照片获取砂土细观结构参数。首先对试验操作提出了一系列要求,使得可以通过对图像灰度值设立一个适当的阀值来粗略区分砂颗粒与孔隙。然后利用形态学分水岭分割技术,结合图像平滑、区域标记、区域融合等图像预处理与后处理步骤,获取边缘图像,从中提取砂颗粒边缘坐标值及其它相关信息,进而提出一个求解砂土细观结构参数的基本框架,在这个框架下,砂颗粒大小形状的参数、孔隙大小形状的参数,以及砂粒间接触关系的参数都是可求解的。最后对试验条件的局限性进行了讨论,并利用自行开发的软件展示了一个简单的实例。
- 周健余荣传贾敏才
- 关键词：砂土模型试验细观结构数字图像
- 软土基坑突水判断方法模型试验研究被引量：12
- 2006年
- 结合深基坑的突水问题进行室内模型试验研究,通过对比试验前、后的参数,发现突水前后基底土体物理力学性质的变化规律。基坑突水破坏使得基底软土层的黏聚力和压缩模量显著下降,而对内摩擦角的影响较小。根据试验结果,当承压含水层水头压力值与上覆软土层单位面积质量相等时,土体并不破坏。因此认为传统判断基坑突水的“压力平衡法”具有一定缺陷。在对试验结果进行理论分析的基础上,根据试验的结果考虑基底土层抗剪强度的黏聚力分量,量化地提出软土地基基坑突水的判断方法。研究结果表明,与工程实践进行对比,对于软土地基的基坑突水问题,传统的判断方法过于保守。
- 周健张刚胡展飞
- 关键词：土力学
- 砂土渗流过程的细观数值模拟被引量：62
- 2007年
- 基于散体介质理论,利用PFC2D内置FISH语言定义的流固之间的作用力方程和压力梯度方程,求解不可压缩流体中两相介质的连续方程和Navier-Stoke方程。并尝试用该理论模拟不同水压下渗流引起砂土特性变化的全过程,数值试验得到了流速、渗透系数、孔隙率和砂的流失量等参量的定性变化规律,表明水土相互作用贯穿于渗流的全过程。模拟结果与试验结果相符,且流速与压力梯度满足达西定律,表明应用该理论来模拟复杂的水土相互作用是可行的,它具有一定的理论意义,为进一步研究多孔介质中考虑流固耦合的渗透破坏研究如流土、管涌等奠定了一定的理论基础。
- 周健姚志雄张刚
- 关键词：细观数值模拟砂土
- 砂土管涌的细观机理研究被引量：25
- 2008年
- 利用数码可视化跟踪技术和数字信息计算机实时处理技术进行管涌细观模型试验,从细观角度研究砂土管涌机理.研究得到管涌发展过程中颗粒的移动规律,渗漏通道的形成特点,流速、颗粒位移场等随水力梯度的变化特点,并从级配角度分析土样的稳定性,得到土体的稳定性与级配曲线形状及不均匀系数等因素有关的结论.结果表明,管涌形成过程中流速、颗粒运动和渗透通道形成规律很大程度上取决于骨架颗粒、可动颗粒以及水之间的相互作用,表明水土相互作用贯穿管涌发展的全过程.
- 周健姚志雄白彦峰张姣
- 关键词：管涌细观机理级配曲线
- 管涌发生发展过程的细观试验研究被引量：21
- 2007年
- 利用显微摄像可视化跟踪技术进行了管涌模型试验,从细观角度观察到了管涌从开始到破坏的整个过程。较详尽地分析了管涌过程中颗粒的移动规律及通道的形成特点,表明骨架颗粒,可动颗粒以及与水之间的相互作用行为贯穿管涌发展的全过程。结合伯努里方程和临界牵引力理论,得到了基于临界速度的临界水力梯度公式;基于试验数据,从孔隙率对临界水力梯度的敏感性角度验证了模型的有效性,表明在分析孔隙率对临界水力梯度的影响度时,该模型优于太沙基模型。
- 周健姚志雄张刚
- 关键词：细观管涌
