刘艳
- 作品数：33 被引量：310H指数：11
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程文化科学天文地球更多>>
- 土水特征曲线(SWCC)的滞回特性模拟研究被引量：11
- 2010年
- 为了模拟非饱和土的水力、力学特性在多次降雨、蒸发过程中的变化特性,本文以传统域模型的基本原理为基础,推到得到了一个能够模拟SWCC滞后性的计算模型,该模型计算方法简单,易于通过程序实现,且通过与试验数据和其他模型的计算结果对比,验证了该模型的合理性,同时,这个模型可为研究在复杂吸力变化状态下非饱和土的渗流特性、强度特性以及本构模型的研究打下一定的基础。
- 张雪东赵成刚刘艳蔡国庆
- 关键词：非饱和土土水特征曲线域模型
- 考虑气相压力变化和偏应力影响的非饱和土本构模型被引量：7
- 2011年
- 基于连续介质土力学的本构模型框架,提出了一个三轴应力状态下的非饱和土本构模型。与非饱和土中的双应力变量不同,根据非饱和土功的表达式,选择广义有效应力、修正吸力和气体压力作为模型的应力状态变量。模型中考虑了气相压力变化对土体变形的影响,给出了固-液-气三相耦合的本构方程。固相采用了非相关联流动法则,并在固相硬化方程中考虑了液相和气相的影响。液相方程利用土水特征曲线描述,并考虑了塑性体应变的影响。气相方程的建立利用了Boyle定律和Henry定律,给出了受固相和液相变形影响的气相方程。最后建立了非饱和土弹塑性增量方程。利用已有的试验数据对模型进行了验证,并将考虑气相影响与未考虑气相影响的预测结果进行了对比。
- 刘艳赵成刚蔡国庆李舰
- 关键词：非饱和土本构方程
- 土力学理论需要发展与变革被引量：7
- 2018年
- 土力学经过90多年的发展,已经成为岩土工程中不可缺少的理论分析工具。但土力学目前仍然处于半理论、半经验的状态,其理论预测结果具有非常大的不确定性。如何克服这些不足,使土力学理论不断向前发展和变革,是土力学研究者不可推卸的责任。首先,基于土的易变性与敏感性论证了土是一种非常复杂的、难以用简单的一、两个变量进行精确定量描述的材料;其次,揭示了土力学目前是一种简化的理论,忽略了很多影响因素,难以描述土的复杂性质,由此产生了非常大的不确定性;第三,指出有效应力原理实质上是一种等效的近似方法,并就有效应力的定义、表述、理解和作用及其局限性进行了研究和探讨;最后,针对土力学目前存在的不足以及发展、变革的需求,提出了建立考虑多因素相互作用和影响的土力学理论的观点,提倡用多个因素（或多场）作用的观点研究和描述土的性质和行为。
- 赵成刚李舰李舰蔡国庆蔡国庆
- 关键词：不确定性有效应力
- 一种预测不同温度下非饱和土相对渗透系数的间接方法被引量：12
- 2011年
- 高放核废料地下处置、城市供热管道及埋地高压电缆等工程建设的进行,使得考虑温度影响的非饱和土渗透性能越来越受到人们的重视。在考虑温度效应的非饱和土土-水特征曲线研究基础上,结合利用土-水特征曲线预测非饱和土相对渗透系数的方法,建立了一种预测不同温度下非饱和土相对渗透系数的间接方法。所建立的表达式是针对土-水特征曲线的整个吸力范围,从而使得其在应用上更具一般意义。利用MX-80班脱土和黄土土样的试验结果,对不同温度下相对渗透系数随吸力的变化进行了预测,得到了令人满意的结果。
- 蔡国庆赵成刚刘艳
- 关键词：非饱和土温度影响土-水特征曲线
- 相间交界面对非饱和土应力状态的影响被引量：6
- 2017年
- 非饱和土是一种三相多孔介质,不同相之间的交界面尤其是气液交界面的存在直接影响了非饱和土的宏观行为.首先对土中交界面的形式和作用进行了探讨,指出气液交界面对非饱和土的行为有重要影响,并给出了界面功和气液比表面积的表达式.在已有的非饱和土变形功表达式基础上,引入界面能影响,得到了考虑交界面影响的非饱和土自由能方程.利用所得的自由能方程,给出了考虑交界面影响的非饱和土固相和液相相应的应力变量.对考虑交界面面积的液相流动方程进行了探讨,给出了非平衡条件下的土水特征曲线表达式,指出在平衡条件下土水特征曲线中应当考虑交界面面积的影响,传统土水特征曲线是三维关系在吸力-饱和度平面上的投影.将比表面积与土水特征曲线的关系,利用已有试验数据验证了该表达式的合理性.利用界面面积的表达式计算有效应力,将其与已有试验结果进行对比,表明给出的比表面积表达式可很好地反映实际情况.不同于已有现象学研究,本文推导具有严格的理论基础,研究表明完整的有效应力表达式中应考虑土体内部作用力的影响,其不仅包含基质吸力,同时还包含其他形式的作用力,其大小与界面比表面积有关.该表达式为下一步研究界面效应对土体变形、强度和流动特性的研究提供了基础.
- 刘艳赵成刚李舰蔡国庆
- 关键词：非饱和土有效应力比表面积
- 动态土水特征曲线滞后模型研究被引量：5
- 2021年
- 土水特征曲线是描述非饱和土力学特性必不可少的方程,它的最大特点就是存在滞后效应,尽管目前已经建立了很多的土水特征曲线滞后模型,但这些模型都是针对平衡条件建立的。现有的理论和试验研究已经证实,土水特征曲线存在动态效应,与静态土水特征曲线相比,相同的饱和度时,动态土水特征曲线的吸力在干燥过程中要更大,而湿化过程中则更低。为了描述动态条件下土水特征曲线,首先从热力学的基础理论出发,探讨了动态效应的理论基础,并从熵增不等式中得到了动态的土水特征曲线方程。基于所得方程,利用边界面塑性理论,建立了可以预测任意扫描线的土水特征曲线模型。通过与已有的试验结果进行对比,表明模型可以很好地预测土体在干燥和湿化不同过程中的扫描线变化。所得结果可以用于解释一些实际问题,比如降水引起的沉降和降雨诱发滑坡等。
- 刘艳刘艳
- 关键词：土水特征曲线非饱和土
- 输运性质受固结过程影响的污染物输运模型被引量：4
- 2010年
- 由于污染物的堆积和上部覆盖层自重的作用,污染物填埋场中的防渗层会发生固结,并由此产生压缩变形。固结过程可诱发污染物的对流输运,同时也会引起土层体积和结构的变化从而改变其固有的输运性质。考虑了固结过程对土层中污染物的输运过程和输运系数这两种情况的影响,建立了土层非线性固结过程与污染物对流–扩散输运过程耦合的模型。采用Crank-Nicolson有限差分法求解了此非线性模型在单面排水条件下的一维输运问题。编制了相应的matlab程序,利用这一程序进行了计算,并对计算结果进行了分析和比较。
- 黄璐赵成刚张雪东刘艳
- 关键词：孔隙率污染物输运固结非线性有限差分法
- 一个高饱和度非饱和土的本构模型被引量：4
- 2013年
- 高饱和度的非饱和土中由于气体处于封闭状态,其内部气压的变化必将对土体的行为产生影响。首先,对高饱和度非饱和土特性进行探讨和研究,随后,在已有非饱和土模型框架基础上,采用广义有效应力原理,建立一个适用于高饱和度条件下的非饱和土的弹塑性本构模型。模型中引入气相耗散的影响,在硬化方程中考虑封闭气体压力改变的影响。最后,利用已有的试验结果来对模型进行验证,并将模型预测结果与前人模型进行对比,表明模型预测可以很好地预测土体的行为,尤其是在高饱和度条件下其结果比其他模型更加接近实际情况。
- 刘艳韦昌富赵成刚房倩
- 关键词：高饱和度封闭气体本构模型非饱和土
- 基于连续介质模型的海底隧道支护结构受力特征被引量：5
- 2009年
- 在含水地层中开挖隧道,地下水的存在一方面会影响隧道周边地层的力学参数,另一方面也会在围岩中产生渗流体积力,进而影响地层的应力和位移.对于埋深较浅而水压力较高的海底隧道而言,支护结构除承受围岩压力外,还要承受很高的水压力.支护结构的受力特征受隧道围岩和支护结构间接触面剪应力、隧道顶板厚度、水深、围岩侧压力系数以及支护结构的厚度和刚度等因素的影响,而经典隧道支护结构内力弹塑性解假设的边界条件与实际情况相差很大.文中阐述了弹性力学应力函数法推导支护结构内力的解析解,并采用数值分析方法研究了海底隧道支护结构的受力特征.通过FLAC3D程序验算了厦门翔安海底隧道Ⅴ级围岩海域段支护结构的内力,比较分析了断面形状对支护结构受力的影响.
- 李鹏飞张顶立房倩刘艳李兵
- 关键词：隧道工程海底隧道支护结构水压力影响因素
- 非饱和土的修正SFG模型研究被引量：5
- 2012年
- 从非饱和土的有效应力出发,对SFG模型进行了修正,将饱和度的影响引入到了模型当中,使得模型在不增加参数的同时可以反映更多的实验现象。首先简单介绍了SFG模型。然后以功的表达式推导得到的非饱和土有效应力为基础给出了非饱和土的体变方程,在饱和阶段该方程可以自动退化为饱和土的体变方程。结合土水特征曲线方程,推导得到了修正模型的加载湿陷屈服面方程,由此得到的屈服面方程不仅是吸力的函数,同时也是饱和度的函数。屈服面可以连续光滑地从饱和状态过渡到非饱和状态,并可以预测干燥时出现塑性变形的现象。此外它还可以反映SFG模型无法反映的现象,即考虑饱和度的影响,对于吸力相同饱和度不同的土样,给出的屈服应力将不同。最后利用已有试验数据对修正模型进行了验证,说明了修正模型与试验结果是相符的。
- 刘艳赵成刚韦昌富
- 关键词：非饱和土饱和度有效应力
