国家自然科学基金(41372296)
- 作品数：7 被引量：42H指数：4
- 相关作者：汪华斌周博李纪伟王剑锋黄润秋更多>>
- 相关机构：华中科技大学广东省长大公路工程有限公司成都理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金广东省交通厅科技项目国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球交通运输工程理学更多>>
- 大型节理岩坡联合支挡结构三维有限元分析被引量：2
- 2017年
- 大型节理岩质边坡的支挡结构体系一直是设计和研究中的重要课题。本文结合湖北恩施至重庆黔江高速公路K104+960段岩质边坡防治工程,借助于商业有限元软件ABAQUS建立了多层岩质边坡在不同支护方案下包括抗滑桩、挡土墙和锚杆联合支护体系的三维模型。该计算模型着重考虑了岩质边坡的节理作用,以强度折减法计算边坡的安全系数。研究结果揭示了抗滑桩、挡土墙和锚杆的相互作用对联合支护效果的影响,主要表现为锚杆作用于上坡,抗滑桩则主要作用于下坡,中间部分的挡土墙可以同时分担锚杆与抗滑桩的土压力。其次,通过研究抗滑桩的桩位、桩间距及桩截面对边坡稳定系数与桩身内力的影响,发现桩位在边坡中前部,桩间距在2.5~4倍桩径范围内,桩截面在1.4 m×2.1 m或1.6 m×2.4 m范围的抗滑桩为最优支护方案。
- 张星周博汪华斌高英治
- 关键词：节理岩质边坡强度折减法
- 基于离散元法的砂土破碎演化规律研究被引量：22
- 2014年
- 颗粒破碎是影响砂土宏-微观力学性质的重要因素。采用改进型的可破碎颗粒生成方法,通过设置不同强度的平行黏结键模拟不同强度的可破碎颗粒,并借用基于离散元方法(DEM)的双轴压缩试验详细研究了可破碎性土在剪切过程中颗粒破碎率/平均破碎程度、微观尺度上的能量耗散分配机制、剪切破碎带形成以及断裂键各向异性的演化过程。结果表明,颗粒破碎强烈地影响砂土在宏观尺度上的力学响应、颗粒尺度上的能量分配机制以及剪切过程中的颗粒的组织结构演化。颗粒破碎主要影响小应变阶段各能量耗散元的分配机制,而在临界状态下剪切带内的颗粒摩擦以及破碎耗能是消耗外界功的主要因素。数值结果亦表明,颗粒的破碎伴随着整个剪切过程,但破碎率的增长速度却随着剪切应变的发展逐渐降低。另外,在剪切过程中,对于低破碎性土,在临界状态下剪切破碎带基本形成,带内的原有组织结构被打乱,断裂键的各向异性也随之弱化。
- 周博黄润秋汪华斌王剑锋
- 关键词：离散元破碎率能量耗散剪切带
- 基于抗滑桩土拱效应形成的细观数值模拟被引量：7
- 2013年
- 通过PFC2D数值模拟软件模拟边坡抗滑桩,研究不同桩型、桩间距及不同土体孔隙率对抗滑桩土拱承载能力的影响,利用颗粒位移不同对颗粒进行染色,进而观察土拱效应的形成、发展和破坏的过程。通过一系列数值模拟的比较,揭示出方形抗滑桩的土拱效应比圆形桩承载能力更强,且当桩间距S=4.6D时,土拱达到极限承载能力,之后土拱效应逐渐破坏。根据砂土孔隙率越大土拱效应越明显,但是超过一定区间抗滑桩将失去作用,指出桩的嵌入深度和滑动面以下土层同时影响土拱的承载能力。在观察抗滑桩土拱效应的形成发展及破坏的过程中,从细观角度分析桩间土体的位移与桩的边长之比ρ在(0.2,0.8)时,才能产生有效的土拱效应。
- 彭帅汪华斌周博李纪伟
- 关键词：土拱效应颗粒流细观分析
- 基于均匀化理论的土石混合体应力应变关系被引量：4
- 2013年
- 将土石混合体等效为理想的二元介质混合材料,假定块石元为理想的脆弹性材料,土体元为典型的弹塑性材料。选取邓肯-张模型定义土体的本构关系,引入块石元局部应变系数建立土石混合体代表单元体积平均应变与其中块石元、土体元微应变的桥联关系。通过均匀化理论对土石混合体代表单元的一般应力应变关系进行了详细探讨。选取广东省云罗高速高填路基土石混填料中的残积粉质粘土,通过室内常规三轴压缩实验对土体邓肯-张模型的参数进行标定,描绘出不同围压及不同含石率条件下土石混合料一般应力应变关系曲线图。结果表明,均匀化理论得到的函数关系式能够较好地反映土石混合体在不同条件下的一般应力应变关系。随着土石混合体含石率的提高其抗剪能力显著增加,但当含石率小于0.3时,块石元的增强效应并不明显。
- 周博卢自立汪华斌李纪伟
- 关键词：土石混合体均匀化理论二元介质模型
- 基于监测数据的加筋高填路堤分层填筑变形特性分析被引量：2
- 2014年
- 在高填路堤建设中,铺设土工格栅对沉降的影响一直是关注热点之一。结合云罗高速公路高填路堤建设,本文采用数值方法模拟了分层填筑路堤施工过程的沉降规律,并结合监测数据,探讨了高填路堤加筋土在沉降控制方面的基本规律。结果表明:高填路堤填土过程中,土工格栅使土体位移重新分布。水平位移和垂直位移均减小了,这在一定程度上防止了不均匀沉降,且土工格栅对水平位移的影响随着填土厚度的增加而加大。同时,在典型路堤加筋土分层填筑过程中,单向土工格栅降低水平位移幅度为8.74%,而降低沉降幅度为3.82%。在分层填筑过程中,筋材有效地控制了路堤的不均匀沉降,使路堤最大沉降值降低,且监测点的水平位移最大降幅分别为8.62%、8.38%和4.16%。
- 雷鸣汪华斌李纪伟徐一鸣丘旭富郑必灿
- 关键词：加筋土高填路堤监测数据路堤变形沉降规律
- 斜坡地基PHC管桩加固参数研究的数值模拟结果分析被引量：5
- 2018年
- 高填路堤荷载作用下斜坡地基PHC管桩在不同设计参数下的工作性状及其处理效果是工程实践关注的重要问题。结合工程实际特点,本文应用有限差分数值模拟方法,通过在垫层中设置过渡网格,提出了路堤填土和垫层之间传力分析方法;结合FLAC3D建模分析,采用先地应力平衡再建立接触面的方法,解决了山区陡坡路段采用管桩加固路基时接触面影响初始地应力场的求解和平衡问题。以此为基础,重点研究了路基变形分布、PHC管桩受力和桩土荷载分担特性等随格栅模量、桩长、桩间距和桩帽尺寸等设计参数的变化关系。计算结果表明:PHC管桩加固高填路堤斜坡地基,可以有效地减小路基沉降以及路基深层水平位移;桩长对斜坡高填路堤PHC管桩复合地基的变形、管桩受力和桩土荷载特征的影响显著。在一定桩间距范围内,桩间距对于工程的总沉降和路堤边坡的稳定影响不大,但对于路堤不均匀沉降和桩土荷载分担特性影响较大。
- 汪华斌陈红垒周博王中文鲍磊
- 关键词：PHC管桩斜坡路基高填路堤
- 基于同伦分析法的非饱和土层固结问题的级数解
- 2014年
- 由于非饱和土的渗透系数是基质吸力的函数,使得控制方程带有强非线性的特征,进而使得控制方程的解析求解变得十分困难。同伦分析法对级数基函数和辅助线性算子的选择具有更大的自由性、灵活性,且收敛性的控制和调节更加容易实现,求解强非线性微分方程时在选择线性算子以及辅助参数上具有明显的优势。因此,针对非饱和土固结方程的非线性特征,对于处于地表浅层的非饱和土层,假设孔隙气压力为大气压力,在Richard经验公式与非饱和土一维固结理论的基础上,推导了非饱和一维固结无量纲控制方程;应用同伦分析法,通过选取适当的初始猜测解与辅助参数,将该非线性方程转换为线性的微分方程组并求解得到固结问题的级数解。此外,以压实高岭土为研究对象,在收集相关试验参数基础之上,将由同伦分析法求得的固结问题的近似解析解与有限差分法数值结果相对比,分析结果验证了解析解的正确性。
- 李纪伟汪华斌张玲
- 关键词：非饱和土一维固结级数解同伦分析法
