砂土盾构隧道掘进开挖面稳定理论与颗粒流模拟研究_缪林昌
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第 55 卷第 2 期2024 年 2 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.55 No.2Feb. 2024三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究刘昂1, 2,张尔康1,林文丽3(1. 南京工业大学 交通运输工程学院,江苏 南京,211816;2. 南京智慧岩土工程技术研究院有限公司,江苏 南京,211899;3. 东南大学 交通学院,江苏 南京,211189)摘要:结合声发射(AE)传感装置开展考虑水泥掺入比、围压等条件的水泥胶结砂排水三轴试验。
研究结果表明:水泥胶结砂的AE 特征信息演化规律与应力−应变曲线具有较好的对应性;累计AE 事件随水泥掺入比的增大而减小,这与水化物的增加抑制了砂颗粒间滑移密切相关;随围压增大,累计AE 事件增大,同时促进了AE 信号在介质中的传播和胶结的断裂;随着水泥掺入比增加、围压降低,水泥胶结砂破坏形态由鼓胀破坏逐渐向剪切带破坏过渡。
关键词:声发射;水泥胶结砂;水泥掺入比;三轴剪切;破坏模式中图分类号:TU411 文献标志码:A 文章编号:1672-7207(2024)02-0618-10Evolution of acoustic emission characteristic of cemented sandsubjected to triaxial compression testsLIU Ang 1, 2, ZHANG Erkang 1, LIN Wenli 3(1. College of Transportation Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China;2. Nanjing Intelligent Geotechnical Engineering Technology Research Institute, Nanjing 211899, China;3. School of Transportation, Southeast University, Nanjing 211189, China)Abstract: A series of drained triaxial compression tests, incorporated with acoustic emission(AE) measurement system, were conducted on cemented sands with various cement mixing ratios under different confining stresses. The results show that the evolution of AE characteristic information of cement-bonded sand has a good correspondence with the stress-strain curve. The cumulative AE hits linearly decrease with the increase of cement收稿日期: 2023 −04 −05; 修回日期: 2023 −06 −01基金项目(Foundation item):国家自然科学基金资助项目(42102319);江苏省自然科学基金资助项目(BK20210259);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2242022k30055) (Project(42102319) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(BK20210259) supported by the Natural Science Foundation of Jiangsu Province; Project (2242022k30055) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities)通信作者:林文丽,博士,副教授,从事岩土材料宏微观力学特性、声发射智能感测技术在岩土工程中的应用等研究;E-mail :****************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.02.015引用格式: 刘昂, 张尔康, 林文丽. 三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2024, 55(2): 618−627.Citation: LIU Ang, ZHANG Erkang, LIN Wenli. Evolution of acoustic emission characteristic of cemented sand subjected to triaxial compression tests[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2024, 55(2): 618−627.第 2 期刘昂,等:三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究mixing ratio, attributed to the restraining effect of the hydration products on micromechanical behaviors dominated by the frictional sliding of sand particles. While the cumulative AE events increase with the increase of confining stress, primarily due to the higher confining stress promoting the propagation of the AE signal in the medium and the fracture of the cementation. The failure pattern of cemented sand gradually shifts from bulging failure to shear band failure with the increased cement mixing ratio and decreased confining stress.Key words: acoustic emission; cemented sand; cement mixing ratio; triaxial compression tests; failure pattern国家“一带一路”“海洋强国”等国家重大战略的实施推动了一大批重大工程建设。
土体的流变性研究姓名:学号:4160146120XX学院:建筑工程学院专业:建筑与土木工程摘要:简述土体的流变理论,对土体流变性的研究方法和流变模型都分别做了分类阐述及评价,并概述了土的流变试验,对土的流变特性研究发展趋势提出了几点意见。
关键字:流变性研究方法流变模型流变试验一、土体的流变理论土体变形与应力和时间有关的现象称为土体的流变现象。
土的流变机理在于:在骨架应力(有效应力)作用下,土颗粒表面吸附水(气)具有粘滞性,从而使颗粒的重新排列和骨架体的错动具有时间效应,土体变形延迟,即变形与时间有关;而另一方面土体变形受到边界约束,这种约束有阻挡蠕动变形发展的趋势,因此,土体内部应力随之逐步调整,即应力也与时间有关。
土体的流变性是土的重要的工程性质之一。
在工程实践中,土体的流变现象主要包括以下几个方面。
1、蠕变——即恒定应力作用下变形随时间增长的现象。
2、松弛——即恒定变形的情况下应力随时间衰变的现象。
3、流动——即给定的时间的变形的速率随应力变化的现象。
4、长期强度随受荷历史变化的现象。
土体的流变变形分为压缩和剪切两大类。
在沉降分析中主要考虑土体受压时的流变特性,强度问题则主要研究土体受剪时的流变特性。
土体的流变性质首先与土体的结构有关,无论砂性土还是粘土都具有一定程度的流变性质。
土的流变性质还与应力大小和温度有关。
二、土体的流变性的研究方法流变性是土的重要特性之一,早在1948年荷兰学者Genie E.C.W.A和我国学者陈宗基开始了土的流变性的研究,应用实心圆柱土样的扭转试验,验证了Bingham 粘滞塑性流动定律对土的适用性,最早创立了土流变学。
在1953 年第三届国际土力学和基础工程会议( ICSMFE) 上,提出了蠕变变形直接或间接地对土力学的所有过程起作用,蠕变研究将影响土力学将来的发展,随后,广泛展开了对土体流变性的研究,取得了大量的成果,并成为土力学研究的热点。
土体流变性质研究可以从微观、细观或宏观表现展开。
DESIGN & CALCULATION设计计算地铁盾构穿越建筑物施工位移的数值分析郑权恒,郑宝瑞,冯岩岩,武龙堂,刘如松(中冀建勘集团有限公司,河北石家庄 050227)[摘要]文章对盾构施工的控制原则、力学原理与邻近群桩动态预测进行了分析,基于实际工程开展了数值模拟分析,探究了分别处于穿越群桩以及穿越一般底层这两类情况下地铁盾构的土体位移状况,对比数值模拟分析结果并得出相关结论。
[关键词]地铁盾构;数值模拟;地表位移[中图分类号]U231+.3 [文献标识码]A [文章编号]1001-554X(2023)04-0127-04 Numerical analysis of construction displacement of subway shield tunneling through buildings ZHENG Quan-heng,ZHENG Bao-rui,FENG Yan-yan,WU Long-tang,LIU Ru-song现今在我国有关地铁盾构隧道施工的相关研究比较丰富,尤其是有关地表沉降的研究,但是在这些研究中很少会考虑施工相关因素以及地质特性,通常都是以介质随机理论作为研究基础。
而在有关穿越高层建筑桩基托换的研究一般分析对象都是单桩或者单孔隧道,有关双线盾构施工力学的研究则大多依托于经验并不深入,在实际的施工活动中很难实现良好控制。
本文基于某地铁盾构隧道的施工状况,借助FLAC3D软件进行三维数值模拟分析,探究处于不同情况下地铁盾构的位移状况,对盾构隧道周围相关建筑物产生的影响作了评价,并针对施工安全控制工作提出了相关建议。
1 盾构施工控制原则1.1 盾构施工法在地铁隧道的施工中应用盾构法,因为是部分出土甚至全部不出土,所以地层会受到来自施工活动的较大影响进而会造成地表沉降的现象发生。
而发生地表沉降时具体沉降部位的分布与范围大小主要是受到盾构掘进的相关施工活动的控制。