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期刊信息/Journal information
地下空间与工程学报
地下空间与工程学报

张永兴

双月刊

1673-0836

dxkjbjb@126.com

023-65120728；65127291；65120727

400045

重庆市沙坪坝重庆大学B区岩土工程研究楼二楼

地下空间与工程学报/Journal Chinese Journal of Underground Space and EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是有关城市地下空间开发利用的综合性科技刊物，旨在通过对国内、外地下空间开发利用新成果的交流，并兼论与之相关的地下工程与基础工程的科技问题，以促进我国地下空间的合理开发利用，实现城市建设的可持续发展。本刊具有内容广泛、深入浅出、理论与实践相结合，可为从事规划、土建、人防、地铁、隧道及岩土工程研究等有关专业人员提供有价值的信息。
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    围压对花岗岩强度特性与脆性的影响及其表征

    李艳杨宇冰梁文彪翟越...
    1528-1540页
    查看更多>>摘要：围压是影响岩石力学属性的主要因素之一.为了研究围压效应对花岗岩强度特性和脆性特征的影响效应及机理,以色季拉山花岗岩为研究对象,开展不同围压工况的室内三轴压缩试验,得到破坏形态、峰值应力等强度参数的变化规律,并在统一强度理论框架内构建考虑围压效应的三轴本构模型.基于全应力-应变曲线建立采用断裂能表征的岩石脆性评价指标,确定围压与岩石脆性的定量关系.在此基础上,采用RPFA软件模拟花岗岩在不同围压下的破坏全过程及声发射演化特性,揭示花岗岩的损伤演化机制.结果表明:围压可有效限制花岗岩内部细观裂纹的产生和扩展,进而显著提高花岗岩的宏观强度及变形性能;本文建立的三轴本构模型和脆性评价指标可有效反映围压效应对岩石强度特性和脆性的影响规律.

    花岗岩围压效应强度特性岩石脆性损伤演化机制

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    胶结土力学特性的状态相关性试验及模型预测

    陆勇冯海华朱文轩周亚...
    1541-1554页
    查看更多>>摘要：在土中掺入一定量的胶结物形成具有显著结构性的人工胶结土,被广泛应用于天然岩土体的改良.然而,结构性的存在往往会诱发胶结土相较重塑土呈现出更为复杂的力学特性,实现其力学行为的定量化分析及合理预测十分必要.此处针对胶结土力学行为的共性问题,开展了不同初始状态水泥胶结土的三轴压缩与剪切试验,系统分析了其力学特性的状态相关性,并采用状态相关模型开展其力学行为的计算预测.结果表明:(1)胶结土的峰值剪切应力比受初始状态量(孔隙比、围压、胶结性)的影响显著,而残余剪切应力比受初始状态量的影响较小,表明残余强度可作为一个状态无关的力学特性参数;(2)胶结土的等向压缩曲线受初始状态量(孔隙比、胶结性)的影响显著,但结构性损伤使得压缩曲线会逐渐向重塑胶结土压缩曲线趋近,表明重塑胶结土压缩曲线可作为固有压缩曲线;(3)通过计算能够较好地再现上述不同初始状态胶结土的等向压缩与三轴剪切试验结果,表明所采用的状态相关本构模型能够合理地描述胶结土的复杂力学行为.

    胶结土力学特性状态相关性本构模型

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    矿渣改性淤泥用于管沟回填的工程特性研究

    徐浩青施鑫淼刘松玉姜朋明...
    1555-1563页
    查看更多>>摘要：矿渣、淤泥是典型固废材料,为拓展资源化利用途径,以矿渣、硫铝酸盐水泥为固化剂,将淤泥改性为早强流动化土,并用于市政管沟回填工程.采用室内试验方法研究矿渣替代部分水泥后,流动化土在不同含水率、矿渣替代率下的施工和易性与力学特性.结果表明:当含水率增大时流动度会随之增大而密度将随之减小,矿渣替代率的改变对流动度、密度影响有限;流动化土的无侧限抗压强度随着龄期的增加而增加,但随含水率和矿渣替代率的增加而减小,当矿渣替代率小于42.9％时,养护1天后强度可达100 kPa以上,流动化土的抗干湿循环能力随矿渣替代率的增加而降低;流动度与填充性呈正相关,当流动度＞200 mm时,流动化土的填充率可达97％以上,能较好为工程所用.

    淤泥矿渣流动化土施工和易性无侧限抗压强度干湿循环

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    负温养护下水泥稳定粉质黏土的剪切特性研究

    谭俐伶路建国万旭升王寅栋...
    1564-1580页
    查看更多>>摘要：水泥稳定土广泛应用于寒区岩土的改良,明晰负温养护条件下水泥稳定土剪切强度的主控因素及变化机制对于寒区工程安全运维具有重要意义.本文开展了不同养护温度、水泥含量、含水率、龄期条件下水泥稳定粉质黏土的剪切特性试验,分析了负温养护下水泥稳定粉质粘土剪切强度的变化规律.结果表明:负温养护下水泥稳定土的抗剪强度小于常规养护下水泥稳定土的抗剪强度;不同养护温度下水泥稳定土的剪切破坏形态表现出不同程度的脆性效应;抗剪强度随着水泥含量的增加而增大,初始含水率为16％～20％时对水泥稳定土强度增长最为有利;水泥稳定土的黏聚力随着水泥含量的增加而增大,随着初始含水率的增加先增大后减小;内摩擦角随着水泥含量及初始含水率的增加也呈现先增大后减小的趋势.

    水泥稳定土负温养护抗剪强度黏聚力内摩擦角微观结构

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    砂土中抗拔螺杆桩承载力及变形特性研究

    陈亚东于艳孙华圣龚成中...
    1581-1588,1664页
    查看更多>>摘要：通过基于数字图像相关技术的模型试验和离散元数值模拟方法(PFC),研究了叶片设置、砂土相对密实度、受荷工况等因素对螺杆桩抗拔承载力和变形特性的影响,利用试验结果校准离散元程序的细观参数,模拟结果用于分析螺杆桩的荷载分担特性、螺纹叶片间距对承载力的影响以及桩周土体滑动面特征.结果表明:抗拔工况下桩基荷载-位移曲线呈现软化特征,0.05D破坏准则适用于抗拔桩的极限承载力判定,叶片的设置使得桩承载力提高37％,螺纹段荷载分担比接近70％,直杆段荷载分担比是抗压工况的2倍;上拔承载力随叶片间距增加呈降低趋势,H/D=1.00是此工况下合理参数;砂土相对密实度的提高使得螺杆桩和直杆桩抗拔承载力分别增长19.4％、26％,而对抗拔桩周围土体位移模式影响有限,螺杆桩桩周土体最大影响范围约为4D,而直杆桩约为2D.

    抗拔螺杆桩模型试验离散单元法承载力位移模式

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    预应力波纹钢-混凝土组合板力学性能分析

    赵国庆曹蓓蕾孙哲
    1589-1599页
    查看更多>>摘要：为充分发挥波纹钢-混凝土组合板力学性能,本文提出预应力波纹钢-混凝土组合板结构.在利用试验结果验证数值模型准确性的基础上,对不同类型组合板进行了力学性能比较分析,研究了结构受荷历程和破坏模式,明确了上波纹钢板和预应力的作用机制,二者组合后显著提高了组合板弹性工作范围和抵抗破坏能力.进一步通过参数化分析,研究了预应力双层波纹钢-混凝土(PSCS)组合板力学性能变化规律,结果表明:波纹钢板型号、核心混凝土厚度、栓钉间距及预应力水平对PSCS组合板抗滑移能力和抗破坏能力影响重大,其中核心混凝土厚度和波纹钢板波形影响更为明显,恰当的预应力水平能够更好发挥PSCS组合板力学特性.研究结果可为预应力波纹钢-混凝土组合板结构的设计和优化提供参考和指导.

    预应力双层波纹钢混凝土组合结构力学性能

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    新型高强钢管格栅拱架接头抗弯性能分析

    宋远黄明利李然李怀宾...
    1600-1612页
    查看更多>>摘要：拱架接头作为整环结构受力及变形的薄弱部位,合理的接头型式是结构设计的关键,其力学特性对准确评价整体承载性能至关重要.为评估高强钢管格栅螺栓端板接头和组合套筒接头的受力性能,开展了接头足尺抗弯试验和数值模拟,探讨了两种接头的破坏形态、变形挠度、承载力及应力应变等特征指标的变化规律,并对接头抗弯刚度和承载力进行了定量评价.结果表明:在加载过程中两种接头呈现出典型的弹性增长阶段、塑性发展阶段、稳定承载阶段或残余强度阶段;螺栓端板接头表现为平滑曲线形破坏模式,组合套筒接头表现为折曲形破坏模式;相较于组合套筒接头,螺栓端板接头的极限弯矩提高了 46.4 kN·m,相应的挠度减小了 18.5 mm,初始抗弯刚度和使用阶段抗弯刚度分别提高了 1 011 kN·m2和877 kN·m2;两种接头的钢管应变响应规律基本一致,呈现出外环受压、内环受拉的分布特征,外侧受压率先进入屈服阶段;螺栓端板接头变形受力稳定,开口变形量小,螺栓安全系数高;组合套筒接头承载能力较低,可变形程度较高.研究成果可为隧道工程钢管格栅支护结构的接头设计及工程应用提供借鉴.

    隧道工程高强钢管格栅接头型式抗弯性能模型试验数值模拟

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    断层错动区隧道波纹板支护力学性能研究

    张宏涛刘杉纪旭徐永伟...
    1613-1623页
    查看更多>>摘要：地震引起的永久性地层运动容易导致隧道结构破坏,波纹结构具有良好的大变形能力,在隧道支护中的应用逐渐增多,但是断层错动作用下隧道波纹板支护的力学性能研究较少.本文首先介绍了自主设计的走滑断层模拟装置,利用相似比理论,选取松散沙土和PVC螺旋波纹管进行了跨断层隧道波纹板支护的模型试验,得到了不同错动距离下螺旋波纹管的环向和轴向变形.然后参考规范确定了管土相互作用的土弹簧系数,对断层错动作用的螺旋波纹管进行数值模拟并与试验对比,得到了土弹簧系数的变化规律.最后研究了断层错动下加强肋刚度和土体约束作用对隧道波纹板支护性能的影响规律,结果表明:最大轴向拉压应变发生在断层左右两侧;加强肋刚度增大到一定数值后,波纹板变形和最大错动距离基本保持稳定;波纹板达到相同的变形时,土体约束作用越强错动距离越小.

    断层滑动波纹板支护管-土作用模型试验数值模拟

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    考虑土拱效应的微型桩组合结构合理桩间距研究

    朱彦鹏成栋
    1624-1633页
    查看更多>>摘要：目前,微型抗滑桩及微型桩组合抗滑结构的桩间距一般由工程经验确定,极大地影响了其抗滑性能.针对这一问题,将桩间土拱拱轴线视为抛物线,分别以拱顶或拱脚处土体达到极限状态为控制条件给出最大桩间距计算公式,并与模型试验结果对比分析,验证了其合理性.在此基础上,考虑桩间土拱与桩群间土拱的相互作用,建立了微型桩组合抗滑结构合理桩间距简化计算模型,将简化工程实例计算结果与数值模拟结果对比分析,验证了该计算模型的合理性.本文建立的桩间距计算模型可以为微型桩群桩位的布置提供理论依据.

    边坡微型桩土拱桩间距桩群横向间距

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    基于PFC的微波辅助PDC齿破岩数值模拟

    李扬叶一亨刘勇向杨...
    1634-1647页
    查看更多>>摘要：微波辅助机械破岩是近年来提出的一种破岩新方法,为探索该方法辅助PDC钻头破碎难钻地层的可行性,本文基于离散元软件PFC的黏结颗粒模型(BPM),建立了微波加热下PDC齿与岩石互作用模型,研究了不同微波照射条件对PDC齿切削破岩的影响.结果表明:在相同微波照射时间下,照射功率较低时,切削破岩模式以PDC齿的挤压刮切作用为主,随着功率的提升,岩石内部热裂纹逐渐增多,破坏模式转变为微波诱导热裂纹所主导的脆性块状破坏为主;微波损耗功率达到3.51 kW、照射90 s后,平均切削力和破岩比功分别较常规切削时降低56.77％和73.9％,微波损耗功率越大,照射时间越长,破岩效率越高;微波照射可减小切削力的波动幅度,使切削力的变化更平缓,有助于提高PDC齿的工作寿命.

    微波辅助破岩PFC切削破岩PDC齿

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