不同排水条件下非饱和土中柱孔扩张问题的解析分析

周凤玺; 牟占霖; 杨汝贤; 张雅森

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不同排水条件下非饱和土中柱孔扩张问题的解析分析

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摘要

现有的圆柱孔扩张理论已可为诸如石油工程中井筒稳定性鉴定、及旁压和圆锥贯入实验分析等提供理论依据,但在非饱和地基压力注浆,复合地基处理等实际工程问题中却鲜有应用.基于弹塑性理论和非饱和土力学原理,采用统一强度理论,对非饱和土中柱形小孔扩张问题进行了解析研究.首先将柱孔周围土体分为弹性区和塑性区,并考虑在弹性区遵循小应变理论,在塑性区遵循大应变理论,同时考虑了中间主应力及粒间吸力对非饱和土体强度的影响.其次应用有效应力表示的统一强度准则,在本构关系、几何方程、动量平衡方程等基本方程的基础上,结合相应的边界条件,最终获得了不同排水条件下柱孔扩张时周围弹塑性区域内的应力场、应变场、位移场及极限扩孔压力的解析表达式.通过数值算例和参数分析,在与现有的饱和及非饱和土中柱孔扩张理论进行退化验证的同时,分析了吸力、剪胀参数、中主应力效应参数及初始径向有效应力等对弹塑性区域内的应力场、应变场及位移场的影响规律,验证了本文理论的正确性及有效性,以期为实际工程问题提供合理的理论依据.

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来源
《力学学报》 |2021年第5期|1496-1509|共14页
作者
周凤玺; 牟占霖; 杨汝贤; 张雅森;
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作者单位

兰州理工大学土木工程学院兰州730050;

西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州730050;

兰州理工大学土木工程学院兰州730050;

甘肃建投建设有限公司兰州730050;

兰州理工大学土木工程学院兰州730050;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类土和地基的应力;
关键词
非饱和土; 柱孔扩张; 统一强度准则; 极限扩孔压力; 弹塑性分析;

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