砂土非极限位移状态动土压力形成机理及拟动力计算研究

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项目介绍
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基本信息

  • 批准号:
    51708354
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The retaining structure is generally subjected to dynamic earth pressure due to earthquake or traffic loads. However, since the lateral deformation of the structure is under strict control or the displacement modes are different, the structure can not reach the limit displacement state required in the conventional earth pressure theory and thus it works in the non-limit displacement state. The existing methods can not accurately describe this kind problem of dynamic earth pressure. In this project the saturated sand is regarded as the main research object. Firstly, it is proposed to study the development of asymptotic state for the sand under cycle dynamic loads by the dynamic triaxial tests with controlled strain increment ratio. Then the quantitative relationship between stress ratio and strain increment ratio when the sand reaches asymptotic state is revealed. Secondly, the influences of the waveform, vibration times and frequency of the cycle dynamic loads on the asymptotic state for sand are analyzed, and a comparative study of the effect of the sand density and the consolidation state on the asymptotic state is carried out in order to explain the mechanics nature and the formation mechanism of dynamic earth pressure. Finally, the corresponding relationship between the mobilized friction angle of soil and the strain increment ratio under dynamic loads is summarized based on the experiments, and the pseudo-dynamic method is derived which can be applied to the dynamic earth pressure under non-limit displacement state. The interaction among the structure displacement, dynamic loads and earth pressure is established consequently. The calculation diagrams for engineering design are given, which will provide a theoretical reference for improving the method of the dynamic earth pressure in retaining and underground structure.
挡土结构普遍承受着地震或交通荷载引起的动土压力。但是,由于结构受到严格的侧向变形控制或存在位移模式的差异,无法达到传统土压力理论所需的极限位移状态,而是处于非极限位移状态下工作。现有计算方法无法准确地描述这类动土压力问题。本项目主要以饱和砂土为研究对象,通过控制应变增量比的动三轴试验,研究周期动荷载作用下砂土渐近状态的发展过程,揭示砂土达到渐近状态时的应力比与应变增量比的定量关系。分析周期动荷载的波形、振次和频率对砂土渐近状态的作用规律,对比砂土密实度和固结状态对砂土渐近状态的影响,从而阐释动土压力的力学本质和形成机理。在试验的基础上,总结动荷载下填土起动摩擦角与应变增量比的对应关系,推导提出可适用于非极限位移状态的动土压力拟动力计算方法,从而建立结构位移-动荷载作用-土压力这三者之间的作用关系。给出工程设计的计算图表,为改进支挡结构和地下结构的动土压力计算方法提供理论参考。

结项摘要

挡土结构普遍承受着地震或交通荷载引起的动土压力。但是,由于结构受到严格的侧向变形控制或存在位移模式的差异,通常是处于非极限位移状态下工作,现有计算方法无法准确地描述这类动土压力问题。本项目以地震荷载下的刚性挡土墙为研究对象,基于试验得出的结构-位移函数,总结了填土内摩擦角和墙土外摩擦角的发挥值与挡墙位移量的对应关系,结合水平层分析法和极限平衡理论,建立了可适用于非极限位移状态的动土压力拟动力计算方法,阐释了土体强度随结构位移状态的发展过程。推导建立挡土墙RB、RT、T模式下的地震非极限土压力和合力作用点的计算表达式。计算模型根据墙顶、墙底最大位移的不同分成2种非极限状态工况,可描述摩擦角沿着墙高逐渐发展的不同非极限位移状态工况,并建立了挡墙位移,地震动荷载和土压力之间的相互联系,揭示了非极限动土压力的形成机理。同时,考虑浸水条件下的挡土墙,建立了可计算地震主动和被动土压力的改进拟动力法,分析了浸水工况、二维渗流工况以及各项异性的渗流系数对地震土压力的影响,此外,针对临水的加筋挡土墙,提出了考虑地震作用和浸水条件综合影响的加筋条拉力计算方法。结果表明,RB模式下,土压力随挡墙位移增大而逐渐减小,直到达到主动极限状态;而挡墙的位移量越大,合力作用点高度却越低。对于RT位移模式,地震作用的影响则主要位于土压力曲线的中上部。挡墙位移量对合力的影响相对较小;挡墙位移量越大,土压力合力作用点越高。研究成果对改善支挡结构的抗震设计具有一定的理论参考意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
RT模式下地震非极限主动土压力的拟动力分析
  • DOI:
    10.16285/j.rsm.2019.1863
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄睿;汤金焕
  • 通讯作者:
    汤金焕
考虑土拱效应的黏性土地震主动土压力
  • DOI:
    10.16169/j.issn.1008-293x.k.2018.08.003
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    绍兴文理学院学报(自然科学)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄睿;任城;汤金焕
  • 通讯作者:
    汤金焕
Seismic active earth resistance of submerged backfill considering anisotropic seepage
考虑各向异性渗流的水下充填土抗震主动土抗震
  • DOI:
    10.1080/1064119x.2020.1755753
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Marine Georesources & Geotechnology
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Huang Rui;Yang Nan;Cheng Cong
  • 通讯作者:
    Cheng Cong
考虑土拱效应的地震被动土压力研究
  • DOI:
    10.13774/j.cnki.kjtb.2019.01.024
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    科技通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄睿
  • 通讯作者:
    黄睿
地震作用下临水加筋挡墙的加筋条拉力系数计算
  • DOI:
    10.13722/j.cnki.jrme.2017.0994
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄睿
  • 通讯作者:
    黄睿

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其他文献

降温模式对不同污泥形态厌氧氨氧化系统的影响研究
  • DOI:
    10.15985/j.cnki.1001-3865.2021.01.008
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境污染与防治
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈泽智;李柏林;王俊;余明星;王恒;李晔;黄睿
  • 通讯作者:
    黄睿
中国中东部雾霾污染与入境旅游的时空动态关联分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    自然资源学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐冬;黄震方;黄睿;侯国林;曹芳东
  • 通讯作者:
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中医药信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘萌;黄睿;谭洁;李宝龙;冯雪;王凤前;单毓娟
  • 通讯作者:
    单毓娟
常温下硝酸铵钙对硫铝酸盐水泥的早强作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄睿;廖宜顺;许媛媛
  • 通讯作者:
    许媛媛
小鼠神经细胞粘附分子胞内段原核表达载体构建及表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生物技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄睿;储成艳;马郁芳;李深
  • 通讯作者:
    李深

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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