孔祥兵
- 作品数：8 被引量：98H指数：7
- 供职机构：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院西部之光基金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球更多>>
- 一年内列车荷载作用下冻土路基的应力分布被引量：3
- 2014年
- 冻土路基土体的物理性质与温度有密切关系,在不同的季节,路基内的变形场和应力场会相应发生变化.为了说明路基内变形场和应力场的季节性差异,以青藏铁路某断面为例,对冻土路基在有、无列车荷载两种工况下进行了数值模拟,系统分析了两种工况下路基内的变形场和应力场特点.结果表明:路基修筑后,在自重作用下会产生较大瞬时变形;由于路基内温度场随时间变化,路基内各点的位移也随时间发生变化,且位移时程曲线与温度时程曲线大体呈负相关.在有、无列车两种工况下路基竖向位移分布都是由道砟中心向路基内部逐渐减小,但数值明显不同;由列车荷载引起的最大竖向附加变形发生在路基顶面中心点,在10月15日、1月15日、4月15日,变形量分别为-4.94 mm、-3.24 mm、-2.56 mm.对于路基底面中心点和地基浅层中心点,由列车荷载引起的附加应力在10月15日最大、1月15日次之、4月15日最小,附加应力最大达到19.48 kPa;列车荷载主要影响路基上部土体应力分布,对下部土体应力分布影响较小.
- 孔祥兵赵淑萍穆彦虎罗飞
- 关键词：冻土路基列车荷载变形场应力场
- 分级加载下冻结兰州黄土滞回曲线形态特征的试验研究被引量：13
- 2014年
- 滞回曲线的形态特征可以采用滞回曲线长轴的斜率k、滞回曲线的短轴与长轴之比α、相邻滞回曲线中心点之间的距离d、残余应变εp和滞回曲线所围成的面积S五个参数进行定量表征。通过动三轴试验,采用分级加载方式逐级施加动荷载,对不同频率、围压和负温下冻结兰州黄土滞回曲线的形态特征进行试验研究。结果表明:大多数情况下,k和α随动应力幅的增加最终趋于一稳定值;d和εp近似相等,随动应力幅的增加,d、εp和S均逐渐增大;随频率和围压的增加,k的稳定值逐渐增大,α的稳定值逐渐减小,d、εp和S也逐渐减小;随温度的降低,k的稳定值逐渐增大;当温度大于等于-1℃时,随温度的降低,α、d、εp和S的值没有明显变化、或者有变化但没有一定规律,但此时该4个参数的取值明显大于-2℃时的各参数取值。
- 罗飞赵淑萍孔祥兵焦贵德
- 关键词：动三轴试验滞回曲线
- 分级循环荷载作用下冻土动应变幅值的试验研究被引量：9
- 2014年
- 通过低温动三轴试验,采用分级加载方式逐级施加动荷载,对不同加载频率、围压和负温条件下青藏冻结黏土和兰州黄土的动应变幅值变化特征进行了试验研究。结果表明,同一级荷载作用下,动应变幅值随振次的增加基本不变,可以采用平均值来反映各级加载下的动应变幅值;不同加载频率、围压和温度条件下,动应变幅值随动应力幅值的变化规律相同,即随着动应力幅值的增加,动应变幅值逐渐增大;动应变幅值随加载频率的增加而减小,但减小的速率逐渐降低,动应变幅值最终趋于一稳定值,对于青藏黏土和兰州黄土,该稳定值均随加载级数的增加而增加;随着围压的增加,青藏黏土的动应变幅值变化不大,而兰州黄土的动应变幅值呈逐渐减小的趋势;动应变幅值随温度的降低而减小。动应力幅值对动应变幅值的影响最大,动荷载振动频率的影响次之,温度的影响第三,围压的影响最小。
- 罗飞赵淑萍马巍焦贵德孔祥兵
- 关键词：动三轴试验分级加载
- 分级加载下冻土动弹性模量的试验研究被引量：24
- 2013年
- 基于黏弹性理论,将动态弹性模量的最大值定义为冻土的动模量,通过计算滞回曲线中直线斜率的方法来计算冻土的动模量。通过动三轴试验,对不同频率、围压和负温条件下冻土的动模量随动应变幅的变化规律进行了试验研究,结果表明:在不同频率(0.1～20 Hz)、围压(0.3～2 MPa)和负温(-0.2～-2℃)条件下,青藏黏土的动模量取值范围为393～1749 MPa,兰州黄土的动模量取值范围为101～713 MPa;同一级加载下,动模量随着振次的增加基本不变,可以采用平均值来表征该级加载下的动模量;对于青藏黏土和兰州黄土,不同频率条件下,动模量随动应变幅的增加最终趋于一稳定值,该稳定值随加载频率的增加而增大;不同温度和围压条件下,随着动应变幅的增加,动模量先减小再趋于一个稳定值,该稳定值随围压的变化较复杂,随温度的降低而增大。
- 罗飞赵淑萍马巍焦贵德孔祥兵
- 关键词：冻土动三轴试验分级加载动模量
- 青藏冻结黏土滞回曲线形态特征的定量研究被引量：29
- 2013年
- 滞回曲线的形态特征包括不闭合程度、宽窄程度、向应变轴的整体倾斜程度、密集程度和面积,采用残余应变p、滞回曲线的短轴与长轴之比、滞回曲线长轴的斜率k、相邻滞回曲线中心点之间的距离d和滞回曲线所围成的面积S五个参数定量表征滞回曲线的上述形态特征。对不同负温条件下的冻结青藏黏土进行动三轴试验,分析滞回曲线的形态特征,结果表明:同一级动荷载下,p,,k,d和S随振次的增加变化不大,因此,可以采用各参数的平均值来反映各级加载下滞回曲线的形态特征;随着动应变幅的增加,p,,d和S逐渐增大,k逐渐减小,即滞回曲线越来越不闭合、越来越宽、向应变轴整体越来越倾斜、越来越疏松、面积也越来越大,表明土的残余塑性应变、黏滞性、细观损伤程度和能量耗散越来越大,刚度越来越小。
- 罗飞赵淑萍马巍焦贵德孔祥兵
- 关键词：土力学滞回曲线
- 循环荷载下冻土的滞回圈演化规律被引量：27
- 2013年
- 对-1℃的冻土试样在频率5 Hz的循环荷载下进行了单轴压缩试验,探讨了冻土在循环荷载下的滞回圈演化规律。结果表明:累积应变与循环次数的关系曲线可分为破坏型和稳定型。对于破坏型曲线,循环过程中滞回圈表现出从稀疏—紧密—略微稀疏的变化特征,滞回圈的不闭合程度和面积都呈现出从大—小—略微变大的特征;对于稳定型曲线,循环过程中滞回圈表现出从稀疏—紧密的变化过程,滞回圈的不闭合程度和面积整体上看都比较小,且有逐渐变小的趋势。无论破坏型还是稳定型曲线,各个循环的卸载段始终表现出应变滞后于应力;对于破坏型曲线,初始循环的加载段应变滞后于应力,到一定循环次数后应变基本与应力同步,滞回圈呈柳叶型;对于稳定型曲线,初期循环的加载段应变基本与应力同步,到一定循环次数后应变超前于应力,滞回圈呈新月型。最大动应力越大,滞回圈的面积越大,每个循环中的能量耗散越多,试样越容易破坏。
- 焦贵德赵淑萍马巍罗飞孔祥兵
- 关键词：冻土循环荷载
- 循环荷载下高温冻土的变形和强度特性被引量：12
- 2013年
- 对-1℃的冻土试样在频率为3,5,8 Hz的循环荷载下进行了单轴压缩试验,探讨了冻土在循环荷载下的累积变形和动强度。结果表明:循环荷载作用下冻土的累积变形大小由加载的最大动应力大小决定,同一频率下加载的最大动应力越大,相同循环次数时的累积应变越大;根据加载的最大动应力的大小,累积应变与循环次数的关系曲线可表现为破坏型、稳定型和过渡型3种形态之一。加载频率对冻土累积应变的影响规律复杂,且受加载的最大动应力影响;当最大动应力较小时,频率的影响不明显;当最大动应力比较适中时,大体上频率越高,累积应变越大;当最大动应力比较大时,频率越高,累积应变越小。在3%,5%和10%的破坏应变下,频率为8 Hz时冻土的动强度最大,而3 Hz和5 Hz的动强度比较接近。
- 焦贵德赵淑萍马巍罗飞孔祥兵
- 关键词：高温冻土循环荷载动强度
- 列车荷载作用下冻土路基中的动应力计算研究被引量：14
- 2013年
- 冻土路基在列车荷载作用下的动力响应是一个复杂的热、力相互作用过程,又是一个急需解决的实际工程难题.应用冻土物理学、冻土力学、传热学等基本理论建立冻土路基的动力分析模型,以青藏铁路某普通路基典型断面为例,对冻土路基在列车荷载作用下的动力响应进行了数值模拟,并系统的分析了路基内动应力、位移、加速度等动力响应特点.结果表明：普通路基修筑后,在路基及其下部地基中将会产生大片力学性质不稳定的高温冻土层;在列车荷载作用下,路基内土体产生竖向加速度,随着深度增加,加速度波动范围减小,路基顶面中心点加速度波动范围比路基底面中心点大一个量级.路基竖向位移由道砟中心向内部呈圆弧状逐渐减小,整个分布关于路基中线对称;在不同季节的路基上施加列车荷载时,路基顶面的动应力差异不大,但路基底面的动应力差异达7.5kPa.不同季节的路基内动应力随深度的衰减曲线不同,路基表面以下2m和大于15m的深度范围内,差异较小;2~15m的范围内,差异较大.
- 孔祥兵赵淑萍穆彦虎罗飞
- 关键词：列车荷载冻土路基温度场动应力加速度
