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落砂成型过程及模型孔隙率影响因素研究

方薇, 周志刚

方薇, 周志刚. 落砂成型过程及模型孔隙率影响因素研究[J]. 岩土工程学报, 2019, 41(11): 2086-2093. DOI: 10.11779/CJGE201911014
引用本文: 方薇, 周志刚. 落砂成型过程及模型孔隙率影响因素研究[J]. 岩土工程学报, 2019, 41(11): 2086-2093. DOI: 10.11779/CJGE201911014
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FANG Wei, ZHOU Zhi-gang. Sand-fall molding process and influencing factors of model porosity[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2019, 41(11): 2086-2093. DOI: 10.11779/CJGE201911014
Citation: FANG Wei, ZHOU Zhi-gang. Sand-fall molding process and influencing factors of model porosity[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2019, 41(11): 2086-2093. DOI: 10.11779/CJGE201911014
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落砂成型过程及模型孔隙率影响因素研究  English Version

  • 长沙理工大学交通运输工程学院,湖南 长沙 410114

详细信息
    作者简介:

    方 薇(1984— ),男,博士,讲师,主要从事土力学方面的教学和科研。E-mail: fangwei5642366@163.com。

    通讯作者:

    周志刚，E-mail：fangwei5642366@163.com

  • 中图分类号: TU432

Sand-fall molding process and influencing factors of model porosity

  • School of Traffic and Transportation Engineering of Changsha University of Science & Technology, Changsha 410114, China

摘要

    摘要
  • 摘要: 以颗粒流程序PFC3D为研究工具,结合室内试验,对于落砂成型过程及成型孔隙率的变化规律进行了研究。首先,对落砂过程及结拱现象进行了分析,提出了一种带底孔筒仓流动模型,设计了优化的方形出砂头方案并将其应用于落砂成型试验;然后,利用PFC3D对落高、出砂头孔径、移动速度等因素对成型孔隙率的影响规律进行了模拟和验证。研究表明：当孔径增大时,一次出漏的颗粒数增多,成型时颗粒与颗粒之间的位置尚来不及调整,粒间孔隙较大。随着出砂头移动速度的增大,堆积层次与冲击次数增加,颗粒间的孔隙将会减小。落高增大导致冲击时的动能增大,密实度因而也随之增大。对于所考察的3种试验因素,物理试验与数值模拟均呈现出相同的影响规律。此外,提出的落砂成型孔隙率多因素相关模型具有很好的适应性。
    Abstract: Using the PFC3D as the research tool, accompanied with the laboratory tests, the sand-fall molding process and porosity variation of model are analyzed. Firstly, the falling order and arching phenomenon are studied. Thus, the flow model for the straight hopper with a central bottom hole is suggested, and an optimized square outlet is adopted in the laboratory tests. Subsequently, the PFC3D is utilized to simulate and to verify the influences of height, aperture and velocity of outlet on the model porosity. The research results show that the particles leak densely when the aperture increases, thus, the particles of model can not adjust their positions in time, and the porosity remains large. With the increase of the velocity of outlet, the times of stacking and colliding both increase, and the porosity decreases. When the falling height increases, the kinetic energy is amplified in collision, and the porosity decreases. For the above mentioned factors, both the physical and the numerical tests show the same rules, and the suggested multivariate correlation model has a good adaptability.
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    • 参考文献(14)
  • [1] LAGIOIA R, SANZENI A.Water and vacuum pluviation of sand specimens for the triaxial apparatus[J]. Soil & Foundations, 2006, 46(1): 61-67.
    [2] 李浩, 罗强, 张正. 砂雨法制备砂土地基模型控制要素试验研究[J]. 岩土工程学报, 2014, 36(10): 1872-1878.
    (LI Hao, LUO Qiang, ZHANG Zheng.Experimental study on control element of sand pourer preparation of sand foundation model[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2014, 36(10): 1872-1878. (in Chinese))
    [3] 马险峰, 孔令刚, 方薇. 砂雨法试样制备平行试验研究[J]. 岩土工程学报, 2014, 36(10): 1791-1800.
    (MA Xian-feng, KONG Ling-gang, FANG Wei.Parallel tests on preparation of samples with sand pourer[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2014, 36(10): 1791-1800. (in Chinese))
    [4] 程朋, 王勇. 砂雨法制备三轴砂样的影响因素及均匀性研究[J]. 长江科学院院报, 2016, 33(10): 79-83.
    (CHENG Peng, WANG Yong.Factors and homogeneity of triaxial sand specimen preparation with air pluviation[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 2016, 33(10): 79-83. (in Chinese))
    [5] 周健, 池毓蔚, 池永. 砂土双轴试验的颗粒流模拟[J]. 岩土工程学报, 2000, 22(6): 701-704.
    (ZHOU Jian, CHI Yu-wei, CHI Yong.Simulation of biaxial test on sand by particle flow code[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2000, 22(6): 701-704. (in Chinese))
    [6] 孔亮, 彭仁. 颗粒形状对类砂土力学性质影响的颗粒流模拟[J]. 岩石力学与工程学报, 2011, 30(10): 2112-2119.
    (KONG Liang, PENG Ren.Particle flow simulation of influence of particle size shape on mechanical properties of quasi-sands[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2011, 30(10): 2112-2119. (in Chinese))
    [7] 张孟喜, 张石磊. H-V加筋土性状的颗粒流细观模拟[J]. 岩土工程学报, 2008, 30(5): 625-631.
    (ZHANG Meng-xi, ZHANG Shi-lei.Behavior of soil reinforced with H-V inclusions by PFC2D[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2008, 30(5): 625-631. (in Chinese))
    [8] 周健, 白彦峰, 张昭. 砂土中群桩室内模型试验及颗粒流模拟研究[J]. 岩土工程学报, 2009, 31(8): 1275-1280.
    (ZHOU Jian, BAI Yan-feng, ZHANG Zhao.Lab model tests and PFC2D modeling of pile groups in sands[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2009, 31(8): 1275-1280. (in Chinese))
    [9] 贾敏才, 王磊, 周健. 干砂强夯动力特性的细观颗粒流分析[J]. 岩土力学, 2009, 30(4): 871-878.
    (JIA Min-cai, WANG Lei, ZHOU Jian.Mesomechanical analysis of characteristics of dry sands in response to dynamic compaction with PFC2D [J]. Rock and Soil Mechanics, 2009, 30(4): 871-878. (in Chinese))
    [10] 王连庆, 高谦, 王建国. 自然崩落采矿法的颗粒流数值模拟[J]. 北京科技大学学报, 2007, 29(6): 557-561.
    (WANG Lian-qing, GAO Qian, WANG Jian-guo.Numerical simulation of natural caving method based on particle flow code in two dimensions[J]. Journal of University of Science and Technology Beijing, 2007, 29(6): 557-561. (in Chinese))
    [11] 王涛, 盛谦, 熊将. 基于颗粒流方法自然崩落法数值模拟研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2007, 26(增刊2): 4202-4207.
    (WANG Tao, SHENG Qian, XIONG Jiang.Research on numerical simulation of natural caving method based on particle flow method[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2007, 26(S2): 4202-4207. (in Chinese))
    [12] CUNDALL P A.PFC2D user’s manual (Version 3.1)[M]. Minnesota: Itasca Consulting Group, Inc, 2004.
    [13] 陆厚根. 粉体技术导论[M]. 上海: 同济大学出版社, 1998.
    (LU Hou-gen.Introduction of powder technology[M]. Shanghai: Tongji University Press, 1998. (in Chinese))
    [14] 陶珍东, 郑少华. 粉体工程与设备[M]. 2版. 北京: 化学工业出版社, 2010.
    (TAO Zhen-dong, ZHENG Shao-hua.Powder technology and equipment[M]. 2nd ed. Beijing: Chemical Industry Press, 2010. (in Chinese))
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    1. 马乐，李云，陈晨文. 上软下硬地层CSM整体式止水帷幕施工关键技术. 施工技术(中英文). 2024(11): 97-102 . 百度学术
    2. 陈伟. 复杂富水地层地铁深大基坑渗漏治理技术研究. 施工技术(中英文). 2024(13): 109-114 . 百度学术
    3. 孙立光，朱颖，时刚，王瑜，刘攀，郜新军，朱超杰. 饱和地基中劲芯水泥土墙隔振的二维BEM-FEM耦合分析. 世界地震工程. 2024(04): 164-178 . 百度学术
    4. 任路，秦超，向虎，杨天成，李荣华. 武汉某高层建筑深基坑设计与施工. 施工技术(中英文). 2023(01): 119-124 . 百度学术
    5. 代兴云，应卫超，孙海明. 深基坑承压水组合式处理措施的研究及应用. 城市道桥与防洪. 2023(01): 178-182+23 . 百度学术
    6. 刘树佳. 上海地区特深圆形竖井开挖承压水控制技术及效果. 水资源与水工程学报. 2023(01): 127-134 . 百度学术
    7. 魏斌，刘长斌，康建国，刘畅，杨宇航. 富水软土地区超深基坑CSM施工技术研究. 建筑施工. 2023(01): 18-21 . 百度学术
    8. 刘鹭. 双轮铣深层搅拌工法在复杂城市地下空间开发的应用研究. 福建建设科技. 2023(03): 41-44 . 百度学术
    9. 李成巍，李伟，梁志荣. 紧临越江隧道软土地层深大基坑工程设计与实践. 福建建设科技. 2023(03): 37-40 . 百度学术
    10. 古伟斌，蔡强，郭佰良. CSM双轮铣搅墙特点及其在基坑支护止水帷幕的应用. 广东土木与建筑. 2023(05): 83-86 . 百度学术
    11. 黄开勇，梁志荣，魏祥. 双排型钢等厚水泥土墙在深大基坑中的应用分析. 建筑结构. 2023(S1): 2902-2907 . 百度学术
    12. 王川. 深厚粉细砂地层深搅铣形成防渗墙施工分析. 工程技术研究. 2023(11): 57-59 . 百度学术
    13. 董晓斌，苏定立，胡贺松，李翔，唐孟雄，谢丁，谢小荣. 基于CSM工法的止水帷幕施工技术及设备研究现状. 广州建筑. 2023(06): 55-58 . 百度学术
    14. 郭建飞. 复杂环境下深基坑围护设计施工方法研究. 建设科技. 2022(11): 102-104 . 百度学术
    15. 杨洪杰，崔永高，孙建军. 上海第(9)层减压降水悬挂式隔水帷幕深度的设计方法. 建筑施工. 2022(08): 1758-1760 . 百度学术
    16. 尤田，郭佳嘉. 超深锚碇基础SMC工法槽壁力学性能研究. 世界桥梁. 2022(06): 80-85 . 百度学术
    17. 张芳，韩林芳，赵怡琳，桑运龙，刘学增，高尚，杨研. 富水地区深基坑封底榫槽关键参数研究. 隧道建设(中英文). 2022(11): 1913-1920 . 百度学术
    18. 魏祥，梁志荣，罗玉珊. 软土地区临江深大基坑工程地下水综合控制技术实践. 上海国土资源. 2022(04): 39-43+66 . 百度学术
    19. 李万全，刘德港，田万君，李永贺. 提高水泥土搅拌墙在岩溶地质中入岩速率的研究. 建筑技术开发. 2022(24): 123-125 . 百度学术
    20. 李汉龙，李学军，曾开华，崔猛，刘海林. CSM工法在深厚饱和砂土地基的现场试验研究. 南昌工程学院学报. 2021(01): 45-50 . 百度学术
    21. 李新，黄健，樊海元，陶金海，李昊雨，杨凡林. 复杂场地条件下深基坑围护技术及工程应用研究. 工程建设与设计. 2021(13): 36-38+47 . 百度学术
    22. 丁昊. TRD工法和CSM工法在上海地区超深基坑工程止水帷幕的应用. 上海建设科技. 2021(04): 49-50+53 . 百度学术
    23. 邵勇，李光诚，帅红岩，张玉山. 超深止水帷幕在武汉长江Ⅰ级阶地冲积相基坑支护工程中的选取和应用. 资源环境与工程. 2021(06): 882-886 . 百度学术
    24. 李雄威，何亮，黄开林，秦羽. 承压水条件下基坑抗突涌安全措施分析. 土工基础. 2020(05): 602-606+611 . 百度学术
    25. 蔡忠祥，岳建勇，胡耘. CSM工法等厚度水泥土搅拌墙在紧邻既有建筑深基坑工程中的应用. 四川建筑科学研究. 2020(S1): 32-40 . 百度学术
    26. 冯晓腊，崔德山，熊宗海，莫云. 武汉软土地层特点及深基坑降水研究新进展. 四川建筑科学研究. 2020(S1): 9-17 . 百度学术
    27. 陈用伟，罗仕恒. 双排桩支护结构在直立高边坡中的应用. 广东土木与建筑. 2020(12): 25-28 . 百度学术
    28. 刘动. 深圳地区深基坑开挖地下水控制研究. 勘察科学技术. 2020(06): 43-48 . 百度学术
    29. 陈佳培，唐力. CSM等厚度水泥土搅拌墙在长江漫滩地质上的应用. 河南科技. 2019(28): 83-85 . 百度学术

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  • 收稿日期:  2018-05-04
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