内部侵蚀作用对土体力学特性的影响机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51609171
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0905.水工岩土工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Internal erosion of soil resulted from piping, seepage or overtopping is found to be responsible for a larger number of hydraulic structure failures. Due to the difficulty in simulating piping effect in laboratory, there is little element experimental research on mechanical properties of the disturbed soil. Knowledge on the mechanism of piping erosion is still limited. In this research, a new method of preparing samples subjected to piping effect is achieved by dissolving water soluble material (glucose) in sandy soil. In this way, initiation and propagation of piping erosion can be clearly observed by means of 1D seepage model test. Also, qualitatively evaluation of the quasi-elastic properties of the disturbed soil at very small strain level could be achieved through a series of torsional shear test, which would help to establish the mechanical model of piping erosion. In addition, the “inherent anisotropy” caused by the continuous defect inside the sand is investigated for the first time by shearing the piping-influenced sand under different angle of the major principal stress. The output from this research will provide the theoretical basis for a better understanding of the mechanism of internal erosion.
由管涌等水土内部侵蚀作用产生的贯通侵蚀孔道是导致土体结构破坏以及边坡、水坝、堤防等失稳的重要原因之一。由于当前缺乏在单元试验中实现土体内部贯通侵蚀孔道的方法,针对侵蚀作用下扰动土体的力学特性研究仍非常有限,对管涌侵蚀发展机理的认识仍不够清晰。本项目拟通过渗流模型试验,利用溶解土样中预制的水溶性化学添加物的方法重现管涌发生、发展的侵蚀过程,揭示侵蚀作用的内部发育机理和演化规律;基于高精度的测量方法,进行侵蚀扰动后土体复杂应力路径下的空心圆柱扭剪试验,研究内部侵蚀作用对土样杨氏模量、泊松比与剪切模量等关键力学指标的影响;同时通过主应力旋转,探讨由管涌面引发的各向异性对土体力学行为的影响,以此建立侵蚀-变形-强度耦合作用下的管涌力学模型。研究成果将有助于阐明管涌的物理机制,认识内部侵蚀作用下土体力学特性的演化规律及对土体稳定性的影响,同时扩展对内含管涌面的扰动土体原生各向异性的认知。

结项摘要

土体的内部侵蚀作用,包括地下水渗流引起的管涌、流土等,是导致土体结构破坏并引发地面塌陷、边坡及大坝失稳的重要原因之一。本项目通过溶解预置于土样内部的水溶性化学添加物的方法,真实、有效地还原土体的管涌侵蚀作用,实现细观角度下的土体内部侵蚀作用演化机理研究。首先,在渗流模型试验中,重现了管涌发生、发展的全过程,结合小型锥尖贯入试验,获得了侵蚀影响范围及侵蚀后土体贯入阻力的衰减规律。其次,在三轴试验和空心圆柱试验中,基于高精度的测量手段,获得了侵蚀扰动作用对试样的杨氏模量、泊松比与剪切强度等关键力学指标的影响规律。结合不同主应力方向下的剪切试验,针对内含水平向、竖向侵蚀体的试样,分别探讨了侵蚀薄弱面引发的各向异性对土体小应变剪切模量和剪切强度的影响。最后,基于离散元数值模型,对管涌侵蚀过程进行模拟分析,研究了颗粒流失后土体力学强度的损失效应,进一步阐明了内部侵蚀作用下土体力学特性弱化的内在机制。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
A preliminary study on the piping erosion of soils using glucose dissolution method
葡萄糖溶解法对土壤管道侵蚀的初步研究
  • DOI:
    10.1007/s12665-017-7191-7
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Environmental earth sciences
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Yang Yang;Reiko Kuwano;Chao Xu
  • 通讯作者:
    Chao Xu
Effects of principal stress rotation on small strain stiffness of sand subjected to piping erosion
主应力旋转对管道侵蚀砂土小应变刚度的影响
  • DOI:
    10.1016/j.sandf.2017.08.008
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Soils and Foundations
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yang Yang;Reiko Kuwano
  • 通讯作者:
    Reiko Kuwano

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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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