岩土工程非连续变形的数值分析方法

以阐述岩土工程中数值分析方法的发展趋势为目的,回顾了非连续变形数值分析方法的发展历史,系统综述了节理单元法、离散单元法、刚体弹簧元法等具有代表性的几种方法的基本理论、求解过程、适用范围和优缺点,为今后的研究提供参考.     

岩体力学研究的若干问题

岩体力学作为岩土工程的基础科学之一,近三十年来的研究日臻深入,在许多方面均取得了长足的进展。本文分几个问题归述当今国际上岩体力学研究状况,并提出一些有待加强研究的课题及未来发展的动向。     

隧道围岩岩体变形破坏数值力学试验

该文通过对围岩岩体开展数值力学试验,在确定连续微元尺寸δc,并获取该围岩岩体各项基本力学参数的基础上,进一步研究了该围岩岩体的破裂过程,重点讨论了该围岩含单条横向节理和单条竖向节理岩体的变形破坏特征。     

岩体REV和力学参数的数值模拟

在某磷矿采场边坡岩体工程稳定性分析中,为了获得力学参数的准确值,利用各种随机模拟技术对概化出来的节理统计模型进行再现,并通过大量抽样,模拟数值"加载试验",并对"试验"结果进行统计分析,分析表明最后得到岩体变形强度参数的估算值符合工程实际.为今后的工程实践中获得岩体力学参数提供了一条切实可行的方法.     

岩体力学与工程应用概述

岩体力学是与工程紧密相连的一门学科,它的发展将会推动工程建设的不断深入.本文首先简要介绍了岩体力学的发展情况,然后从学科知识应用于实际的工程的步骤(先建立模型,然后用实验获得相应的数据,最后,借助数值方法得出模型的解答),阐述了当前的进展并付以工程实例和新的理论.最后,对今后的发展方向进行了展望.     

岩体力学与工程应用概述

岩体力学是与工程紧密相连的一门学科，它的发展将会推动工程建设的不断深入．本文首先简要介绍了岩体力学的发展情况，然后从学科知识应用于实际的工程的步骤（先建立模型，然后用实验获得相应的数据，最后，借助数值方法得出模型的解答），阐述了当前的进展并付以工程实例和新的理论．最后，对今后的发展方向进行了展望．     

水力耦合裂隙岩体变形破坏机制研究进展

为深入了解水力耦合作用下裂隙岩体变形破坏机制,正确评价岩体工程的安全性和稳定性,通过收集整理国内外文献,系统综述了水力耦合完整岩体和裂隙岩体变形破坏方面研究的进展与成果.简述了水力耦合下完整岩体和裂隙岩体的力学特性,侧重总结了水力耦合单一裂隙岩体渗流公式,包括流量与隙宽指数n之间关系、渗透（导水）系数与正应力之间关系以及渗透特性与剪应力之间关系的数学公式.重点分析了水力耦合裂隙岩体变形破坏机制的最新研究进展,介绍了声发射（AE）、超声波（UT）、偏光显微镜（PM）、扫描电子显微镜（SEM）以及计算机断层摄影（CT）等先进的辅助试验技术在变形破坏分析中的应用.归纳了数学耦合模型、数值分析方法的优缺点及适用条件.最后,指出了当前水力耦合裂隙岩体研究中存在的一些问题,提出了一些指导性意见,并从几方面展望了未来的发展趋势,即机理研究从宏细观转向微观、数值模拟从粗糙转向精细、工程应用从水力耦合转向多场耦合.     

非连续岩体中锚杆横向作用的新研究

采用数值分析软件ANSYS建立3D模型。分析了锚杆的横向作用机理，用对比方法分析了加锚非连续岩体与锚杆的错动变形和受力规律。模拟了加锚非连续岩体变形过程。获得了非连续岩体与锚杆的相互作用规律以及非连续岩体和错杆的变形规律。研究发现了剪切时锚杆起“导轨作用”的特殊现象，指出其对非连续岩体的稳定性有负面影响。     

岩体不连续结构面变形研究与界面应力元法

迄今为止岩体不连续结构面的变形问题的研究归纳为两类：一类是有限元法辅以不连续结构面模型法，第二类是岩体结构面切割法，近年来第二类方法中的刚体－弹簧模型研究迅速地发展，在此基础上河海大学采用基于单元累积变形于界面层的假定，建立了由有限多块元－界面元组合的离散体模型－界面应力元模型，该模型运用几何微分关系求出界面元上任一点的应变，继而借助有关材料介质的本构规律和相邻单元的平衡，最终获得界面元上任一点的应力，由离散体模型中众多界面上分布的应力构成了整个结构应力场的表征值，这种模型丰连续介质力学学科内容，拓宽了数值方法在岩休开程和其他工程领域方面的应用。     

不连续岩体数值分析的超级有限元法

本文论述了利用超级元法对不连续岩体进行数值分析的方法，超级元法把要进行分析的工程岩体划分成为数不多的若干个超级单元，每个超级单元中可以包括各种不同类型的结构单元，而总体刚度矩阵的规模大大减少，从而使得在大型岩石工程的分析中考虑各种类型的节理，裂隙的影响成为可能。     

基于ADINA的边坡开挖变形与稳定性分析

针对水布垭水电站溢洪道边坡开挖变形与稳定性问题,建立边坡岩体的力学模型,利用ADINA软件进行数值仿真模拟.通过算例分析边坡岩体的应力、位移等,对边坡的安全稳定性进行讨论,并结合工程实际对该水电站溢洪道边坡开挖工程作出了评价.     

断层位置及强度对地下洞室围岩稳定性影响

岩体工程的稳定性主要受岩体结构控制,而断层是岩体工程中最常见的一类规模较大的地质不连续面。断层的力学性质及其与洞室的相对位置关系决定了围岩的稳定状态,通过数值计算及三峡工程地下厂房变形监测分析表明：断层的存在严重恶化了围岩的应力及变形分布,不同断层位置、不同自然应力场条件下围岩的应力及变形特征存在着明显的差异;断层摩擦强度对断层位于顶拱部位时的围岩变形影响较大,而粘聚力对断层位于边墙部位时影响较大,而且这种影响规律随侧压系数的增大而增大。     

岩质边坡破裂角确定方法的探讨

山地城镇在工程建设中面临着许多边坡问题。目前确定岩质边坡破裂角的方法有两种：即《建筑边坡支护技术规范》规定的方法和《工程地质手册》规定的方法,但这两种方法确定的岩质边坡破裂角存在较大差异,本文对这两种方法的理论公式进行推导和做出比较,在FLAC程序数值模拟软岩边坡变形破坏并找出其破裂角的基础上,得出采用《工程地质手册》规定的方法确定岩质边坡破裂角更加合理、安全的结论。     

地下开采岩体变形综合分析方法及其应用

将工程地质分析、结构控制理论和数值分析相结合 ,提出了变形机理的综合分析方法 ,对地下开采引起的岩体移动机理进行了研究 ,并在实际工程中加以应用 .实践证明 ,这种综合分析方法是研究岩体移动和地表塌陷机理的有效途径     

有限元法预测贯通节理岩体三维等效弹性参数

采用节理有限元法对贯通节理岩体的变形特性以及等效本构关系进行研究，分别对含有一组和三组节理的岩体等效弹性常数进行了预测。与解析方法相比，数值方法可以不必做太多的假设，能对节理岩体的力学行为进行综合分析，从而可得到包含完整岩石与节理的统一的本构关系，并可研究节理面几何形态的影响。     

节理岩体渗流和变形耦合性质的研究

本文针对三组节理的岩体,推导了渗透张量的一般形式。利用这些结果,编制了节理岩体的弹粘塑性变形和渗流耦合分析的有限元程序,并针对某边坡工程实例进行了计算分析。     

西藏扎拉水电站倾倒边坡工程地质特性研究

倾倒边坡是一种已发生变形的特殊边坡,最终可能会发展成滑坡、崩塌等严重地质灾害。倾倒边坡工程地质特性是进行边坡稳定性分析评价和处理方案设计的基础,目前国内相关研究工作尚不深入、不系统,难以满足新时代工程建设和地质灾害防治需要。扎拉水电站拟建于青藏高原西藏境内怒江一级支流玉曲河上,工程区边坡倾倒现象普遍发育,对工程选址和安全运行存在较大影响,区内软岩、硬岩种类多样,倾倒模式齐全,开展相关研究具有典型代表性。从初步调查、详细勘察到专题研究历时数年,详细论证了倾倒边坡岩体的工程地质特性。通过探索并成功运用多项创新技术,解决了倾倒边坡空间范围界定、工程地质分区、抗剪断强度参数取值等工程地质特性研究的难题。采用测绘、洞探、钻探、物探、测试和试验等准确界定了倾倒边坡范围,提出了针对性的适宜的综合勘察方法。以岩体结构、变形破坏类型作为依据,首次将边坡倾倒岩体分为层状弯曲、碎裂拉张、散体坠覆等三个区,并进一步分析了各区在岩层产状、风化特征、声波波速、透水性等方面的差异。根据倾倒边坡的独特性状,提出了倾倒岩体抗剪断强度可在试验值小值平均值～试验值大值平均值范围内进行取值的原则方法,对现行标准规定的取值上限进行了适当拓展。补充研究顺向坡倾倒过程,进一步完善了边坡倾倒变形破坏的力学机制。     

隧道围岩构造软岩大变形发生机理及分级方法

通过系统分析国内外隧道围岩大变形案例,发现应力场、地质构造、地层岩性等因素是驱动隧道围岩大变形孕育发生的根本条件,并严格受构造控制,进而提出构造软岩大变形的基本概念;根据大变形的构造控制理念与发生机理,对隧道构造软岩大变形分类进行了重新界定(断层型、碎裂型和小夹角型).以岩石强度应力比为基础,突出构造运动影响,量化考虑...     

横观各向同性岩体位移解析解与数值解对比研究

在横观各向同性岩体中巷道的位移解析解的基础上,运用数值计算软件FLAC3D,得到了不同倾角下的数值解,并将初始状态下的位移解析懈同不同倾角下的数值解进行对比研究,通过误差分析得出了解析解的工程适用范围．     

岩锚吊车梁轮压作用下的三维稳定性分析

应用FLAC3D软件,结合实际工程,考虑混凝土、围岩和锚杆3者变形对岩锚吊车梁受力状况的影响,计算分析了岩锚吊车梁及附近围岩在运行期轮压作用下的工作性态和稳定性,分析了岩锚吊车梁锚杆的受力情况以及吊车梁与岩壁接触面的稳定性,论证了三维有限差分方法用于研究水电站地下厂房岩锚吊车梁的合理性.