基于ABAQUS的弹脆塑性本构模型二次开发及其应用

在复杂应力状态下,大理岩、花岗岩等脆性岩石呈弹脆塑性破坏形式。利用ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT的二次开发平台,编制完成了基于D—P准则的弹脆塑性模型的UMAT接口程序。论文简要介绍了ABAQUS有限元软件及其UMAT用户材料子程序,重点对基于D—P屈服准则的弹脆塑性本构模型的应力跌落公式进行了推导,并讨论了有关的应力更新算法。最后应用该程序对某引水隧洞工程进行了数值分析,并与理想弹塑性情况下的计算结果进行对比研究。结果表明：与理想弹塑性模型相比,弹脆塑性模型得到的洞周围岩变形和塑性区范围较大,与实际情况更为接近。     

三峡二期围堰塑性砼变形性能及影响因素的研究

对三峡二期围堰砼防渗墙的塑性砼单轴应力应变全过程线作了分析, 认为曲线的线性段表征材料工程特性, 可取该段的斜率作为塑性砼单轴抗压弹模。在三轴应力条件下,研究了塑性砼极限偏差应力与围压的关系、偏差应力与轴向应变的关系、轴向应变与侧向应变的关系。提出了影响塑性砼变形性能的几个因素。     

深埋隧洞开挖岩爆数值模拟与预测

为能更好地反映深埋隧洞岩爆的脆性破坏特征,在岩爆的数值模拟中采用了一个复合破坏准则弹脆塑性本构模型,并结合锦屏二级水电站辅助洞工程,综合运用各种判据和方法建立岩爆的预测体系,对开挖过程中岩爆的发生情况进行了预测,判定在洞肩和洞底角点处发生岩爆可能性较大,这与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际发生情况基本一致。对岩爆的预测具有一定的参考价值。     

高埋深隧洞岩爆预测数值方法适用性研究

结合加拿大AECL地下实验室的研究成果,采用弹性模型、理想弹塑性模型、弹脆塑性模型、m-0准则及CSFH模型等,通过分析高埋深隧洞的岩爆特性及破坏特征,对比讨论了各本构模型的适用性。研究结果表明,采用基于Hoek-Brown模型的m-0准则,数值预测结果与观测成果基本一致,更便于地质GSI参数与计算参数的转化,进而判定洞室岩爆特性。本研究成果为深埋隧洞工程设计与施工过程安全提供了相关技术支撑。     

三峡深水高土石围堰数值分析与离心模型研究

 介绍了应用数值分析和离心模型试验方法对三峡深水高土石围堰进行应力变形研究的成果。通过对各设计阶段的不同断面型式的研究论证, 推荐了低双排塑性防渗墙方案。     

各向同性材料弹粘塑性有限元分析的统一积分法

弹粘塑性有限元的分析方法在固体力学,特别是岩土力学领域内得到了广泛的应用。在弹粘塑性分析中,可以用显式算法或隐式算法,我国多采用方法简单但需机时多的显式算法。本文讨论了各向同性材料弹粘塑性有限元分析的统一积分算法,对隐式积分法推导出6个屈服准则的粘塑性应变率导数矩阵的统一表达式,该表达式特别适合数值计算。另外,本文还综述了粘塑性分析显式和隐式积分法时问步长的选择方法。目前,本文所述的方法已用于三维和二维计算程序REVP3D和REVP2D中。该组程序还可按统一格式很方便地引入其它屈服准则。本文还用一算例说明了本文方法的应用。     

塑性混凝土配合比设计及试验方法探讨

塑性混凝土已成功应用于三峡二期围堰防渗墙。结合工程实际探讨了塑性混凝土原材料的选择和配合比设计的基本方法,并总结了塑性混凝土的物理力学性能和参数试验方法。试验表明,优化配合比设计后的塑性混凝土能满足防渗墙良好的变形和防渗性能的工程设计要求。     

长河坝隧道施工区围岩应力数值分析

文章着重对深埋隧道施工中的力学状态进行了计算机模拟和分析,文中除体出了考虑隧道开挖面时空效应的分析模型外,还计入了岩体流变时效,进行了弹-塑性数值计算。结合长河坝隧道工程进行了模拟分析,并对长河坝隧道施工可能发生的大变形和垮塌区域进行了预测。     

用弹粘塑性有限元法分析岩基上混凝土坝的抗滑稳定问题

目前,许多工程都使用弹塑性有限元方法来分析基础中有软弱夹层的混凝土坝的失稳过程和安全度。然而计算结果表明:由于在用这种方法求出的荷载与位移的关系曲线上,临界荷载的位置往往难以确定,同时从应力成果也很难看出坝基中塑性区的发展以及塑化带逐步贯通的明确过程,因而难以为设计提供准确的安全系数。 本文建议用弹粘塑性有限元法求解抗滑稳定安全系数。在简述弹粘塑性有限元理论的基础上,本文把弹粘塑性本构关系作为非线性应力的计算手段引入坝体及其基础的抗滑稳定分析中,并把计算结果和弹塑性方法的结果进行了比较。比较表明:在用弹粘塑性方法求出的荷载与位移的关系曲线上,一旦超过临界荷载,对荷载的微小增量来说,位移增长幅度明显,因而能够为设计提供较精确的安全系数值,同时该法求出的塑性区及塑化带的发展贯通过程也更为合理。     

三峡二期围堰防渗墙塑性混凝土性能试验研究

三峡工程二期围堰采用塑性混凝土作防渗墙，对塑必 凝土的性能进行了大量试验研究。塑性混凝土具有大水灰比，高砂 坍落高，高用水量的特点。     

三峡永久船闸开挖边坡岩体力学参数反分析

 采用基于人工神经网络的边坡位移反分析方法， 取得了三峡永久船闸开挖边坡多介质岩体的宏观等效弹性模量， 并利用各层等效弹性模量进行了有限元正分析计算， 预测了三峡永久船闸开挖边坡下一开挖阶段的应力及变形发展趋势。     

三峡永久船闸直立坡锁口锚杆应力监测分析

 为了解永久船闸直立坡顶锁口锚杆应力状态,有效地评价锚固施工质量及锚固效果,在部分锁 口锚杆上布置了锚杆应力计,并进行了应力监测。监测成果表明,锚杆锚固效果明显,永久船 闸二期开挖完毕后直立坡变形基本趋于稳定。     

三峡永久船闸高边坡预应力锚索施工质量控制

三峡水利枢纽工程永久船闸高边坡支护中，大量使用了预应力锚索。在施工过程中，对原材料、施工工艺、质量控制、异常情况及地质缺陷处理等方面，采取了一系列严格措施，保证了工程高质量。     

三峡永久船闸现地监控系统设计

三峡永久船闸为双线连续 5级船闸 ,每线船闸由 6个闸首和 5个闸室组成。每一闸首段两侧各设一个液压启闭机房 ,每个液压启闭机房设一个液压站 ,每个液压站设一个现地控制站 (简称子站 )。每线共设 12个液压站 ,两线共设 2 4个子站。每个闸首的 2个子站互为备用 ,且同时投入运行 ,运行时只有一个子站的控制信号输出。各子站必须具备操作功能、控制功能、保护功能和信息采集功能。对三峡永久船闸现地监控系统的设计作了详细介绍。     

基于连续蚁群算法和小波支持向量机的位移反分析

提出一种基于连续蚁群算法和小波支持向量机的位移反分析模型。一方面利用具有良好时域、频域分辨能力和非线性学习功能的小波支持向量机建立反演参数和位移之间的非线性关系,避免了大量的数值计算,提高了预测精度;另一方面利用全局优化的连续蚁群算法代替传统的优化算法,避免优化过程中目标函数陷入局部最优,提高了反演的精度。应用该模型对三峡工程永久船闸高边坡4种介质弹性模量进行位移反分析,并利用反演所得参数进行监测点位移预测,计算值与监测值吻合较好,表明该方法适合解决具有非线性和不确定特性的岩土工程问题,在位移反分析中具有良好的实际应用价值。     

三峡节理岩体力学性质的数值模拟试验

 借助于岩石力学中的理论与计算机方法,在工程地质调查的基础上,对三峡工程船闸区典型地 段的岩体进行了数值模拟试验,研究了节理对宏观力学参数的影响,探讨了宏观力学参数的结 构效应。     

三峡工程二期临时船闸引航道泥沙淤积研究

自 1997年大江截流后 ,临时船闸运行经历了 1998丰水丰沙年和 1999丰水少沙年。通过原型观测和实船试航 ,搜集了系统的引航道泥沙淤积和流速、流态资料。实体模型试验成果与资料对比分析表明 ,实体模型关于引航道的试验成果基本合理 ,有些预测值与原型接近 ,为永久通航建筑物设计和运行提供了重要数据     

边坡卸荷带岩体渗透特性分析——以三峡永久船闸高边坡为例

为了准确描述卸荷带岩体的渗透特性,以三峡永久船闸高边坡为例,应用其监测资料,引入应变指标,将岩体卸荷带划分为强卸荷变形带、弱卸荷变形带和卸荷应力应变调整带.观测资料的计算分析表明:与未开挖岩体相比,强卸荷变形带、弱卸荷变形带和卸荷应力应变调整带的渗透系数分别增大了3 138～330,92～27倍和8～1倍.对整个分析过程作了详细介绍.     

三峡节理岩体力学性质的数值模拟试验

借助于岩石力学中的理论与计算机方法 ,在工程地质调查的基础上 ,对三峡工程船闸区典型地段的岩体进行了数值模拟试验 ,研究了节理对宏观力学参数的影响 ,探讨了宏观力学参数的结构效应。     

钢闸门面板弹塑性极限承载力计算

钢闸门的面板在进入弹塑性阶段后 ,仍有很大的强度储备 .根据板壳理论及结构塑性极限分析定理 ,分别推求出了钢闸门面板的弹性极限承载力及塑性极限承载力 ,从而给出了钢闸门面板设计公式中的弹塑性调整系数的理论值 ,供各国修订规范参考