加锚节理面抗剪性能研究

本文通过室内模拟试验和理论分析,着重探讨了锚杆对节理面抗剪性能的影响,以及杆体阻止节理面发生相对错动的“销钉”作用机制,提出改进了的估算加锚节理面抗剪强度公式。试验结果表明:加锚节理面的抗剪强度随剪切位移的增加而增大。试验和理论分析都表明,即使不大的剪切位移就已使杆体的抗剪作用得到充分发挥。试验研究还充分显示出锚杆倾角对加锚节理面抗剪强度的重大影响。 本文在给出了用于描述加锚节理面抗剪性能的分析模型和理论分析方法的基础上,导出了计算锚杆最佳安装角的公式。用此算式求得的最佳安装角与实验结果十分吻合。本文还分析了当前在有限元分析中经常使用的一些锚杆单元模型的不足之处,并指出了改进的方向。     

三峡左厂3#坝段深层抗滑稳定三维有限元分析

建立了包含基岩内大量节理裂隙和断层并且反映它们的真实产状和分布的三维有限元计算模型,研究了三峡工程左厂3#坝段的深层抗滑稳定问题,提出了一个合理实用的坝基安全系数的判断原则,给出了合理的基于强度储备概念的左厂3#坝段抗滑稳定安全系数。     

数字式全景钻孔摄像系统研究

从硬件和软件方面对数字式全景钻孔摄像系统的基本原理进行了全面、系统地研究，解决了该系统中硬件实现和软件还原的关键问题，提出了最佳的实施方案并进行了优化设计，为该系统的研制成功奠定了基础。     

节理岩体表征单元体的分形几何研究

节理岩体的尺寸效应是其内在结构复杂性的体现,应归因于岩体内裂隙网络系统的存在。提出在岩体结构宏观分区的基础上研究表征单元体,应用分形几何的观点进行研究。结果表明,分区内岩体结构具有统计自相似性。进一步的计算表明,用于描述岩体结构特征的分形维数随岩石试样尺寸的增加而减小;但当尺寸增加到某特定值时,分形维数趋于稳定,将此特定值称为结构表征单元体,即尺寸大于结构表征单元体的样本其结构具有代表性。根据表征单元体的定义,尺寸大于表征单元体的岩体试样,其力学性质具有代表性;而结构相似是性质相似的前提,由此可以推知,结构表征单元体为表征单元体取值的下限。     

砂固结内锚头预应力锚杆试验研究及应用

为将砂固结内锚头预应力锚杆推广应用到锚固工程中,在长江三峡工程砂石料场及湖南凤滩电站地下厂房开展应用试验研究。通过三峡工程砂石料场边坡12根φ32 mm高强材质锚杆现场试验研究,提出此类锚杆的设计方法和施工工艺,对其锚固的长期稳定性进行预应力监测。根据凤滩电站工程实际情况进行技术创新,研究出一种刚性封口的新型砂固结内锚头预应力锚杆,获得国家专利局授权发明专利。     

框架的非线性有限元优化设计

充分考虑了钢筋混凝土材料的非线性特征 ,在用二次积分迭代法进行R C 框架非线性有限元分析的基础上 ,进行框架结构造价最省为目标的优化设计。此法可以反映单个构件裂缝开展、钢筋屈服、混凝土被压碎、内力重分布等全部过程。非线性优化设计采用整体优化和分部优化相结合的优化方法 ,将非线性分析和系统优化紧密结合。分部优化的数学模型被有效简化 ,但充分考虑截面尺寸、纵向钢筋和箍筋这些在造价中起决定作用的设计变量和各种抗震约束条件 ,优化结果较精确。非线性有限元优化程序将非线性分析与系统优化穿插在一起 ,联合迭代 ,共同收敛 ,有效减少了迭代的次数。通过优化设计实例证明 ,非线性有限元优化设计的造价比弹性的优化设计有显著地节省。     

基于约束Delaunay三角划分法在节理图上实现网格自动剖分

分析了现有的在节理图上自动生成有限元网格方法的不足之处，提出了应用约束Delaunay三角划分法来实现网格剖分。该方法将所有的节理线看作特征约束线，在散乱点约束的Delaunay三角划分的基础上，逐次嵌入约束线，然后再应用细化算法进行网格加密，得到符合数值计算精度要求的网格。     

虚拟多维内连结键模型(VMIB)在岩石类材料单轴破坏中的应用

应用虚拟多维内连结键模型对岩石类材料的单轴压缩破坏机理进行了分析,并推导出了包含损伤演化信息的非线性本构方程。VMIB模型认为:固体材料在微观尺度上是由离散的随机分布的质点(带有质量的微粒)组成。质点与质点之间由一组虚拟的切向键和法向键连结。岩石类材料在受压破坏过程中,宏观上局部刚度的降低是在微观尺度上虚拟键分布密度衰减的结果。根据虚拟键的密度衰减机制,唯象地提出了虚拟键密度演化方程,并将该演化方程直接嵌入到了VMIB模型本构方程中。微观上法向键和切向键的密度衰减分别决定着材料不同的宏观全过程破坏特征。最后通过数值模拟和试验验证,说明VMIB模型能够有效地再现岩石类材料的单轴压缩破坏过程。由于VMIB模型兼顾了连续介质力学和分子动力学的特点,这使得材料破坏的数值模拟变得更为简单和高效。     

基于CT试验的混凝土破损机理生态学研究

本文引入数学生态学种群的概念，在整个CT标尺范围内，以100等间距考察了混凝土圆柱试件第一扫描断面σ=9．87MPa时的CT图像，获取和分析了40个种群的个体数量和空间位置信息。在此基础上，确定了骨料种群、砂浆种群和孔隙或裂纹种群分区界限值，最终实现了混凝土骨料、砂浆和裂纹3个种群的提取，并对上述各种群的空间演化信息和CT数演化信息进行了分析，总结了混凝土的破损机理。     

BP网络与遗传算法在水布垭工程中的应用

基于人工神经网络与遗传算法的基本理论，就其在水布垭混凝土面板堆石工程中的应用进行探讨。一方面，通过BP网络对已建的工程实例资料进行学习，并应用学习结果，根据规范确定的面板允许挠度，对堆石体的垂直压缩模量E进行控制，随之以E的控制值预测面板堆石坝的其他变形。另一方面，基于上述的网络训练结果，以工程的变形控制指标为目标，应用遗传算法对面板堆石坝多个设计参数进行控制。