筏板-桩-土相互作用的三维弹塑性有限元分析

通过无厚度的接触面单元模拟筏板–桩–土之间的非线性接触特性,同时采用Drucker-Prager弹塑性本构模型描述土的非线性特性,对桩筏基础进行了三维弹塑性有限元分析,得到了筏板–桩–土接触表面上法向应力和摩擦应力的分布以及桩周土体塑性变形发展情况。在此基础上,对筏形基础中筏板和桩的承载力分担比进行了分析。计算结果表明,随外荷载的增大,桩的承载力分担比增大,筏板的承载力分担比减小,但两者的变化幅度不大。     

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。     

双参数抛物型Mohr强度准则及其

详细推导了双参数抛物型Mohr强度准则的一系列公式。首先,根据简单拉伸和压缩试验推导了该模型参数的公式,讨论了第一主应力和第三主应力之间的关系及破坏模式;然后,定义了摩擦角和破坏角,导出了相应的公式,并且给出了两者之间关系表达式。双参数抛物型Mohr强度准则既可描述剪切破坏模式,又可描述受拉破坏模式,且其对单轴抗压和抗拉强度比没有限制,所推导的破裂角公式可以为今后宏观裂纹开裂方向的计算和破坏模式的确定提供理论基础;而Griffith准则只是双参数抛物型Mohr准则的一种特殊情况。     

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。     

统一强度理论的发展及其在土木水利等工程中的应用和经济意义

统一强度理论是在中国本土原创产生和发展起来的关于材料强度和结构强度的系统新理论。它从连续统力学最基本的单元体力学模型开始，到数学建模方法，理论公式的表述，以及一系列新的理论公式都不同于以往的各种理论。它将以往各种适合于某一类材料的单一强度理论推进为可以适合于多种材料的统一强度理论。经过40多年的发展，它不仅自己形成了系统的理论，而且将很多著名的理论包容其中，形成了范围更宽广、功能更强大的理论体系。由于它具有一个统一的力学模型，清晰的物理意义，简单的线性数学表述式，能反映材料的基本特性，即sD效应(不同的抗拉强度和抗压强度)、静水应力效应、正应力效应、中间主应力效应和中间主剪应力效应，以及结构强度分析的破坏准则效应，并且与现有的实验数据相吻合，能容易地适合许多新情况；此外，统一强度理论既容易用来取得解析解，也容易用于计算机程序取得数值解。统一强度理论已被推广应用于很多领域。在连续介质和工程应用的框架下对统一强度理论的发展及其在土木工程中的应用和经济意义进行较为系统的小结。     

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。     

理想弹塑性厚壁圆筒弹塑性应力场再研究

对理想弹塑性厚壁圆筒受内外均布压力问题重新进行了研究，指出了现行应力场解答中存在的问题及产生这些问题的根源，并进一步求出了该问题的准确解答。     

植被增加边坡降雨入渗对边坡稳定性影响研究

植被根系提高土壤渗透性和抗侵蚀性,植被盖度越大径流起始时间越长,植被提高边坡的入渗率和减少土壤流失相互促进,共同作用的结果是保持水土,所以植被增加边坡降雨入渗的作用是十分显著的.大多数植物的根系分布在浅层,根际区土壤储水能力强,由于植被对根际区下层土壤的渗透性影响不大,而且认为植被对降雨入渗对根际区土壤水分的影响明显,而对边坡根际区下层土壤水分影响不明显,植被增加边坡降雨入渗不影响边坡深层稳定性.     

非饱和岩石温度-渗流-应力耦合模型研究

以研究岩石孔隙比和含水量两个基本量为出发点,考虑温度对渗流黏滞系数和孔隙比的影响、温度梯度引起的流体流动以及流体流动引起的热对流的影响,应用修正的Darcy定律、Fourier定律等,推导出非饱和岩石在温度–渗流–应力耦合作用下的平衡方程、流体物质守恒方程、气体质量守恒方程和能量方程。并将建立的多场耦合力学模型应用于一泥岩竖井的开挖、支护过程,重点分析围岩和衬砌内温度场、渗流场的变化规律,以及泥岩竖井在开挖、支护和运行过程中饱和度的变化规律。研究成果对我国地下石油、核废料储存以及高寒地区的隧道工程设计与施工具有重要的指导意义。     

应变率对岩石强度和变形性质的影响

本文根据晶屑凝灰岩、石英砂岩、粉砂岩等在不同应变率下的压缩或拉伸试验结果,并结合国外的大量试验资料,得出岩石破坏强度发生显著变化的应变率范围ε_d;应变率小于ε_d时,随着应变率的变化,岩石强度无明显变化;应变率达到或超过ε_d时,岩石强度就有显著增长,对此用破裂传播速度作了理论分析和解释。另外根据岩石破坏前变形随应变率增大或减小的现象,提出了不同岩石具有不同的临界应变率。用该临界应变率可以确定岩石破坏后区的变形是随荷载的减小而呈增大或减小的变化趋势,并对此观象用破坏能的概念进行了探讨。本文还研究了软岩、硬岩对应变率的敏感度;并指出增大试件围压会使试件的应变率敏感度减弱,也就是说使试件趋于“硬化”。以上结论及理论分析不仅在理论上具有重要的意义,在岩石工程中也有实用意义。