黄土窑洞的环境与岩土工程问题

我国黄土高原地域辽阔，地层完整、黄土厚工极大，世界罕见。窑洞是黄土高的地区传统的民居形式之一，由于具有冬暖夏凉、节约能源、节约土地的独特优点，从古到今得以延续和发展。发展窑洞民居对于保护耕地、改善西部地区人民的生活水平有着重要的意义。但黄土高原分布区存在着复杂的环境岩土工程问题，如何研究大风沙及沙漠化趋势、水土流失严重、生态环境恶化，以及沟谷发育、滑坡、滑石流等。因此，重视和研究窑洞区域的环境岩土工程问题十分必要的。本文总结窑洞分布区的若干环境岩土工程问题，并对现代化的窑洞民居建设提出了建议。     

黄土地下隧道开挖对周围土体变形的影响分析

以西安地铁一线工程为背景,基于黄土力学参数,运用岩土工程数值分析软件FLAC3D,进行了黄土地层地下隧道开挖对周围土体变形影响的计算机模拟分析。根据黄土场地的实际条件,建立了隧道的计算模型,利用FLAC3D程序,模拟了黄土隧道开挖过程中前期支护条件、后期加固措施等因素对隧道内部地表、拱顶、侧墙以及地上建筑物沉降的影响程度和塑性区、位移的分布规律。可为黄土地区的地下工程建设提供一定的参考。     

隧道开挖对桩基影响的有限元分析

基于黄土地层情况,采用邓肯~张的非线性本构模型,运用同济曙光程序软件,建立了隧道、桩与土相互作用的二维有限元模型,讨论了黄土地层中盾构隧道开挖对邻近桩基础的影响规律。     

膨胀性泥岩的非线性强度变形特性试验研究

膨胀性泥岩在不同围压下的固结不排水三轴试验的结果表明泥岩的应力应变关系呈应变软化特性,峰值强度、残余强度及残余强度比均随围压的增大而增大.根据应力应变关系的试验结果,分析了膨胀性泥岩的割线模量和发挥内摩擦角,结果表明割线模量和发挥内摩擦角均随围压的变化而变化,且拟合了割线模量和发挥内摩擦角与应变的关系.     

粘性土的弹粘塑性本构方程及其应用

从常规试验成果出发，用弹粘塑性应力－应变－时间本构方程来描述粘性土的剪胀特性和时间效应。并采用Ｐｅｒｚｙｎａ的粘塑性方程，结合关联和不相关联流动法则，建立应力－应变－时间关系，对粘性土的有效应力路径特别是塑性区的剪胀特性和应力－应变关系的时间依存性进行了数值模拟计算，得出了与试验相近的结果。通过计算结果和试验结果的对比分析，探讨了该计算模型的合理性和可行性。     

基于FLAC3D的空间滑动面准则计算格式与实现

 通过求解一元三次方程得出塑性因子 ,推导空间滑动面(SMP)准则在FLAC3D中的计算格式。基于FALC3D提供的二次开发平台,通过编制C++代码形成dll文件,将SMP准则导入FLAC3D中,实现在FALC3D软件中SMP准则的二次开发,并给出编程基本过程。通过进行真三轴数值试验、厚壁圆筒受内压的解析解与数值解的对比、边坡稳定性的计算验证模型开发的可行性。分别采用莫尔–库仑准则和SMP准则分析一边坡稳定性,得出SMP准则与莫尔–库仑准则计算边坡稳定有相似的破坏过程,由于SMP准则考虑了中间主应力对材料屈服面的影响,前者的安全系数高于后者;在相同折减系数下,边坡的塑性区和位移量均小于莫尔–库仑准则计算的结果。     

双剪统一弹塑性有限差分法在金属结构中的应用

双剪统一强度理论及其弹塑性有限差分方法引入到金属结构的数值模拟中,对金属结构强度及金属加工等问题的研究具有实际意义。简要介绍双剪统一强度理论和拉格朗日有限差分方法的理论基础,推导双剪统一弹塑性有限差分格式,并利用C++语言编写动态连接库文件载入FLAC中进行计算。分别计算分析厚壁圆筒受均匀内压和中心带孔铝板的拉伸两个问题并与有限元法的计算结果进行比较,通过两个算例的计算结果说明拉格朗日有限差分方法的计算精度与有限元软件差别不大,双剪统一弹塑性有限差分方法能够运用到金属结构的数值分析研究中来,并且双剪统一强度理论可以适用于抗剪强度与抗拉强度之比为0.500和0.667之间的金属材料,使其在金属结构数值分析中的应用范围更加广泛。     

基于双剪理论的饱和/非饱和渗流边坡稳定性分析

根据Bishop非饱和有效应力假定建立了适用于非饱和土的双剪统一强度理论。基于非饱和土双剪统一强度理论使用二维显式有限差分程序FLAC,以某边坡模型试验为例,考虑土体强度的中间主应力效应及渗流的影响,分析了地下水位升降导致的饱和/非饱和渗流条件下边坡稳定性分析问题。饱和及非饱和渗流的计算分析均说明忽略中间主应力效应的计算结果与边坡模型试验结果不相符。地下水位下降过程中,按相关联流动法则计算得出边坡只存在一条滑动面,而非相关联流动法则计算结果显示边坡存在多条滑动面。     

用统一强度理论求解轴对称混凝土板的冲切强度

本文采用统一强度理论作为混凝土的破坏准则，求解了轴对称混凝土板的冲切破坏强度，利用上限定理求出了一组破坏荷载，得出了强度理论参数 对冲切强度的影响曲线。所得的解可以考虑材料的中间主应力效应对冲切破坏强度的影响, 可以灵活地应用于工程上的各种不同材料, 公式形式简单便于应用, 且与已有结果及试验资料符合较好。     

微粒混凝土受压应力应变全曲线试验研究

采用一种特制的刚性辅助装置,进行了微粒混凝土和普通混凝土的应力应变全曲线试验研究,得到一系列应力应变曲线。对微粒混凝土和普通混凝土的立方体抗压强度与棱柱体抗压强度的关系、棱柱体抗压强度与峰值应力所对应应变的关系及棱柱体抗压强度与初始弹性模量的关系进行了分析,虽然微粒混凝土的力学性能与普通混凝土的力学性能存在一定的差别,但主要力学性能还是相似的,在模型试验中微粒混凝土是可以用来代替普通混凝土进行结构试验的。同时也验证了刚性辅助装置在测量微粒混凝土和普通混凝土的应力应变全曲线时的有效性。