锚固正交各向异性岩体的三维弹塑性有限元分析

首先从经过系统锚杆加固的正交各向异性岩体中取向表征单元，然后根据“等效材料”的概念和在一定的简化条件下，建立其本构方程和破坏准则，并将之引入三维弹塑性有限元程序中。以地下洞室开挖为算例来考察锚固前后围岩的力学动态，从而得出有益的认识和结论。     

节理岩体的三维随机有限元及可靠度计算

将具有一组节理的三维节理岩体视为横观各向同性材料,考虑岩体的弹模、节理的间距、节理方位、节理刚度系数Ｋｎ、Ｋｓ以及节理岩体抗力参数（含岩石和节理面的抗力参数）的随机性,采用Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈ方法确定弹性参数的统计量,推导出了相应的三维随机有限元及可靠度计算公式,文末计算了某节理岩体边坡的点可靠度,并以此说明了节理间距和节理方位的随机性对可靠指标的影响。     

层状岩体的三维弹塑性有限元分析

层状岩体具有明显的各向异性,其抗剪强度应是相对于层面方向的函数。作者曾提出层状岩体c,j 值的经验表达式,并与前人的试验结果进行对比,二者吻合较好。在此基础上,引入横观各向同性体的本构关系和其中的c,j 值是随方向变化的Mohr-Coulomb准则,编制了相应的三维弹塑性有限元程序,并以一个地下洞室为背景,分别就岩体为横观各向同性和各向同性的情况进行模拟计算与对比,得出了有益的认识。     

岩体工程反分析研究的新进展

本文对国内外岩体工程反分析技术的兴起及发展作了阐述，并指出其存在的问题，特别是确定性反分析所受的局限性，围岩体的变形及各物理力学参数随开挖的变化是处于一种随机动态过程，应采用非确定性方法来探究，对此，本文提出扩张卡尔曼滤波器与有限元分析耦合法是解决此问题的较好方法，并开发出实用计算程序。     

超大型深基坑开挖过程三维有限元分析

建立三维有限元模型对软土地区某中心岛顺作、周边逆作的超大型深基坑进行分析,计算中假定土体为横观各向同性体,考虑土与结构的共同作用以及土体分层、分区开挖和支护结构分区施工.将计算结果与实测值进行比较,表明考虑土体为横观各向同性体的三维有限元分析方法可以较好地模拟开挖过程基坑的变形特性.分析了分层分区开挖和支护结构分区施工对基坑维护结构变形特征的影响,结果表明分层分区开挖对基坑变形有较大影响.     

节理岩体中隧道开挖与地震作用下围岩的稳定性

节理、断层等不连续面的存在造成岩体变形的不连续性并且这些不连续面对岩体变形、应力等力学行为造成重要的影响。在地震的作用下节理而可能张开、滑移。在有临空面时，节理岩体将表现出显著的几何非线性和大变形。对已有的非连续变形分析程序进行了改进，应用改进的程序模拟了节理岩体中隧洞开挖的过程以及地震荷载作用下隧道围岩的动力响应，并模拟了围岩的失稳和破坏过程，这有助于了解节理岩体中隧道围岩的变形和破坏机制。从计算结果可以看出，非连续变形分析方法可很好地模拟节理岩体中的隧道开挖过程以及地震荷载作用下围岩从稳定、失稳到破坏的全过程。     

工程岩体三维构模中钻孔数据处理方法

钻探、物探等工程地质勘察数据是揭示工程岩体空间状态的原始数据,其大量原始数据的处理是工程岩体三维构模中存在的主要困难之一。从三维构模的角度出发,将工程岩体按几何特征抽象为连续性岩体、断裂岩体、倒转褶皱岩体和侵入岩体4种结构单元类型。由于钻孔数据是描述工程岩体的重要原始数据,且具有多尺度性的特点,以钻孔数据为例,提出原始数据的纵向概化准则、横向概化准则和纵横向协调准则的处理方法,解决工程岩体多尺度显示问题。根据地质学的地质数据解释方法,结合岩层层状分布的特点,提出工程岩体三维构模中急需的钻孔数据处理方法:原始数据纵向概化准则和原始数据层处理概化方法。利用层处理方法对实测钻孔数据进行概化处理,确定工程岩体所对应的结构单元类型,进而建立组合结构工程岩体三维模型,验证了所提出的钻孔数据处理方法的可行性。     

某地铁站基坑开挖支护与主体结构浇筑三维有限元分析

建立三维有限元模型对上海轨道交通杨浦线(M8)工程复兴路站基坑分步开挖,以及车站主体结构分步浇筑的整个施工过程进行分析,介绍了工程的相关情况,考虑土与结构的共同作用以及土体分层,分步开挖和支护结构分步施工。并给出主要计算结果与实测值进行比较,表明该三维有限元分析方法可以很好地模拟基坑开挖过程,并能为类似场地条件的地铁站设计施工提供参考。     

浅埋软土隧道蠕变问题的有限元分析

应用基于遗传蠕变理论的幂次关系蠕变方程,对浅埋软土隧道施工过程进行了二维粘弹塑性有限元分析。研究了隧道施工时围岩主应力、地表沉降、及支护结构内力随时间的变化规律,并与按弹塑性理论计算结果进行比较,说明了对软土区间隧道施工过程模拟中考虑土体蠕变特性的必要性。     

开挖瞬态卸荷引起的节理岩体松动模拟试验

为了研究高地应力条件下节理岩体的卸荷松动效应,设计一套高地应力条件下节理岩体开挖卸荷松动的室内试验模拟系统,利用岩条受压后的快速断裂失稳,有效实现单轴受压节理岩体试件的应力快速卸载,模拟出高地应力瞬态卸荷引起的岩体松动效应,从而更好地论证高地应力条件下岩体开挖荷载瞬态卸荷(ELTU)引起的节理岩体的松动效应,并利用试验模拟的方法研究开挖荷载瞬态条件下节理岩体松动效应与初始地应力的相互关系。试验结果表明,地应力瞬态卸荷产生的节理面张开位移与卸荷初始应力的平方存在一定的正比关系,节理面的数量以及与开挖卸荷部位的距离影响各节理面处的张开位移在开挖卸荷总位移量中所占比例。