考虑应力场与渗流场耦合的尾矿坝非稳定渗流分析

根据尾矿坝形成的特点，进行考虑应力场与渗流场耦合的非稳定渗流分析。根据弹性力学和渗流理论提出了耦合问题的力学模型及其控制微分方程，然后导出这一问题的有限元计算公式及相应程序。在计算中首次导出了尾矿坝的渗透系数与应力场的关系式，并进行尾矿坝的非稳定渗流分析。工程实例计算结果表明，考虑耦合作用的影响，尾矿坝渗流场的总渗流量减小，而应力场的各应力分量的最大值增大。     

非饱和非稳定渗流作用下土坡稳定分析的强度折减有限元方法

从固、液相质量守恒的角度讨论非饱和非稳定渗流的基本方程，采用强度折减有限元方法且结合非饱和非稳定渗流有限元程序分析水位骤降引起的土坡稳定性，并与极限平衡法结果进行对比分析。研究结果表明，强度折减有限元方法是分析非饱和非稳定渗流作用下土坡稳定性的一种比较有效的方法，为工程实践提供参考依据，同时也指出今后的研究方向。     

吉林省老龙口水库土坝坝体有限元计算分析

针对老龙口水库粘土心墙土石坝筑坝材料利用施工现场开挖料分区填筑和各分区材料性质相差较大以及坝体应力状态较复杂的特点,运用有限元软件计算分析坝体在竣工期和正常蓄水位工况下典型断面的应力分布规律,计算结果表明:粘土心墙应力与坝壳基本协调,应力满足设计要求。     

有自由面非稳定渗流分析的改进截止负压法

截止负压法是求解有自由面渗流问题较为有效的算法之一。针对其算法特点,结合渗流本质,指出该算法的不足之处在于只引用了单参数的罚函数,从而造成自由面附近区域的渗流计算不够精确。为此,提出了引用双参数罚函数的改进截止负压法,改进后的算法更能准确地考虑单元的部分饱和非饱和作用,精确地计算单元结点外力或者结点不平衡力,进而提高计算精度和收敛速度。最后,将改进算法用于求解有自由面非稳定渗流问题,编制了相应的有限元分析程序,并通过算例进行验证。     

沥青心墙坝力学性能试验与结构响应仿真研究进展

沥青混凝土心墙坝作为一种刚发展不久的新坝型,其沥青混凝土心墙因具有良好的防渗性能和变形适应能力以及裂缝自愈能力,受到国内外坝工界的广泛关注。随着筑坝技术的进步,沥青混凝土心墙坝正在朝着极端复杂环境下的高坝方向发展,同时面临着更多的筑坝技术难题。高寒区的沥青混凝土心墙破坏机理复杂,影响因素众多,其力学机理研究对水库大坝安全运行以及流域综合治理具有重要意义。因此从沥青混凝土心墙料的试验研究、有限元结构响应分析以及水力劈裂等方面,对当前该领域国内外研究现状进行了综述和总结,同时对复杂条件下的水工沥青混凝土心墙机理方面存在的不足和研究趋势进行了分析与展望,以期为复杂条件下坝工研究提供一定借鉴和参考。     

潜水井三向非稳定渗流的有限元解法

本文根据变分原理,对适合达西定律的无压地下水三向非稳定渗流的一般定解问题式（1）提出了用有限元法计算水头分布和渗流量的公式,即式（19）和式（20）。并通过抽水井算例,证明它们对求解有自由面的三向非稳定渗流问题,是一种可行的数值方法。     

浆液的非稳定渗流过程分析

应用两相渗流原理分析了非水溶性浆液在饱和岩土介质中的渗流特点。引入相对渗透率概念，建立了能反映浆液灌入动态过程及饱和度变化的非稳定渗流力学模型及浆液自动吸渗过程的微分方程。通过试验对理论计算进行了检验。     

水电站沥青心墙坝坝基快速高效灌浆施工技术分析

沥青混凝土心墙坝作为目前水电站坝基的主要形式,其灌浆施工技术的好坏直接影响着整个水电站工程的建设质量。本文从沥青心墙坝的施工现状入手,对心墙坝坝基的快速、高效灌浆施工做出分析。     

非稳定渗流对基坑整体稳定性的影响

通过模拟降水过程中基坑的非稳定渗流,分析了降水过程中基坑整体稳定性的变化规律,探讨了非稳定渗流、基坑降水方案和渗透系数对整体稳定安全系数的影响。分析结果表明,渗流对基坑整体稳定性不利。在设计时只有充分考虑地下水渗流的影响,才能保证设计的安全性;渗透系数对整体稳定性的影响较大,对于渗透系数较大的土体,设计时可以按照稳定渗流计算基坑整体稳定安全系数,但要充分考虑降水速度的影响。     

裂隙岩体稳定/非稳定渗流数值模拟

 发展裂隙岩体稳定/非稳定的渗流数值模型,一方面,依照裂隙面的密度、产状、位置、大小和开度的统计分布规律,使用蒙特卡罗模拟技术将完整岩石切割为三维不规则块体集合。根据相邻块体单元间产生的裂隙单元,构建三维裂隙网络系统,并附加各裂隙单元的水力特性;另一方面,对裂隙单元进行三角形单元的有限元网格划分,运用变分原理导出裂隙单元的渗流有限元求解方程。采用离散元方法中的动态松驰技术,在无须组装整体渗透矩阵的情况下求解裂隙网格各结点的水头值。最后,通过典型算例验证程序的可靠性及适用性。     

有限单元法库区渗流场数值模拟及敏感性分析

采用FORTRAN程序,编写了调用针对东部某抽水电站上库区渗流场数值模拟的计算程序,研究了库区渗流场的计算方法,并论证了该计算方法的正确性和实用性,分析结果证明该计算方法适应性强、精度高、应用方便、实用性好。     

基坑开挖工程中渗流场的三维有限元分析

如何控制好地下水,减小其对基坑开挖和周围环境的负面影响,是基坑工程特别是深基坑工程设计与施工的重要组成部分。通过对基坑渗流场的三维分析,达到对基坑渗流场实际复杂情况的模拟,比较理想地反映基坑渗流场中等势线、流速矢量以及流量等渗流要素在不同条件下的变化规律,在一定程度上弥补过去对基坑渗流场研究的不足,为基坑工程止水防水设计提供一定的理论依据。     

基于Taylor展开随机有限元法的裂隙岩体随机渗流分析

基于等效连续介质模型 ,应用Taylor展开法分析裂隙岩体渗透性的随机性与裂隙基本几何参数随机性的关系 ,然后用一阶Taylor展开随机有限元法分析裂隙岩体渗流场的随机性。数值分析表明 :隙宽的随机性对渗流场的影响最大 ,裂隙的迹长次之 ,间距的影响最小。     

重力坝三维地震有限元分析

在7度设防烈度下,对某水电站建立了典型坝段和坝基联合作用的三维模型,并采用振型分解反应谱方法进行了三维有限元动力计算,分析了其地震动力响应,计算结果表明,重力坝满足规范抗震设防要求。     

堤坝非稳定渗流观测资料分析方法

堤坝在实际运行中由于上游水位的不断变化,渗流状态是非稳定渗流。由于其边界条件复杂多变,参数很难确定,使得非稳定渗流的求解变得非常困难。在目前观测资料渗流分析中,仍采用稳定渗流方法。应用非稳定渗流理论,借鉴目前简单边界已有的结果,提出了一个新的非稳定渗流近似计算模型。利用已有测压管观测资料,求出非稳定渗流的半经验半理论公式的近似解,并进一步求出测压管水位在上游水位逐日变化的情况下,测压管水位日变化量的计算方法。用此方法计算了实例,与观测结果符合良好,计算值与实测值误差很小,一般仅几厘米,成果理想。求出近似的位势值,比较不同年份位势的变化,可作为工程防渗能力变化及防渗能力的评价指标,用于评价工程防渗状态的变化,应用于大坝安全监测评价中。     

土心墙堆石坝坝顶裂缝扩展有限元模拟

基于ABAQUS计算平台,采用扩展有限元方法对某土心墙堆石坝坝顶裂缝的发生及扩展情况进行了模拟,针对含初始裂缝的简化平面有限元计算模型,得到了以下结论:坝顶裂缝的产生原因主要是上下游的不协调变形,上游坝壳的湿化变形会加剧此不协调变形;坝顶裂缝多出现在心墙下游侧,其扩展的方向为朝下游侧且与水平面呈45°左右夹角,初始裂缝的长度对裂缝扩展方向影响较小;开发编制了求裂纹扩展长度及开度的插件,以靠近心墙中心的初始裂缝为例,在库水压力及湿化作用下,裂缝扩展的平均长度为2.5 m,裂缝平均张开距离为0.18 m;初始裂缝越靠近心墙中部,裂缝扩展长度及开度越大。设计及施工中在加强接触部位碾压质量的同时应注重坝顶心墙中部的压实质量以减小坝顶裂缝发生的危害。     

Dynamic analysis of viscoelastic structures using incremental finite element method

This paper presents an efficient and accurate incremental finite element procedure, without involving any integral transformations, to deal with practical viscoelastic structures with complicated geometries subjected to dynamic loadings. The numerical error induced from the approximate inversion technique used is thus avoided. Based on the Hamilton's variational principle, an incremental functional is derived for each time increment and the inertia terms are retained in the analysis to estimate the transient viscoelastic behaviours. To model the specific stress-strain-time constitutive behaviours of viscoelastic materials, the Norton type time hardening rule is employed. In the present computation procedure, the change of creep strains is regarded as increments of fictitious body forces at the nodal points for the next time increment.

To evaluate the accuracy and the versatility of the solution technique developed in this work, several examples are given.     

基于极限平衡法和有限元法的边坡协同式可靠度分析

极限平衡法和有限元法是两种常用的边坡稳定分析方法。基于极限平衡法的边坡可靠度分析计算效率较高,但需要假定失效模式,从而导致计算结果不准;与之相反,基于有限元法的边坡可靠度分析更为严格,但计算效率较低。为此,提出了一种新的基于随机模拟的边坡可靠度分析方法——边坡协同式可靠度分析方法。该方法包括初步可靠度分析和精细可靠度分析两步,可以同时利用极限平衡法和有限元法的优势,实现既高效又准确的边坡可靠度分析。通过一个考虑空间变异性的两层土坡算例验证了该方法的有效性,结果表明:协同式可靠度分析方法与基于有限元法的蒙特卡洛模拟或子集模拟相比,不仅具有一致的可靠度分析结果,而且显著提高了小概率水平下的计算效率,促进了基于有限元法的边坡可靠度分析在实际工程中的应用。该方法可以将基于极限平衡法的边坡可靠度分析成果合理纳入到基于有限元法的边坡可靠度分析中,从而获得大量的失效样本,以制定合理的边坡防治措施。该方法非常适用于高维可靠度问题,如考虑空间变异性的边坡可靠度问题。     

复合土钉墙的有限元分析

采用同济大学编制的有限元软件分析了复合土钉墙的变形、受力状态,得出复合土钉墙变形与土钉墙变形有很大不同,水泥搅拌桩的存在改变了土钉力的分布,但其破裂面仍然为圆弧滑动破裂面,采用该有限元法进行工程实际设计是合理的。