岩体三轴强度,破坏准则及参数研究

根据岩体三轴试验结果，确定了Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ准则中的ｍ、ｓ值。再根据ｍ、ｓ值，分别确定了岩体的强度参数和变形参数，得到了满意的结果。     

基于非饱和流固耦合理论的某尾矿坝渗流与稳定性分析

基于非饱和流固耦合理论,针对某尾矿坝,建立了流固耦合渗流有限元模型,通过对尾矿库的浸润线位置以及应力场分布规律的分析,验证了流固耦合数值模拟的有效性。并在此基础上,采用流固耦合—Morgenstern-Price法,获得了不同干滩面长时尾矿坝的稳定性安全系数,并将其与采用极限平衡法、流固耦合—强度折减法获得的计算结果进行了对比分析。结果表明:采用流固耦合—MorgensternPrice法研究尾矿坝的稳定性是有效和可靠的。更多还原     

基于统一强度理论的高强混凝土强度准则

通过对几种双剪强度准则破坏面特征的分析,发现双剪剪应力型材料四参数统一强度理论和非线性统一强度理论具有描述高强混凝土多轴强度特性能力,在此基础上利用现有的多组高强混凝土的单轴抗拉强度、单轴抗压强度、双轴等压强度或常规三轴压缩强度试验结果确定以上两种强度准则中的材料参数,对二轴受力、常规三轴受力和真三轴受力状态的高强混凝土试验数据进行拟合分析,并与其他破坏准则进行了比较。结果表明:上述两种强度理论中剪应力型材料四参数统一强度理论与试验数据吻合较好,可描述常规三轴压强度随着围压增加的非线性特性,以及真三轴强度随中间主应力变化的整体趋势。该准则较其他常用混凝土准则描述效果也相对理想,参数b在[0,0.3]范围取值可获得较小的拟合偏差。此外,利用归一化方法对现有大量试验数据进行处理,以准则破坏面与所有试验点的偏差最小为优化判据,为该准则确定了一套普遍适用于高强混凝土的材料参数值。在缺少标定参数的试验成果时,可采用该普适参数初步确定高强混凝土的强度准则。     

基于抛物线型Mohr强度准则的隧洞弹塑性分析

基于具有抛物线型Mohr强度准则,分析渗流作用下隧洞的弹塑性力学行为。通过考虑和不考虑渗流场影响的实例对比分析,结果表明:考虑渗流场时所得塑性区半径比不考虑时大,而且随着孔隙水压力的增大,渗流场的影响越来越显著;隧洞径向应力和切向应力都与渗流场密切相关。所得结果可为强度包络线近似于二次抛物线的围岩隧洞设计提供理论依据。     

黄河大堤丁坝流固耦合分析研究

将黄河大堤丁坝概化为三维地质模型,考虑坝体建成后水位保持施工期水位和坝体建成后水位升至设计水位2种工况,对坝体和渗流的相互作用进行了耦合分析。结果表明：在第一种工况下丁坝最大沉降量为5.2 cm,在第二种工况下丁坝最大沉降量为2.14 cm;丁坝内部应力以压应力为主,在丁坝裹石台阶边缘存在拉应力,在台阶内侧存在应力集中现象。     

基于FEPG的土坝流固耦合渗流稳定计算

基于土坝稳定渗流场与应力场的耦合关系,提出了稳定渗流方程和土体平衡方程的弱解形式,并根据该弱解形式和所设计的计算流程,按照有限元语言的语法规则,分别编写了线弹性土坝耦合场的全量算法和非线性弹性土坝耦合场的增量算法的脚本文件,借助有限元自动生成系统(FEPG)生成了FORTRAN有限元程序,并通过算例验证了本文所开发程序的正确性。     

基于加权双剪强度理论的高强井壁结构理想弹塑性解

为更方便获得高强井壁的极限承载力,基于加权双剪强度理论,考虑不同中间主应力效应,分2种情况分别求解厚壁圆筒的理想弹塑性解:①厚壁圆筒在外压p₀作用下处于全弹性状态,加上轴压P后处于弹塑性状态;②厚壁圆筒仅在外压p₀作用下处于弹塑性状态。得到了基于加权双剪强度理论的厚壁圆筒的弹塑性应力解公式、弹塑性极限承载力公式、塑性区半径表达式,并给出不同中间主应力的适用条件;对情况②中的极限承载力公式进行修正,给出了C70高强混凝土井壁极限承载力修正公式,用修正的极限承载力公式计算的高强井壁极限承载力与试验值相比,误差在±3%左右。修正的极限承载力公式将对井壁结构的优化设计具有重要指导意义。     

基于多参数强度准则的安全系数定义问题

从一般的多参数强度准则出发,分别给出了传统安全系数、超载系数和强度折减系数的定义,根据其物理、几何意义,结合最简单的多参数强度准则——Mohr-Coulomb准则,对各种安全系数进行了分析与讨论,指出现有各种安全系数的定义均存在局限性,很难直接应用于一般的多参数强度准则,说明了重新定义适用于各种应力状态和强度准则的点安全系数的必要性。     

基于Sheorey岩体强度准则对等效Mohr-Coulomb强度参数的推导

引入基于RMR岩体分级指标的Sheorey岩体强度准则,根据σ1-σ3平面上用线性Mohr-Coulomb(M-C)强度准则对非线性准则进行拟合的原则,利用最小二乘法推导出相应的等效M-C强度参数,并给出等效强度参数的通用表达式,方便利用Sheorey准则评价岩体的强度及稳定性。之后,通过一个算例比较了Sheorey准则与HoekBrown准则的M-C等效强度参数。分析结果表明,两准则的等效强度参数具有良好的吻合度。     

基于ANSYS混凝土重力坝流固耦合动力特性分析

以某混凝土重力坝非溢流坝段动力特性为背景,探讨流固耦合效应对结构自振特性的影响,运用大型有限元软件对结构自振特性进行分析计算,得出了流体对结构自振特性影响以及结构的固有频率,避免在运行过程中发生共振,造成对结构的破坏。     

基于流固耦合试验的k-n表达式探讨

k-n关系是岩土工程流固耦合分析计算中的一个关键表达式,常规的室内渗透试验由于没有考虑到渗流过程中的流固耦合效应,因而得到的k-n关系与实际情况有偏差。为得到更精确的k-n关系,采用自主研发的SRS-1型渗流和蠕变耦合试验仪开展了各种不同固结压力下的三轴流固耦合试验,获得了渗流过程中土样孔隙率随时间的变化曲线,拟合得到了考虑流固耦合与不考虑流固耦合的k-n表达式,并对考虑流固耦合、不考虑流固耦合及Kozeny-Caman经验公式给出的3种k-n表达式进行了对比分析。将3种表达式分别用于考虑流固耦合效应的一维饱和地基固结的数值模拟,将计算结果与非流固耦合方法计算结果进行比较。结果表明:渗流过程中土的孔隙率是动态变化的,为得到更精确的k-n关系,应考虑渗流过程中的流固耦合效应;工程中的土体固结问题实际是一个流固耦合问题,不能按非流固耦合方法计算,否则产生的误差非常大;当前流固耦合数值模拟中被广泛使用的Kozeny-Caman经验公式不能很好地反映黏土k-n的关系,在数值计算中造成的误差非常大,因此不建议使用;为了提高数值模拟结果的准确性,建议采用考虑流固耦合效应的k-n表达式。     

基于强度折减理论的水位下降坝坡稳定性分析

为了能够准确地分析某水库在水位下降期坝坡的稳定性,基于非饱和土流固耦合理论和强度折减有限元法,利用Geo Studio数值模拟软件进行数值模拟,根据模拟结果对该水库在水位下降的情况下进行了边坡稳定性分析。结果表明:水位下降时,由于坝体孔隙水压力消散较慢,水位滞后于库内水位,从坝顶到迎水坡坡脚形成了塑性应变联通区域,特征点位移突变且位移等值线分布密集,表明此处为可能潜在最危险滑动面,并基于强度折减法确定了安全系数值。     

Hoek-Brown强度准则在强烈砂化白云岩力学参数估算中的应用

白云岩砂化是滇中引水工程玉溪段面临的典型地质问题之一。砂化白云岩物理力学参数的准确获取可以为施工和设计提供依据,保障隧洞施工人员的生命财产安全,具有重要的工程意义。强烈砂化白云岩因其岩体结构较为破碎,难以通过制作标准试样进行室内试验获取岩体力学参数。基于此,为了快速获取强烈砂化白云岩岩体力学参数,通过现场调查以及针贯入试验,运用Hoek-Brown强度准则对其岩体力学参数进行估算,并将估算结果与现场岩体平硐试验结果进行对比。研究结果表明：通过Hoek-Brown强度准则估算的强烈砂化白云岩力学参数绝大部分值落在试验值区间内,Hoek-Brown强度准则在强烈砂化白云岩岩体力学参数估算中运用效果良好。根据估算结果给出研究区强烈砂化白云岩的岩体力学参数建议值,可为工程建设提供支撑,具有一定的推广价值。     

土坡稳定分析有限元强度折减法的失稳判据探讨

基于土坡的变形破坏特点,并结合一算例,研究了强度折减过程中最大等效剪应变ε qmax等三个变量随折减系数F sr的变化规律,提出以F sr～ε qmax曲线发生"突变"作为土坡失稳的判据,并通过与极限平衡法计算结果的比较验证了判据的可靠性.     

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。     

隧道围岩应力和塑性域的双剪强度理论的分析

针对隧道开挖围岩产生塑性屈服的应力条件变化及稳定性问题,根据隧道围岩的平衡条件和统一强度理论塑性条件,求解得到了圆形隧道的径向应力和环向应力。分析了平面应变条件下统一强度理论的强度参数及围岩支护压力与隧洞半径之间的关系。探讨了平面应变下中主应力参数和统一强度理论次主剪应力系数变化条件下圆形隧道围岩径向应力和切线应力随径向半径的变化规律分布。考虑了支护压力和平面应变统一强度理论中主应力参数和次主剪应力系数对塑性域半径的影响,分析结果表明引入中主应力参数的塑性计算结果更加符合实际。     

基于Hoek-Brown准则的位移反演分析GSI与岩体波速关系

地质强度指标GSI的选取有地域性,GSI的准确性会直接影响Hoek-Brown强度准则的应用效果。基于Hoek-Brown准则对青岛地铁3号线永平路站—青岛火车北站区间内的地质强度指标GSI、扰动系数D和泊松比进行反演研究,并利用均匀设计表对反演参数进行范围划分和试验点选取,有效降低了试验次数,同时保证了较好的试验效果。借助FLAC^3D软件计算出10个断面的GSI值,并研究了GSI与岩体波速V_p的关系,通过线性拟合得到GSI-V_p关系式,并用于预测青岛地铁3号线重永区间的GSI值。结果表明:GSI-V_p关系式所预测的GSI值用于重永区间数值模拟计算,所得位移值与该区间监测值的相对误差较小,具有较好的一致性,进而验证了关系式的合理性。研究成果为工程上准确获得GSI提供了新方法。