当前岩石力学数值方法的几点思考

当前岩石力学数值方法的几点思考李宁Ｇ．Ｓｗｏｂｏｄａ（西安理工大学岩土所西安７１００４８）（奥地利茵斯布鲁克大学奥地利Ａ－６０２０）岩石力学是研究岩体材料的物理力学性质并将其应用于工程问题的学科。岩体比任何人工材料的力学特性都复杂,其复杂性可归结为三...     

岩石力学参数的概率分布的Bayes推断

由于获得岩石力学参数的大样本的困难性,使得统计岩石力学参数概率分布函数成为一个难题。解决工程问题时,一般认为它们服从正态分布,但其精确度十分有限。对于一个具体工程,如何在有限的小样本条件,推断岩石的力学参数概率分布函数一直是一个研究热点。     

岩石力学参数反分析的变分伴随方法研究

在岩土工程参数反分析中,针对梯度类优化方法中梯度向量计算量大且难以求解的问题,引入变分伴随向量,提出了岩石力学参数反分析的变分伴随方法,推导出梯度向量的显示计算公式,梯度向量能够一次性全部算出,计算方便快捷。最后通过数值算例,对比分析表明该方法的有效性。     

岩石统计损伤本构模型及其参数反演

结合连续强度理论和统计理论,从岩石内部缺陷分布的随机性出发,建立了岩石统计损伤本构模型。分析结果表明,将岩石破坏准则作为微元强度分布变量建立统计损伤本构模型时,破坏准则的选择对建立的模型曲线和损伤岩石等效弹性模量的影响较大,因此应选取合适的岩石破坏准则。运用岩土工程反演分析方法,求解了本构模型中的统计分布参数,使所得的统计损伤本构模型能够考虑应力状态对模型曲线的影响。与前人理论曲线和试验结果的比较表明,所建立模型合理且具有工程实用价值。     

岩石抗压强度的随机-模糊分析

对已完成的室内单轴岩石抗压试验结果进行了初步的研究,在采用随机-模糊统计的方法确定岩石单轴抗压强度时发现,随机-模糊统计比通常的随机统计方法得出的数字特征指标的变异性要小。以实际出现的事件可能性最大原则为出发点,克服了传统的随机统计仅仅单独地顾及了试样的随机性而没有顾及试样的模糊性,为工程实践中岩石抗压强度的指标提供了更为实用的分析方法。     

基于DSCM-FEMU的岩石力学参数反演研究

将数字散斑相关方法(DSCM)与有限元模型修正方法(FEMU)相结合,建立了岩石力学参数反演流程。首先,通过数字散斑相关方法,获取实验中岩石试件受载条件下的应变场;其次,利用有限元模拟方法,获取数值模型中的应力场;最后,构建最小二乘目标函数,并且通过不断更新有限元模型中给定的力学参数进行优化计算。当目标函数收敛时,得到与实验结果最匹配的力学参数。研究结果表明:(1)数字散斑相关方法与有限元模型修正法相结合,可以实现材料的力学参数反演;(2)得到以实验应变场、有限元应力场、材料弹性模量和泊松比组成的参数优化目标函数;(3)以三点弯曲实验为例,反演得到花岗岩的弹性模量和泊松比。     

基于数值分析参数选取的岩石力学试验

工程岩体力学参数的合理确定是岩石力学界存在的一大难题。针对山区修筑公路常遇开挖自然斜坡坡脚而诱发边坡失稳的情况,对某边坡的岩石进行常规及三轴试验,结合野外工程岩体结构特点及相关经验性资料,以获得边坡稳定分析的岩石力学参数。用这些参数对开挖边坡作非线性有限元分析,所确定的岩石力学参数提高了数值建模的合理性和分析的准确性。     

具有统计损伤的岩石弹塑性本构模型研究

利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法建立了岩石的弹塑性损伤统计本构模型,在该模型中采用了总体应变与各组成相间应变关系与总体应力与各组成相间应力关系不一样的假设,并用最优化方法确定该模型参数。建立的模型能够反映岩石破坏前应力．应变关系和轴向应变．横向应变关系,与试验结果比较表明该模型是合理的。     

外包式钢柱脚研究现状与设计方法探讨

结合现存的研究成果,对国内外外包式钢柱脚设计方法进行对比,找到各种设计方法存在分歧的方面,为今后外包式钢柱脚的研究指明具体方向,推动钢结构技术的发展。     

岩石断裂和损伤的研究现状

从岩石断裂和损伤力学角度以及细观角度对岩石的断裂和损伤理论的研究现状进行了综述分析,指出岩石强度理论的研究由经典强度理论向断裂强度理论、损伤强度理论发展。     

岩体物理力学参数取值方法研究

对目前常用的求取岩体物理力学参数的试验法、经验分类法、综合法等方法作了简要的总结介绍,并作出有关评价,在合理确定岩体力学参数的基础上保证岩体工程的可靠性。     

岩体力学参数确定方法研究

结合理论及实践成果,研究探讨了岩体力学参数的确定方法,方法大致有：室内试验、现场试验、位移反分析、现场工程地质调查和室内计算等,从而准确确定岩体参数,保证模型计算结果的正确性。     

单试件法测定岩石强度参数的修正方法

分析单试件法测定岩石内聚力c和内摩擦角φ产生误差的原因,提出一种对单试件法各级围压下获得的三轴试验强度的修正方法。用泥岩试件分别在常规多试件和单试件法下的试验结果验证两种方法测定内聚力c和内摩擦角φ存在的差异,以及修正方法的有效性。     

岩体强度评价理论研究现状评述

分别介绍了RMR评价方法、Q评价方法、RSR评价方法三种常见的岩体质量评价方法,在此基础上总结了较为流行的岩体理论强度准则及经验准则,并对今后岩体强度评价理论的发展做了展望,对促进该领域研究工作具有积极意义。     

深部原位岩石力学构想与初步探索

深部资源开发的基础是研究深地科学规律,关键是探明不同赋存深度原位环境对岩石物理力学行为影响的差异性规律.适用于浅部资源开采的岩石力学实验与理论研究很难充分考虑不同深度原位赋存环境对岩石物理力学特征和工程的影响.提出深部原位岩石力学构想的定义和内涵,利用取自松科二井同一地质区域的10个不同深度(1 000?6 400...     

锦屏一级水电站右岸边坡岩体随机锚索施工

以工程地质地形地貌条件、施工材料质量控制为出发点,介绍了施工机具质量控制、预应力锚索施工方法、施工工艺流程,通过合理安排施工顺序,加快了施工进度,保证了施工质量,确保了资源的优化利用。     

非连续变形分析（DDA）法及在岩石力学中的应用

指出非连续变形分析（DDA）方法是近年来发展起来的一种分析不连续介质力学的岩土工程数值模拟方法,根据相关文献,叙述了DDA法的基本理论和求解方法,介绍了DDA法研究现状、在岩石力学及相关领域的研究和发展现状,并对今后的发展方向提出了一些看法。     

软岩崩解特性试验研究

本文首先对软岩矿物成分进行分析,并通过耐崩解试验与室内静态崩解试验,对石林隧道软岩的崩解特性与机理进行分析。研究表明:石林隧道软岩具有极强的崩解性,软岩完全崩解时间随初始含水量的增大呈指数衰减趋势,同时观察发现软岩的崩解过程可划分为崩离、迸裂和解离三个阶段。同时研究得出石林隧道软岩崩解的机理为粘土矿物的膨胀,表面吸附的楔裂以及矿物胶结的弱化。