圆形隧道粘弹性围岩地应力解析法反分析

根据隧道围岩位移与应变实测值反分析岩体地应力侧压力系数的解析方法．给出了解的公式,为工程应用提供了一个十分简便的方法．     

模拟高边坡初始地应力场的边界位移法

岩体初始地应力的确定是地下洞室、边坡等岩土工程设计和施工的必要条件。从实用的角度出发提出了分析岩石高边坡初始地应力场的一种分析方法——边界位移法,即根据地质构造特点,在边坡计算模型边界上施加远场位移,来模拟由地质构造运动形成的初始地应力场。应用实例结果表明:该方法能很好地模拟岩体的初始地应力场,并能为后续开挖过程的有限元分析,提供一种与初始地应力场等效且方便的加荷途径,具有良好的实用性;该方法还适用于弹塑性的岩体材料和多种岩体材料。     

考虑裂隙岩体参数折减的初始地应力场反演

结构面多而复杂、岩石强度较高的裂隙岩体,在数值计算过程中难免出现建模困难及计算误差大的问题。结合地下洞室裂隙化花岗岩实例,在考虑裂隙密度、半径等因素的基础上,对该类岩体力学参数进行折减处理,并以折减后参数作为计算参数带入3DEC离散元模型进行数值计算,获取训练样本P,T。采用BP神经网络训练样本,获取初始地应力场与边界条件的对应关系,结合实测地应力值反演出区域应力场值。将该反演结果与实测结果对比分析。结果表明:经过参数折减后的模型计算的初始地应力场具有较高的准确性,建模过程避免了结构面划分的庞大工作量,得到结果为区域宏观应力场,具有较强的实用性。     

确定粘弹性岩体瞬时弹性模量和地应力的初始位移法

地下工程设计需要确定岩体的力学参数,本文利用位移反分析法,根据开挖地下圆形隧洞时围岩位移的初始条件,反推出其中的瞬时弹性模量和地应力,并针对四种粘弹性力学模型给出了解的通式.     

离散单元法与边界单元法的外部耦合计算

根据岩石工程实际以及离散元法和边界元法的特点，引入并列模块式结构，提出了一种离散单元法和边界单元法进行外部耦合的算法。该算法物理模型合理，计算方法简便，方便利用现成的计算程序。文中以地下洞室开挖为例，说明该方法的实施过程和一系列特点。     

基于应力函数法的初始地应力场反演研究综述

地应力是地下工程建设中的基本荷载,是工程设计与施工的重要参考指标,准确表达出工程区域初始地应力场的分布规律与量值特征,具有重要的现实意义。通过查阅国内外大量的相关研究文献,文章以应力函数法为研究基础,系统地介绍了该法在实践过程中发展的多种初始地应力场反演方法,总结了各种方法的基本思想、实现过程、工程应用特征和优缺点。最后,基于各方法在具体工程实践过程中存在的问题,提出了复杂地下工程初始地应力场反演尚需进一步完善的若干方向。     

电磁场计算的边界无单元法

用非奇异基本解建立电磁场问题的边界积分方程,将其与无单元法相结合,提出了电磁场计算的无奇异积分的边界无单元法,编制了相应的计算程序,计算结果表明,方法合理可行.     

粘弹性围岩力学参数反分析的一种数值法

依据蠕变柔量和广义蠕变柔量概念，提出了由实测位移反演原岩应力场与粘弹性力学参数的边界元算法，实现了粘弹性围岩力学参数反演的半解析化。     

边界无单元法计算薄板弯曲问题

无单元法是一种新的数值方法,将其用于薄板弯曲问题的边界积分方程,提出了薄板弯曲问题的边界无单元法.算例表明,该方法计算量小、精度高,具有更加广泛的工程应用前景.     

用矩阵法计算网络时间参数

网络时间参数计算,一般常用的方法有图上计算法、表上计算法、公式计算法和电算法等。本文对矩阵法作一简要介绍。 1.矩阵法特点矩阵法是表上计算法的一种。这种方法用起来较为简单,易懂易学。概括起来,有以下几个特点: (1)所列表格简单明了,计算方便,不易出错。尤其是节点较少时,此法更为突出,比目前通用的表上计算法更适用。节点较多时,计算程序不变,只将表格加大即可。     

巷道围岩初始应力场和弹性模量的区间反演方法

从有限元数值计算的角度对岩土工程参数的可辨性进行了分析。在可辨识性分析的基础上，考虑观测数据的不确定性，建立了在联合采用围岩位移和应力观测数据的同时，识别地应力和围岩弹性模量的反演模型。并采用约束变尺度方法求解该反演模型，获得地应力和弹性所在区间范围。     

地下洞室应力分析中的荷载计算与初始地应力场

本文运用虚功原理分析了地下洞室开挖施工前后地层应力状态的变化,探讨了地下洞室开挖效应的有限元分析中关于荷载计算的方法。文中先推导了同时考虑初始地应力和地层自重作用的荷载计算公式,指出了当前国内外广为使用的、单纯由初始地应力计算节点力释放荷载方法的问题所在。通过理论阐述与工程实例计算的比较分析,从理论和应用两方面说明了笔者所提出的确定开挖荷载方法的合理性。     

巷道围岩参数及地应力可辨识性的探讨

利用巷道围岩位移反求地应力及围岩参数是一种行之有效的方法.但这种位移反分析法并非能够求出所有参数,能求出的参数个数是一定的.本文利用参数可辨识条件探讨了围岩参数和地应力的可辨识性问题,可辨识性是在有位移解析表达式的基础上进行的.本文利用平面弹性复变方法和一般弹性理论求得了任意形状巷道的位移解析表达式,并在此基础上证明了参数可唯一辨识的最多个数及分析了量测点布置对可辨识性的影响.     

高填方路堤粘弹性参数反演与工后沉降预测分析

路面的工后沉降问题是高填方路堤工程的主要问题之一。用广义Kelvin模型来表征填筑体的本构关系，在现场沉降监测资料的基础上，运用三维有限元正交数值试验、回归分析和优化相结合的方法，反演了计算模型的材料参数，并在此基础上对高填方路堤的丁后沉降作出预测，得到了较高的计算精度，并和实际监测结果比较．致。本文的方法可为今后高填方路堤的工后沉降计算提供参考。     

M-HTPF法全地应力张量反演探索与实践

HTPF法现场测试和反演计算由于需要大量原生裂隙面而使得该方法的广泛推广应用受到极大限制。新近提出的M-HTPF法有效的解决了这个问题,该方法依据摩尔库伦理论,通过建立结构面上的广泛存在的法向应力和剪切应力关系,优化方程组求解条件来实现降低对原生结构面数量的依赖。笔者基于M-HTPF法,利用最小二乘法和计算机程序试错搜索原生裂隙面摩擦系数的办法,在MATLAB平台上利用mldivide命令实现方程组求解,通过计算机程序自动搜索和统计,可以实现原地应力张量的反演计算。通过利用法国Mercantour公路隧道HTPF测试数据和山东某科研钻孔的测试数据,检验了反演计算软件的可靠性和实用性。研究结果表明,M-HTPF法可使用4条及4条以上原生裂隙对原地应力进行有效的反演计算分析,反演计算获得的数据离散性小,数据稳定性高。该方法为单孔三维水压致裂原地应力测量提供了新的思路和途径。     

考虑时间效应的围岩特征曲线

 应用非线性粘弹性模型, 对围岩特征曲线随时间的变化进行了有限元计算分析, 并对 初始模量、强度围压比的影响, 以及岩石破坏后特征、强度载荷速度效应与围岩特征曲线之 间的相互关联进行了讨论。另外, 针对弹性支护的情况, 通过支护反力曲线的计算, 对围岩 特征曲线与支护反力曲线之间的相互关系进行了讨论和分析。本文所用的非线性粘弹性模 型, 能够较好地再现岩石的应力2应变曲线。应用能够描述应变软化(屈服和破坏) 和非线性粘 弹性特征的本构方程式来计算和分析围岩特征曲线, 则是本研究的特色和创新所在。     

三维初始地应力场反分析的变差函数法

 在大型地下洞室的建设中,高地应力已然成为洞室开挖后影响围岩稳定的关键因素。为保证围岩稳定和评价支护设计的效果,需要对初始地应力场进行反分析。通过对初始地应力场分布规律和计算方法的研究,认识到初始地应力场分布受空间位置和边界条件影响规律与变差函数的区域化变量理论高度契合,由此提出一种基于变差函数概率统计理论的初始地应力场反分析方法。该方法从空间距离和埋深2个基本因子出发,研究区域化变量的合理表达,并运用最小二乘法原理拟合出适合地下工程初始地应力场反分析的球状模型参数。运用球状模型函数对有限的实测点插值,获得工程设计所需的初始地应力场数据,并能反映地形地貌的影响。进一步采用增量变塑性刚度理论模拟地下厂房开挖过程,求得的围岩变形及塑性破坏区分布与监测规律相符。     

高拱坝坝址区初始地应力场的二次计算

 建立小湾水电站坝址区大范围有限元模型,考虑工程附近较大区域内的地形、地势和河流大转弯等因素,采用遗传算法与有限单元法相结合的联合反演方法,对坝址区初始地应力场进行一次反演;然后,考虑坝址区附近主要地质构造,建立坝基开挖松弛效应分析的小范围有限元模型,基于子模型方法,通过在一次反演模型中插值获得小范围模型的位移边界条件,对初始地应力场进行二次计算。研究结果表明：软弱地质构造对初始地应力场的反演有一定影响,一次反演中不连续结构面附近应力计算值与实测值相差较大;考虑软弱地质构造后的二次计算改善了一次反演所得的初始地应力场精度,大部分测点应力计算值更接近实测值,相对误差也逐渐减小,可将其应用于后续坝基开挖松弛效应分析中;反演结果同时也表明所采用的研究方法是可行的,对类似工程具有参考意义。     

初始地应力场对钻爆开挖过程中围岩振动的 影响研究

采用动力有限元方法,通过分析爆破过程中开挖边界上初始地应力的高速(动态)卸载过程,研究了初始地应力场对围岩振动的影响.研究结果表明,爆破开挖过程中,在地应力较大的方向上动态卸载振动较大,因而此方向上围岩总体振动值也较大;且侧压力系数越大,影响越明显;同时,初始地应力场对爆源中远区的围岩振动值影响较近区显著,这是因为虽然在爆源近区爆炸荷载所诱发的振动比地应力动态卸载所诱发的振动大,但前者的峰值衰减速度比后者振动要快的多,故在爆源中远区,地应力卸载振动在围岩总体振动中占据主导地位.正在施工的瀑布沟水电站地下厂房处于花岗岩山体中,施工区地应力值约为20 MPa.利用小波变换突出信号奇异点的特性,并采用小波模极大值方法,识别了该地下厂房开挖过程中实测围岩振动曲线的地应力动态卸载振动到达时间;初步分离了围岩总体振动中的地应力卸载振动,对数值模拟结果进行了验证.