Ｂｉｓｈｏｐ法的半解析解及其广义数学模型

为提高边坡稳定性分析精度,降低其计算量并扩大其适用范围,基于Ｂｉｓｈｏｐ法利用微分分析工 具,将传统Ｂｉｓｈｏｐ法的连接数学模型转化为积分数学模型。将隐式积分数学模型转化为显式的积分数 学模型,即将边坡的最小安全系数表示为滑弧位置和半径的函数。利用多元函数求极值的数学原理,得 到该函数取最小值时应满足的方程组,将求解边坡最小安全系数的问题转化为方程组求解问题,从而有 效的避免了浩繁的计算量和函数发散的风险。为了进一步提高半解析Ｂｉｓｈｏｐ法的适用性,基于广义积 分数学模型,对于异形边坡和非连续分层边坡进行了处理,使得其计算量较少,得到的结果精度较高、适 用性较广。     

基于ＭＡＴＬＡＢ的年最高潮水位极值Ⅰ型分布频率分析计算

基于ＭＡＴＬＡＢ软件环境,开发一款水文频率分析计算程序,分别采用极大似然法和矩法估计参数,对年最高潮水位极值Ⅰ型分布函数进行计算,自动生成黑森机率格纸,以人机交互方式进行配线、适线,并通过实例给出年最高潮水位计算的步骤和方法。该程序结构简洁、功能全、界面友好、操作方便、效率高,能够较好地满足工程需要。     

基于ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ的天化试剂一厂地下水污染物扩散数值分析

为了给城市污染场地的修复和治理提供依据,以天津市化学试剂一厂地块修复项目为例,利用三维模拟软件ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ建立地下水水流概念模型和溶质迁移模型,对风险管控区内氯乙烯等三种污染物进行20年的运移扩散数值模拟预测,并对其运移过程和分布特征进行分析。结果表明:污染物的运移除了自身的衰减、弥散和吸附等作用外,主要受地下水运动趋势的影响,随着地下水的流向进行扩散,受止水帷幕阻隔的影响,污染物在迁移扩散过程中发生了明显的“绕流现象”。垂直渗透系数较小的相对隔水层对污染晕的垂直扩散阻隔作用明显,浅部含水层中污染物浓度梯度随深度的增加而明显减小。三种污染物浓度均明显低于修复目标控制值。利用ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ建立地下水数值模型,可以预测污染物因子时空分布,定性的分析各种污染物的运移规律。     

Fellenius法的解析解法

Fellenius 法是一种经典的边坡稳定性分析方法。由于此法更加安全,故而在工程施工中被广泛应用。现行方法多为数值计算方法,通过大量分条和滑弧的遍历来确定最小安全系数 Ks 和最危险滑弧的位置（圆心横坐标 x0,圆心纵坐标 y0,半径 R）。但数值计算方法计算量浩大且精度不及解析计算方法。通过对 Fellenius 法的连加形式的数学模型进行分析,得到了 Fellenius 法积分形式的数学模型,进而得到了安全系数的表达式 K（x0,y0,R）。然后,将求解最小安全系数 Ks 的问题转化为 K（x0,y0,R）求极值问题,并导出了 K（x0,y0,R）取最小值 Ks 的时候须满足的方程 gradK ＝（0,0,0）。最后,基于 gradK ＝（0,0,0）无根式解这一基本事实,利用麦克劳林展开将 K（x0,y0,R）简化,并利用费拉里法对 gradK ＝（0,0,0）进行解答,得到了最危险滑弧的位置（xs ,ys ,Rs ）的表达式。将（xs ,ys ,Rs ）代入 K（x0,y0,R）,得到了最小安全系数 Ks ＝ K（xs ,ys ,Rs ）。继而,只需要得知土坡的相关参数,便可得到 Ks ,无需试算与解方程且具有较高的效率。     

基于思维进化优化ＢＰ神经网络的边坡稳定性评估

基于思维进化算法（ＭＥＡ）对公路边坡稳定性判定具有极强的全局搜索能力,利用思维进化算法对样本的初始权值和阈值进行优化处理,使前馈型神经网络（简称ＢＰ）在学习和预测时能够得到一个最佳的权值和阈值,从而加快了网络的训练速度。选择样本的仿真结果表明:优化权值后的ＢＰ神经网络得到边坡稳定性的判对率达到100％,相较于随机权值ＢＰ神经网络、ＲＢＦ神经网络、遗传优化ＢＰ神经网络判对率分别提高了30％、35％、15％。从训练次数来看,优化后的算法能较快完成相关的学习和预测。ＭＥＡ优化ＢＰ神经网络的预测准确率得到明显提高,在今后边坡稳定性的实际应用评价中可作为一种有效的辅助手段。     

“新边法”—一种新的边坡加固设计和施工方法

工程实践表明，岩质边坡稳定性是随着工期及施工中各种影响因素在不断降低的。根据这一特点，借鉴隧洞工程中的“新奥法”，参考国内外工程实例和近年来断层岩研究成果，结合李家峡水电站边坡设计和施工中的经验与教训，利用锚筋桩和岩石变位计的观测成果，配合边坡变位及应力计算，初步总结出各专业密切配合的“动态”的边坡加固设计施工新方法──“新边法”。该法的主旨在于：及时进行边坡加固；少损岩体抗剪强度；利用卸荷变形能量；目标安全经济快速。     

ＢＦＲＰ模壳不排水加固桥墩的延性设计方法

针对桥梁桥墩受到水流冲刷发生损坏的问题,ＢＦＲＰ模壳加固桥墩是一种新型的不排水加固桥墩的方法,但缺乏针对ＢＦＲＰ模壳加固后桥墩抗震性能的分析方法。因此,在试验的基础上,建立了ＢＦＲＰ模壳加固桥墩位移和延性系数、材料性能参数,包括ＢＦＲＰ约束混凝土的极限压应变、ＢＦＲＰ配箍率、ＢＦＲＰ有效极限抗拉强度和ＢＦＲＰ有效极限抗拉应变等之间的力学计算模型,提出了基于目标延性系数提高指标的ＢＦＲＰ模壳抗震延性加固设计方法,通过试验结果验证了所提出方法的可靠性。以位于福建省某简支梁桥2号墩的桩基作为现场例证,介绍了加固设计的过程。     

基于Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ准则和Ｓａｒｍａ法的海外水电工程边坡稳定性评价

在海外水利水电工程勘察中,由于中国规范与国外规范的差别,导致岩体力学参数的合理取值一直都是难点,难以得到业主及咨询方的认可。文章以老挝南俄4水电站10＃坝段开挖边坡为例,利用基于ＧＳＩ法的Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ强度准则岩体力学参数估计方法,结合开挖地质资料和室内岩石力学试验结果,估算边坡岩体力学参数,分析对比ＧＳＩ法和中国规范经验取值的差异,综合提出边坡稳定计算力学参数值,并采用Ｓａｒｍａ法对坝基边坡的稳定性进行定量计算与分析。研究成果对类似海外水利水电工程地质勘察具有一定的指导意义。     

基于粘聚力与摩擦角的路堤边坡稳定性敏感分析

利用ＦＬＡＣ３Ｄ对路堤填土高度４ｍ～８ｍ坡率为１∶１．５～１∶１的路基进行模拟,研究不同高度与坡 率下粘聚力与摩擦角对其稳定性影响的敏感性分析。结果表明:在粘聚力或摩擦角单独变化下,安全系 数与粘聚力近似呈二次抛物线的关系,与摩擦角近似呈线性关系;同时随着粘聚力或摩擦角的增加,安 全系数都逐渐增大;粘聚力或摩擦角的减小对稳定性的影响大于粘聚力或摩擦角的增加对稳定性的影 响;随着高度的增加,粘聚力对稳定性的影响在不断减小,而摩擦角对稳定性的影响在不断增加。填土 高度小于７ｍ时,粘聚力对稳定性的影响大于摩擦角对其的影响,边坡高度为７ｍ～８ｍ时,这两个因素 对稳定性的影响差别较小,基本趋于一致;随着坡度的增加,粘聚力对稳定性的影响在逐渐增加,但增加 较小,而摩擦角对稳定性的影响略有增加。当路基边坡角在３４°～４５°时,摩擦角与粘聚力对稳定性的影 响差别较小,基本趋于一致。     

对流方程的一种新数值解法

运用修正局部 Crank-Nicolson 方法解流方程, 得到了一种新的计算简单、无条件稳定的显式格式. 计算结果表明, 新格式的计算结果与精确解吻合较好, 与原 Crank-Nicolson 格式相比计算误差明显改善.     

一种新的污水处理技术——MSBR法

介绍ＳＢＲ法的新发展———ＭＳＢＲ技术及其在污水处理中的应用,其中包括ＭＳＢＲ的基本原理、操作过程、技术特点与开发研究的重点等。ＭＳＢＲ法具有ＳＢＲ技术与传统活性污泥法两者的优点,可省去初沉池和二沉池,并在全充满且维持恒定水位下连续进水运行,是一种高效、经济、灵活、易于实现计算机自动控制的新型污水处理技术。     

有限元极限平衡法与强度折减法在边坡稳定性分析中的对比

基于有限元极限平衡法和强度折减法,对比分析了澳大利亚计算机应用协会所使用的三类边坡稳定性考题,用于定量评价这两种有限元法的计算精度。研究结果表明,对于均质及多层土边坡,有限元极限平衡法与强度折减法的计算结果较为接近,而对于含软弱夹层的边坡,有限元强度折减法计算所得的安全系数明显偏小。研究结果对提高边坡稳定性的计算精度具有重要意义。     

单桩沉降的一种解析解法

本文对桩侧及桩端采用不同的荷载传递函数(t-z曲线),并考虑桩侧土体强度沿深度线性变化的特性,推导了一系列单桩沉降的解析表达式。计算结果可直接用于单桩分析,并且可以用于拟合土体参数。     

基于强度折减法的分步施工边坡稳定性分析

工程上常采用极限平衡法分析边坡的安全稳定性,但由于极限平衡法的局限性,使得计算结果 只能反映边坡安全系数的大小,不能确定边坡在施工各个阶段的变形稳定情况,因此以永宁高速公路边 坡为研究对象,通过ＰＬＡＸＩＳ有限元强度折减法对边坡施工过程中可能产生的变形、位移进行模拟分析, 得到分步施工状况下,施工各阶段边坡的变形图以及整体的安全系数,并将结果与极限平衡法计算结果 进行对比分析。结果表明:边坡的安全系数随着坡体的逐级开挖会不断降低,需及时进行支护加固,强 度折减法所确定的边坡最终滑动面形状与极限平衡法计算结果较为一致,且安全系数差值仅为3％,从 而也验证了强度折减法对于分步施工边坡安全稳定性分析的适用性与正确性。     

基于刚体极限平衡法与有限元法的边坡稳定性分析

以雅砻江流域某水电站上游库区滑坡体为研究对象,采用刚体极限平衡法和有限元法,对自然边坡在天然工况下的抗滑稳定性进行对比分析,探明两种方法在边坡稳定性分析中的差异,并对库区自然边坡的天然稳定性进行评价。     

基于两种准则下降强法的边坡稳定性对比分析

文章以沙洋大碑湾泵站岩质边坡工程开挖处理后分析其稳定性为例,利用ABAQUS商业软件,基于MC和DP两种不同准则下降强法对开挖后边坡稳定性进行数值仿真。通过有限元方法对该边坡进行等效塑性变形与位移分析,得到两种模型中边坡的屈服滑动面形态和倾角接近,一般而言,MC模型计算得到的屈服略大于DP模型的结果,可为此类工程开挖及建设提供参考。     

基于矢量和法的三维边坡滑面搜索研究

基于矢量和法的分析理论,进行了三维边坡临界滑动面的搜索研究。用数值方法求得边坡应力场后,通过矢量和法稳定性分析程序及滑面搜索程序,求解了三维边坡的临界滑面问题。对比研究发现:在二维情形下,利用矢量和分析理论对极限平衡法的临界滑面进行求解的结果与对其自身临界滑面进行求解的结果比较接近;三维情形下,通过滑面搜索能得到更加准确的稳定性分析结果。     

基于离散单元法的锚固岩质边坡动力响应研究

采用离散元单法和动力时程法,应用UDEC程序,计算某水电站厂房后方顺层块状岩体边坡动力响应,计算结果表明:动力荷载作用下未支护岩质边坡的破坏可划分成:未滑动、缓慢发展、加速发展和破坏4个阶段;边坡在地震荷载下的破坏是一个累积的过程;锚杆单元的轴力响应曲线与该单元附近的岩体的相对位移时程曲线相关性很好,表明锚杆周边单元之间相对位移是导致锚杆发挥加固作用的原因之一。研究了锚杆轴力分布规律,并据此提出了边坡加固优化方案,该加固方案对相似工程具有参考意义。