裂缝边坡三维极限上限拓展分析

裂缝的存在会降低边坡稳定性,而在边坡宽度受到限制时三维效应更加显著,因此有必要对裂缝边坡稳定性进行评估。针对裂缝边坡三维稳定性研究,基于极限分析上限定理,在三维破坏机构中引入一条垂直张拉裂缝,并引进机构参数拓展裂缝边坡三维破坏模式,包括坡面破坏和坡底破坏,建立能量平衡方程并通过优化算法求解裂缝边坡稳定系数上限解。根据g-line图像法绘制裂缝边坡稳定性图表以便读取安全系数。分析了边坡宽高比、坡角以及土体内摩擦角对裂缝边坡破坏模式和裂缝深度及位置的影响规律。结果表明:对于确定的边坡几何形态以及土体参数,存在最小边坡宽高比B/H*,当边坡宽高比小于B/H*,边坡发生坡面破坏且坡顶裂缝的影响可以忽略;内摩擦角φ小于5°时,边坡发生坡底破坏,而对于裂缝边坡,仅在φ=1°左右发生坡底破坏;随着边坡宽高比的增大,裂缝深度逐渐增加,裂缝位置逐渐远离坡肩,但对于坡角为75°的边坡裂缝深度先增大后减小。     

动能弹侵彻多介质组合靶的数值模拟研究

使用有限元程序对动能弹侵彻多介质组合靶问题进行了数值研究,分析了入射倾角(0°～70°)和攻角(-3°～3°)等因素对侵彻轨迹的影响规律.研究结果表明,随着入射倾角或攻角的增加,侵彻深度减小;对于文中指定的弹靶系统来说,入射倾角每增加1°,侵彻深度减少约1.8cm,而攻角每增加1°,侵彻深度减少约6.8cm.另外,对大...     

寒冷地区图书馆阅览空间外立面形态光热性能研究——以西安地区为例

良好的采光设计策略需同时考虑对光环境和建筑能耗的影响,而以图书馆阅览空间为代表,具有较高采光需求的功能空间则往往面临采光与能耗的权衡难题,寒冷地区因需兼顾采暖制冷更甚。与此同时,当代公共建筑的自身立面形态设计加剧了这一问题的复杂性。以西安地区图书馆南向阅览空间为原型,利用DesignBuilder软件对寒冷地区不同外立面形态变化阅览空间的采光和能耗影响进行了综合模拟分析。结合图示相关性分析,统计光热性能结果,并基于优化阅览空间采光效果同时控制建筑能耗增加的综合目标,提出了窗墙协同变化类型的外立面优化设计建议。结果表明,针对阅览空间外立面形态设计,考虑竖向形态变化设计时可选择旋转角适中偏小(0°～15°)的竖向旋转式;考虑水平向形态变化设计时可选择旋转角较小(0°～5°)的整体偏转式或旋转角设置较为灵活(-25°～5°、15°～20°)的单元偏转式。     

平面滑动边坡稳定性的解析计算

根据极限平衡原理，采用解析方法，即利用函数求极值的条件，对折线形与台阶形边坡、具有张裂缝和静水压力边坡以及考虑地震力影响的边坡，分别建立了最不利滑动面倾角和最小安全系数的解析计算公式。     

BDS/GLONASS/GALILEO多模组合单点定位性能比较分析

针对单系统在恶劣环境下进行单点定位可见卫星数较少、定位稳定性和定位精度较差的问题,采用MGEX跟踪站部分测站的观测数据和星历文件,分别在不同的截止高度角(15°、20°、25°、30°、40°和45°)下,对BDS、GLONASS、GALILEO、BDS/GLONASS、BDS/GALILEO、GLONASS/GALILEO、BDS/GLONASS/GALILEO组合的7种模式的伪距单点定位进行解算。结果表明,随着截止高度角的增加,卫星可见数在不断减少,而BDS/GLONASS/GALILEO组合定位在6个不同高度角下的可见卫星数和历元可用率都最优。BDS/GLONASS/GALILEO组合的RMS值较小,当截止高度角为30°时,BDS/GLONASS/GALILEO组合在X、Y、Z方向的精度较BDS的改善率大约为10%～40%。     

不同坡角低矮建筑屋面局域风压极值分布规律研究

针对4种不同坡角、缩尺比为1∶20的双坡低矮房屋风洞试验刚性模型,以风向角、坡角为变量,重点研究均匀湍流风场下坡角影响双坡低矮房屋屋面区域极值风压的分布规律。研究结果表明:0°～45°风向下坡角对双坡低矮房屋屋面易损区域风压特性影响显著,60°～90°风向下不同坡角房屋易损区域风压特性变化趋势相近,其中30°坡角房屋屋面所受风荷载较小。     

蒙特卡洛法在边坡稳定性分析中的应用

采用蒙特卡洛数值模拟法,用MATLAB编制了边坡工程可靠度求解程序,对小龙潭露天煤矿开挖边坡,进行了无渗流60°边坡角和有渗流30°边坡角的可靠性分析,计算结果表明,渗流水的存在对边坡的稳定起重要作用。     

南川三泉地区中新生代构造应力特征

通过野外节理的测量统计,得出研究区有3组节理发育:NNW向(320°³50°)、NNE向(15°350°)、NNE向(15°³0°)、NE向(50°30°)、NE向(50°⁷0°)。结合区域构造背景,运用赤平投影法分析了三泉地区中新生代以来的古构造应力场。根据各节理测量点的最大主应力方向,把研究区构造演化分为两个阶段:第一阶段为晚燕山期—早喜山期,主要受到NW-SE方向的应力作用;第二阶段是晚喜山期,主要受到NE—SW方向的应力作用。这两期的构造运动控制了三泉地区龙马溪组页岩中裂缝的发育方向,为页岩气储层物性的研究提供了一定的地质依据。     

基于ABAQUS的露天矿边坡稳定性对剪胀角敏感度的研究

根据平朔东露天矿东北帮边坡历史滑坡的实际情况,运用ABAQUS有限元分析软件分析边坡的稳定性,并研究剪胀角对该边坡稳定性的敏感性.采用强度折减法进行分析,发现剪胀角由0°增加到5°,10°和φ/2(φ为每层的摩擦角)时,稳定系数在一定范围内逐渐增加;在前人研究的基础上考虑了每层剪胀角不同情况下的边坡稳定性,且经过对比分析在剪胀角为φ/2工况下求得的稳定系数最大;并由ABAQUS数值模拟分析可知,滑坡主要是在砂岩和破碎风化带的交界处产生,该区域需要进行加固.     

路基工程中植被边坡的安全技术指标分析

随着环境保护意识的提高,采用植被对路基工程进行护坡的措施受到广泛关注。我国生态护坡理论研究主要集中在生态效益这一方面,理论远远落后于防护技术应用的发展。采用科学软件CHASM(Combined hydrology and stability model)研究考虑降雨影响的生态护坡工程的工作机理,并确定路基植被边坡的主要安全技术指标。填土内摩擦角φ为30°,宜选取小于35°的边坡角,植被对边坡稳定性影响是有限的。植被使不同强度的填土边坡安全系数提高10%～12%。高渗透性路基,坡面种植树木的边坡安全系数比坡脚种植的高,移除坡脚的植被相对安全;低渗透性路基,植被对边坡安全产生负效应。降雨强度不同,植被对安全系数的影响也不同,当降雨作用没有超过植被的调节能力时,边坡安全系数基本在提高;反之,边坡安全系数会出现明显的下降。     

框架-核心筒混合结构体系双向地震反应分析方法研究

框架-核心筒结构由于诸多优点而在高层建筑中广泛应用,目前对此种结构体系的研究主要集中在单向地震作用方面,双向地震反应分析研究则较少。在此背景下,本文对材料本构关系、非线性模型建立以及地震波输入方法进行了阐述,并采用3条地震波(Kobe波、Taft波和人工波)对某24层框架-核心筒结构进行了动力时程分析,得到单向和双向地震作用下结构两个主轴方向的弹(塑)性层间位移角和楼层相对扭转角。通过分析不同角度输入时的顶层最大位移,发现结构弹性阶段的最不利加载角度为30°左右,而弹塑性阶段3条地震波的最不利加载角度分别为55°、30°和40°。     

太佳高速公路岩体边坡稳定性处理技术

以太佳高速公路岩质边坡为例,在系统的地质勘查、岩体结构分析和岩石力学分析的基础上,利用赤平极射投影法初步判断出边坡潜在的失稳模式,再利用数值分析软件ABAQUS找出潜在滑动面和张裂缝的位置,最后以极限平衡理论计算出各种可能条件下的安全系数,通过绘制安全系数随最终边坡角的变化曲线,即可得出安全稳定条件下的最终边坡角优化结果,系统的分析优化表明,原设计53.5°的最终边坡角偏于保守,可提高至55.4°。     

SH波斜入射盆地地表的时域非线性地震反应分析

本文利用二维时域非线性场地地震反应分析程序,针对3个不同的盆地,利用具有不同峰值、不同频谱特性的实际地震记录以不同角度入射作为输入基岩的SH波,共组成513个工况,研究了盆地地表加速度峰值和反应谱随地震波入射角变化的特征和规律,发现地震波入射角对二者均有重要影响。地表加速度峰值放大系数的最大值并非出现在地震波垂直入射(0°)时,而是大致在15°~35°之间,按垂直入射得出的计算结果在某些部位可能偏于不安全;入射角对加速度反应谱的短周期分量(<1s)影响较大,而对其中的长周期分量(>1s)影响较小;在强震作用下盆地土体将发生较强的非线性响应,导致地表加速度放大系数减小;随着梯形盆地坡角的增大,最不利位置有从盆地边缘向盆地中部转移的趋势,同时本文给出了盆地的最不利位置,对工程实践具有一定的参考价值。     

岩质边坡中结构面上水压分布假设的改进研究

 探究岩质边坡中结构面上静水压力分布形式,有利于准确评价边坡稳定性,对此类边坡的成灾机制研究具有较好的指导意义。针对传统结构面水压分布假设的不足之处,提出新的水压分布形式,静水压力分布形式与后缘拉张裂隙中充水高度、结构面长度及岩层倾角有关。引入初始静水压力和传递效应的概念,结构面上各点的传递效应随着与结构面上端点的距离增大而线性减弱,详细推导新的静水压力分布形式的计算公式,同时还探索动水压力在结构面上的计算公式,最后通过滑坡实例对比分析不同水压分布假设下边坡稳定性系数变化情况,验证了新假设的合理性。     

平朔东露天煤矿南帮边坡稳定性评价与治理研究

平朔东露天煤矿是平朔矿区三大露天矿之一,边坡的稳定性严重影响到东露天矿的生产安全,对开挖边坡进行稳定性分析和提出合理的治理方案意义重大.根据现场勘测资料,研究和分析了东露天矿南帮边坡的工程概况,运用大型有限元软件ABAQUS构建了边坡二维地质模型,采用强度折减法对边坡进行稳定性分析,并选取位移突变时对应的安全系数为判断依据.结果表明:边坡下部岩土层处于稳定状态,上覆粉土层局部区域稳定性较差,最大位移达到22cm,需要进行治理.综合考虑安全性和削坡工作量等因素,建议对粉土层不稳定区域进行削坡处理.运用ABAQUS软件分别对粉土层坡角为30,35,40,45,50°条件下边坡进行稳定性分析,结果表明,粉土层坡角调整为30°最合适.     

反倾向边坡开挖变形破裂响应的物理模拟研究

通过建立边坡的地质结构模型,采用物理模拟研究中的底摩擦试验方法,研究在不同开挖比(坡角)情况下边坡的变形破裂响应;重点探讨不同开挖角对边坡变形破裂范围的影响以及掌握边坡的稳定性情况.此外,为验证物理模拟试验结果的可靠性,采用数值模拟方法,进行对比分析.研究结果表明:边坡开挖过程中,卸荷松弛带的深度为35～40 m,其中,强松弛带的底界深度为20～25 m;在这类特定条件下,适当增大边坡的开挖坡角对整体边坡的稳定性状况反而是有利的.这在一定意义上对传统的开挖观念是一个更新.     

顺层岩质边坡稳定性分析

运用极限平衡法确定顺层岩质边坡在不同边坡角时的临界滑面,计算了临界滑面的安全系数,依据安全系数对边坡在不同边坡角时的稳定性进行了研究,并针对安全系数小于临界值1.35时的边坡角,研究了其在结构面倾角不断变化时,边坡安全系数的变化规律。     

220 kV盐津变电所开挖边坡变形机制分析

 针对220 kV盐津变电所开挖边坡,通过调查地质条件、分析变形迹象、查明岩土体的应力–应变特性及数值模拟求证等方法,发现影响边坡稳定的不利因素主要是凹状地形地貌、不良地质结构和地下水,指出该边坡整体上为开挖造成的坡体中前部牵引变形破坏,易软化泥岩控制着边坡的整体稳定性。边坡具体变形机制为：(1) 场地开挖形成临空面,坡脚因应力集中在重力作用下发生小规模坍塌;(2) 开挖后阻滑力降低、剪应力增大,发生剪切变形,原已被地下水软化的泥岩因剪切变形的发展导致抗剪强度再次降低,同时受重力牵引,坡体前缘出现裂缝;(3) 受不利动、静水压力作用、坡面临空效应及软化泥岩的控制作用,覆盖层中部拉剪破坏,然后覆盖层中前部随下伏全～强风化泥岩滑动而协同变形。研究变形机制的方法给今后类似研究提供了借鉴意义,并且该实例表明在工程中应重视泥岩的软化特性。     

不同平移速度龙卷风对高层双坡屋面的作用研究

采用计算流体动力学计算方法,对不同平移速度的龙卷风作用下典型高层双坡屋面的风荷载进行了数值研究.综合滑移网格和动网格的各自优势,利用动网格法和滑移交界面分割技术,实现了等效移动龙卷风场的数值模拟.计算研究表明:龙卷风场作用下,各种坡角(0°、15°、30°和60°)的计算模型的屋面风荷载均为吸力,在距风场中心距离为最大切向风速所对应半径的附近,屋面吸力最大;在等效移动龙卷风场中,由于充分捕捉了龙卷风场作用于计算模型过程中的动态效应,屋面的吸力远大于其在静止龙卷风场中的吸力,30°坡角屋面吸力增幅最大(83.9％),0°坡角屋面吸力增幅最小(74.3％);在距风场中心距离为最大切向风速所对应半径的附近,出现了风压激增区,在此区域屋面的吸力急剧增大,等效移动龙卷风场中此现象更加明显.此外,龙卷风的风致破坏不仅与其风场强度正相关,而且与平移速度也大致呈正相关,计算模型屋面风压随平移速度的增大而增大,但当平移速度超过某限值(约为最大切向风速的25％),计算模型屋面风压略有下降.     

脆性岩石广义多轴应变能强度准则及试验验证

通过分析脆性岩石多轴试验中的强度和破坏规律,在已有研究成果基础上,将其强度和破坏控制类型主要归结为3种:类型1,低静水压力时裂缝张开扩展,主要表现为张性微裂缝控制型脆性破坏;类型2,静水压力很高时,裂缝闭合,主要表现为摩擦滑移控制型延性破坏;类型3,处于两者之间时,微裂缝一部分张开,一部分闭合,主要表现为两者复合控制型脆延破坏.在分析脆性岩石强度的静水压力、中间主应力、最小主应力以及应力Lode角等4种效应的基础上,提出子午面上与Mohr-Coulomb准则包络线自然衔接的广义双曲线型破坏函数及八面体偏平面上光滑角隅型破坏函数,从而建立非线性广义多轴应变能强度准则.该准则包含单轴抗压和抗拉强度,在静水压力较低时,实质上它是Griffith-Murrell准则在多轴应力状态下的一种扩展形式,反映脆性岩石破坏类型1;在很高静水压力下该准则可转化为广义Mises准则,反映脆性岩石破坏类型2;而当静水压力较高时,该准则处于上述两种准则的过渡阶段,反映脆性岩石破坏类型3.最后,通过对不同种类岩石多轴试验结果的验证分析,表明该准则能够较为合理地描述上述4种效应,而且能够反映非线性强度特征和拉压强度的显著区别,可广泛地适用于各种脆性岩石.