岩溶隧道断续裂隙掌子面突水过程三维离散元分析

为探究岩溶隧道在开挖过程中处于不同倾角断续裂隙下防突结构位移、渗流场和岩溶水压的变化规律,运用三维离散元软件进行数值模拟分析研究。构建岩溶隧道断续裂隙掌子面突水计算模型,模拟分析了隧道发生突水灾害时,防突岩体的多元物理信息变化过程。结果表明：隧道掌子面的最大位移点通常位于裂隙和隧道掌子面的交界处;当裂隙倾角从20°增至45°时,水压不断增大;倾角从45°增至70°时,各位置处的水压逐渐减小;随着岩溶裂隙倾角不断增大,岩溶水在裂隙中的最大流速先减小后增加。研究结果可为岩溶隧道突水防控提供指导作用。     

深基坑支护桩的离散元分析

研究了利用静态松弛离散单元法计算深基坑支护桩上的土压力分布情况。     

节理岩体隧道塌方机理离散元研究

为了研究节理岩体隧道塌方机理,依据节理统计与现场节理调查结果划分单元建立计算模型,采用离散单元法对隧道塌方运动全过程进行模拟,对塌方过程中块体行心处的位移、运动速度、加速度、应力的变化规律进行分析,总结出节理岩体隧道塌方的过程与特征．结果表明,节理岩体隧道塌方具有一定的规律性,隧道塌方的全过程可划分为5个阶段：裂隙启动扩展阶段、裂隙变速扩展阶段、裂隙加速扩展阶段、塌落阶段、塌落完成阶段．     

小净距隧道拓宽前后围岩应力应变分析

以重庆市机场路渝州隧道为背景,该隧道为存在严重偏压的小净距隧道。根据其实际地质情况,选取了承受偏压最严重的最不利断面,通过建立ANSYS有限元模型模拟隧道的拓展过程。通过对比分析隧道拓宽前后的围岩位移、应力应变及塑性区的变化情况,得出结论:在隧道拓宽过程中,中央岩柱及隧道右侧边墙承受较大的压应力并发生了明显的塑性变形,建议在开挖施工时对该部分区域加强支护力度。     

砌体结构的软化机理与离散元分析

在试验基础上分析了砌体结构的软化机理与离散元模拟.     

锚杆加固条带煤柱的离散元模拟分析

结合煤巷锚杆支护技术与条带开采技术，首次提出了用锚杆加固条带煤柱的新方法。离散元数值模拟结果表明，采用这一方法，不仅可以提高煤柱的稳定性和承载能力，减轻采动损害，还可将煤柱缩小一定尺寸，提高回采率，在“三下”采煤中有着广阔的应用前景。     

节理裂隙岩体的离散元计算方法

岩体通常被弱面所切割，分离，岩体结构的稳定性与弱面性质密切相关，离散元方法是对岩体进行形变分析计算的方法之一，作者介绍了该方法的基本计算步骤并以预应力锚杆为例进行了应力，应变计算推导，为边坡加固，围岩支护提供了一种可靠的计算方法。     

基于离散元的三球链碰撞过程分析

采用离散元法研究一维球链的碰撞问题,并采用Fortran语言编制了相应的仿真程序,在此平台上研究一维球链碰撞的力学行为,将数值计算结果与理论分析结果进行比较,并探讨了质量比、刚度比对一维球链碰撞后速度分区的影响.计算结果表明,质量比对一维球链碰后的速度分区有较大影响,而刚度比则几乎不会影响碰撞后的速度分区.研究工作表明,离散元法处理多刚体碰撞问题具有高效率与灵活性,可以避免理论方法计算量大、且避免了运算量大、计算结果不稳定性等问题.     

岩石动力学中离散元程序处理波幅的新方法

顺应日益更新的计算机硬件及其外部设施，结合离散元程序UDEC，MATLAB和EXCEL，提出了一种在UDEC中全面处理各节点或单元中心波幅的数据处理新方法．该方法涉及修改UDEC源程序以扩展时间历程及表格上限、应用UDEC中的内嵌语言FISH在建模件中自动记录波的时间历程以及在MATLAB中处理各节点或单元中心波的幅值．给出了该方法在岩石动力学中波动问题研究的应用实例，结果表明：该方法优点多，在岩石动力学研究中具有较高的实用价值。     

土石混合体边坡稳定性的三维颗粒离散元分析

为探究土石混合体边坡的稳定性和破坏机理,基于土工离心模型试验基本原理,结合已开发的不规则块石和土石混合体三维离散元建模方法建立土石混合体边坡细观结构的三维离散元模型.引入颗粒流强度折减法并提出基于能量演化的方法来判别边坡失稳破坏.利用提出的土石混合体边坡三维离散元建模方法和稳定性分析方法,分析不同块石含量、块石形状、空间结构、空间形态等因素对土石混合体边坡稳定性和破坏模式的影响,并揭示这些因素影响的细观机理.结果表明:随含石量增加,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大;土石混合体边坡中呈现出多滑动面现象,且滑面较为曲折,具有明显的绕石特征,坡脚部位的部分大块石使得剪出口的位置发生明显的改变;随块石形状由球体、卵石到碎石,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大;上覆堆积体相对较厚且坡度不是很大的二元结构边坡或一元结构边坡的破坏模式主要是堆积体内部发生的弧形滑动破坏,上覆堆积体厚度不大且基岩面相对平整的二元结构边坡的破坏模式主要是沿基-覆界面的整体平移滑动破坏;随土石混合体边坡空间形态由条带型、敞口型到锁口型,其安全系数逐渐提高,其中锁口型边坡具有显著的支撑拱效应,且含石量越大这种效应越明显.     

Discrete element approach for mine dump stability analysis

Mine overburden dumps have posed significant safety issues in the operations of various unit operations of open pit min-ing especially the external dumps. The external dumps are composed of a mixture of fragmented rocks and loose soil. Their charac-teristic is comparable to heavily discontinuous solid mass. The conventional approach of limit equilibrium methods provide safety factors for the slope but nothing about the stress-strain characteristics of the large dump mass. The designs of dump location and their respective geometry are integrated for the know-how of the stability characteristics of these dumps. The discrete element method uses a circular disk to represent the granular solid mass and their interactions are described by the Newton's third law of motion. The displacement is described by the sliding of the circular disk. This work is focused on the modeling efficiency of the discrete element methods to represent the behaviour of mine dump masses with the specified joint plane for the limit equilibrium method. The advantage of the work lies on the ease of information retrieval at any point at the dump mass concerning the stress and strain histories, displacement, failures etc. which when integrated produces a better understanding of the stability of the dump masses.     

水平转弯颗粒流的离散元模拟

为了研究水平转弯输运物料时颗粒流的动力特性以及物料颗粒对输送带的作用机理,在离散元理论基础上,采用非线性HertzMimdlin接触模型,建立了水平转弯输运的离散元模型。以不同的角速度模拟测试颗粒平均速度,与计算的带中央切向速度相比,获得了一组比较接近的数字。说明所采用的接触模型和材料的物理参数是正确的。研究了两组不同的颗粒单元、4种滚动摩擦系数下的颗粒动力特性,发现颗粒平均速度与颗粒单元、滚动摩擦系数无关。通过输送带加速运行,模拟了料流分布以及料流对输送带外侧压力分布的影响。结果表明,随着带速的增加,带外侧平均压力逐步增加,而最大压力非线性地剧增。     

求解边坡安全系数的离散元法

结合强度折减法的思想和离散元法的特点,提出一种求解岩体边坡安全系数的方法.采用关键点位移/速度时程曲线的变化趋势对边坡的临界状态进行判断,采用失稳状态时坡体的速度/位移矢量图来判断与安全系数对应的滑动面.将上述方法运用到钟家湾顺层边坡的稳定分析中,并将所得结果与极限平衡法计算结果进行了对比,发现二者的计算数值相差较小,对比结果表明该方法是合理可行的.     

不同胶结程度MICP固化珊瑚砂的无侧限压缩离散元分析

利用离散元软件建立珊瑚砂微生物固化体无侧限压缩试验模型,通过在珊瑚砂颗粒表面及接触处生成微小碳酸钙颗粒来模拟M IC P胶结,考虑珊瑚砂珊瑚砂颗粒、珊瑚砂碳酸钙颗粒及碳酸钙碳酸钙颗粒的接触,分析不同胶结程度微生物珊瑚砂固化体的颗粒位移、微裂纹发展及微裂纹分布等细观特征,解释了其宏观变形和破坏机制.结果表明:在无侧限压缩...     

高速公路扩建工程路基拼宽动态设计

京台高速公路K1040＋000~1047＋400段于2010年底开工扩建。在某高速公路扩建工程中,老路填土的受压沉降已基本完成,为控制拼宽部分路基的变形沉降,确保行车的舒适性,通过分析计算和有限元模拟,对开挖台阶的尺寸进行了优化设计。设计中采取了提高压实度、清坡、削坡、挖台阶、设置土工织物等措施,保证了拼宽路堤的质量。     

第三系砂泥岩铁路隧道施工方法对比分析

以牡绥线双丰隧道为背景,采用二维弹塑性有限元分析方法,模拟3种不同的隧道开挖和支护过程,计算围岩和衬砌内力及支护的强度安全系数,研究不同的开挖方法对其结构稳定性和安全系数的影响,选择最优施工方法,为类似的隧道设计与施工提供参考.     

用颗粒离散元法模拟筛分过程

基于颗粒离散元法的基本原理，采用VC＋＋．NET开发了筛分作业的二维离散元仿真程序SieveDEM，模拟系统由给料漏斗、筛分机和产品隔板等组成，入筛物料的粒度组成、给料量及筛分机的工作参数等均可人为设定，实现了筛分作业全过程的动态模拟．对模型筛分机的筛分试验进行了数值仿真，模拟结果真实地再现了入筛物料3种典型的运动透筛行为，模拟得到的筛分分配曲线同试验结果基本吻合．将筛面上物料的运动速度按矢量分解的方法划分为输送速度和透筛速度两部分，统计分析结果揭示了二者的波动现象，表明离散元法能够反映筛分过程的本质机理．     

掘进井架的离散变量优化设计

本文首先给出了一种求解非线性离散变量优化设计的改进罚函数方法．该方法中罚系数初值的选取采用一般的优化方法，为避免无效循环，文中给出了有关处理措施．其次，针对掘进井架结构的特点，本文给出其离散变量优化设计的具体步骤和计算时须注意的事项．文末给出算例，并与其它代化结果作了比较，说明该方法的优越性。     

直接离散变量最优化方法研究

本文探讨直接求离散变量最优解的方法,主要论述:离散空间的规格化;离散空间的一维搜索法;无约束和约束离散空间的最优化方法——变量轮换法;约束离散空间的最优化问题及离散空间的细化问题。应用本方法可以方便地直接求得离散空间(包括混合离散空间)的最优解,在一般的中,小型工程最优化问题中,应用效果甚佳。     

压力容器的有限元分析及优化设计

针对传统设计中压力容器的材料浪费问题,提出基于有限元分析的压力容器的优化设计方法．该方法首先利用有限元法对压力容器进行分析并提取分析结果中的相关参数,然后利用优化设计方法进行定量计算,最终得到既满足性能指标又满足设计指标的设计参数．实际结果表明,基于有限元分析的优化设计方法,在工程实际应用中可有效发挥作用．