基于离散元砌块振压成型参数的研究

将散体简化为粒径不同的两种颗粒模型,利用颗粒离散元法模拟了砌块成型过程,分析了振幅、摩擦系数以及颗粒级配与砌块不同高度处孔隙度的关系,验证了双向振压成型方式可以明显减小砌块的孔隙度。     

流动散体中波的传播规律与振动分形特征

试验测定振动助流时散体颗粒在初始阶段和稳定流动阶段的振动加速度信号,并对流动场中波的传播规律进行分析。把流动中的散体看作弱横观各向同性介质,给出了P波、SH波和SV波的速度表达式,分析了它们在流动散体介质中的传播特点。认为椭球体的偏心率减小,散体间的黏性阻力和内摩擦力降低,松散系数增加,使散体具有更好的流动性。散体颗粒受振运动是一种不规则、复杂和随机的运动,具有分形特征,对其进行了分形分析和模拟。     

饱和散体振动液化的波动机理研究

在有关假设条件下，给出了几个基本控制方程式，并得出了饱和散体中的波动传播方程。分析推导了波在无耗散情况下的势矢量方程和3种体波的速度表达式以及具有耗散情形的势矢量的普遍方式和P波与S波的衰减系数。通过砂和铁粉的振动液化试验观察并记录振动液化时，饱和散体中孔隙水压力的变化情况，结果表明：随着振动的施加，孔隙水压力迅速升高，并表现出一定的波动性。利用波动理论和试验结果，详细分析了振动过程中饱和散体介质的3种体波的传播对孔隙水和颗粒的作用情况，揭示了孔隙水压力迅速高和饱和散体波化的波动机理。     

基于PFC~(2D)的复杂地层中振冲碎石桩成孔效应研究

介绍了PFC数值模拟的原理,采用二维颗粒离散元法PFC~(2D),对复杂地层中振动碎石桩的成孔过程进行了数值模拟,并分析了不同夹砂层厚度及密实度对振动碎石桩成孔过程的影响,最终得出了一些有意义的结论。     

振动场中散体的动力效应与分形特征研究

论文对振动场中散体的动力效应和分形特征展开了详细的研究,论文的主要研究工作如下:(1)利用DSA-1型振动直剪仪,对散体的动态参数(动抗剪强度τ,粘聚力c,内摩擦角ψ)进行测试:并试验研究了振幅、振频、水分、激振方式、振动速度、颗粒尺寸、散体的流动性等对动抗剪强度的影响。(2)在试验的基础上,对散体的动力特性展开研究。分析了散体在动荷载作用下的动应力-应变关系,并对散体动强度的有     

振动挤密桩应用的探讨

结合具体的工程实例，分析了工程地质概况，探讨了振动挤密桩处理软弱地基的效果，提出了设计与施工中应注意的一些问题，指出振动挤密桩可广泛应用于多层建筑地基处理工程中。     

基于PFC~(2D)的复杂地层中振冲碎石桩处治效果分析

介绍了PFC数值模拟的程序,采用二维颗粒离散元法PFC~(2D)的方式,对振动碎石桩处治复杂地层的效果进行了数值计算,通过碎石桩处治前后的地层沉降位移,反映出碎石桩对复杂地层的加固效果。     

三维离散单元法及其应用

 博士学位论文摘要　系统深入地研究了三维离散单元法的基本原理和数值解算方法, 在改进和推广了现有算法的基础上, 自行编制了相应的C 语言程序。采用投影方法求解接触力的作用点和作用面积, 提高了接触计算的精度和速度。用矢量方法推导了三维动态松弛离散元法的理论公式, 为程序编写提供了方便; 同时, 对阻尼和时步采取自动调节技术, 较好地解决了块体间的侵入问题。首次研究了三维静态松弛的离散单元法, 给出了详细的理论推导, 并与动态松弛法相耦合, 克服了两者的缺点; 通过算例的比较, 发现静态方法比动态方法具有更高的效率。提出了三维离散元法中地下水和锚杆的模拟方法, 认为地下水可能诱发滑坡, 锚杆通过悬吊和销接作用对块体产生锚固力。探讨了三维离散元法的数据结构, 提出了地下水、锚杆、边界力等数据的组织方法。论述了三维离散元法的程序编制方法和特点, 分别开发了动态和静态松弛法的C 语言程序。对海冰撞击钻井平台、杨家槽滑坡和长壁工作面覆岩运动规律进行了计算, 从计算后的块体系统变形形态来看, 模拟结果与实际情况大致吻合。     

车桥耦合振动系统模型的研究

在Euler-Bernoulli梁理论基础上,采用正弦函数模拟桥面不平度,建立了车桥系统耦合振动模型,运用Galerkin方法对系统离散化,建立了符合实际的非自治时变系数的微分方程组,改进了现有车桥耦合振动模型,对于探索车桥耦合振动机理和桥梁设计具有一定的实用意义。     

核电站爆破挤淤对在建楼基础的振动影响

基于福建宁德核电站西部陆域形成及软基处理工程爆破挤淤振动监测结果,初步分析了爆破挤淤产生的振动对在建办公楼基础新浇混凝土的影响,提出了保护在建办公楼基础的具体措施。     

高地应力条件下隧洞开挖诱发围岩振动特征研究

 采用理论分析、动力有限元数值模拟和振动监测数据对比等综合方法，研究高地应力条件下隧洞钻爆开挖诱发围岩振动的特征。发现高地应力条件下深埋隧洞钻爆开挖诱发的围岩振动由爆破振动和岩体初始地应力(开挖荷载)动态卸载诱发振动两部分叠加而成。在低岩体初始应力条件下，隧洞钻爆开挖过程围岩振动主要由爆炸荷载所引起；高地应力条件下，开挖荷载瞬态卸荷诱发振动的幅值可超过爆破振动而成为围岩振动的主要因素。利用四川省瀑布沟水电站引水隧洞进口段(地应力水平10 MPa)和尾水隧洞洞身段(地应力水平20 MPa)钻爆开挖过程的实测围岩振动资料，对理论分析和数值模拟结果进行验证。     

溪洛渡电站地下洞室群爆破地震效应的研究

 采用现场爆破振动测试研究复杂地下导流洞群爆破地震波传播规律,并利用萨道夫斯基经验公式对测试数据进行回归分析,测试结果表明水平向爆破质点峰值振动速度可以作为地下洞室的安全判据;应用FLAC3D数值软件模拟爆破振动对相邻洞室的影响,得到爆破振动作用下相邻洞室振动速度、应力和位移的分布规律,并从静载作用和动载作用两方面分析评价相邻洞室的安全稳定性。计算结果表明：现场测试结果与计算结果吻合较好;采用振动速度作为安全判据是可行的;爆破振动作用下相邻洞室迎爆侧是容易出现破坏的区域,且随着冲击荷载增大,迎爆侧直墙最容易出现拉伸破坏。最后针对具体工程,根据相邻洞室洞壁最大拉应力与最大振动速度的统计关系,并结合岩石动态抗拉强度准则提出爆破振动作用下相邻洞室发生破坏的临界振动速度。     

爆破地震动作用下砌体结构动力响应的现场实测与数值模拟研究

以江苏省昆山市朝阳西路南侧两栋楼房的爆破项目为工程背景,对爆破过程中产生的地震动及其效应,包括地震波的传播与衰减规律以及振动对邻近区域内一座三层砌体结构房屋安全性能的影响,进行现场测试,并采用有限元软件SAP2000进行数值模拟分析。测试结果表明,砌体结构房屋的竖向振动速度大于水平向振动速度,三层走廊的各向振动速度大于一层,竖向主振频率大都集中在10Hz以下,水平向主振频率相对分散,但基本不超过50Hz。经有限元数值模拟分析得到的低阶自振频率与顶层加速度值与实测的结果误差较小。     

某路堑边坡爆破开挖有限元数值模拟研究

根据某路堑边坡爆破开挖工程,采用有限元模型进行数值模拟,分析爆破振动波在边坡介质中的应力场、位移场、速度场等的传递规律,并且结合爆破振动监测,分析了爆破开挖对路堑边坡稳定性的影响。该分析结果为实现爆破施工安全、保持边坡稳定提供了帮助。     

隧道爆破施工合理毫秒延期时间的数值研究

毫秒延期爆破作为降低爆破震动效应的主要措施,已广泛应用于实际工程。但毫秒延期间隔时间多以经验或现场爆破试验给出,数值模拟方面所做研究较少。基于ANSYS/LS-DANY有限元软件的动力分析功能,建立了隧道三维爆破模型。简要分析了最大段药量对爆破震动效应的控制作用,在此基础上首次定量研究了不同的毫秒延期时间对隧道衬砌动力响应的影响;并结合质点震动速度安全判据,给出了合理的毫秒延期爆破时间。本文定量研究毫秒延期爆破间隔时间的方法及所采用的模型,可结合不同隧道的具体爆破条件修正后推广应用。     

Evaluation of influence of vibrations generated by blasting construction on an existing tunnel in soft soils

The controlled blasting technique is employed, for the first time, on the diaphragm wall of an existing road tunnel in soft soils in the city of Shanghai, and therefore, safety demands on evaluation of influence of the blasting vibrations on the tunnel are highly required. Based on the practical blasting scheme of four sections of diaphragm wall of the tunnel to be exploded in three groups, the field monitoring of blasting vibrations is carried out on the bottom plate of the tunnel and the blasting vibration effects on the tunnel are measured throughout the blasting construction. The sequential characteristics of vibration velocities and accelerations of the tunnel structure are obtained from the field blasting tests. In order to fully understand the safety criterion of the blasting vibrations on the tunnel, a 3D numerical model is established by the finite element software ABAQUS. The numerical simulation results are confirmed by field monitoring data. Based on the monitoring data and numerical results of the tunnel subjected to blasting loads, results show: (1) the blasting energy is transferred mainly along the vertical direction; (2) the basic frequency domain of the tunnel responses caused by the explosion is relatively in a lower frequency range; (3) distinct vibration response spectra of the tunnel structure are observed along the horizontal and vertical directions; (4) the performance of the tunnel subjected to the blasting construction is in a critical state of safety and thus the blasting construction scheme should be implemented carefully. Finally, critical issues on evaluation of the blasting construction are fully discussed and evaluated, which provide a reference for other similar projects.     

煤矿软岩巷道掘进爆破振动特性研究

通过现场爆破振动、松动圈实测和分析,研究煤矿软岩巷道掘进爆破振动效应及其对巷道松动圈半径的影响。振动测试和小波分析结果表明：爆破振动速度3个方向的分量中水平径向最大、垂直方向最小,因此可将水平径向振动速度作为巷道掘进爆破振动的安全评判指标;爆破振动主振频率均＞100 Hz,爆破能量的80%左右都集中在100～150 Hz频带范围内,且存在2个明显的“子频带”。松动圈测试和分析表明：巷道稳定后的松动圈半径为1.8 m左右,其中爆破振动的影响约占10%。据此调整支护参数,增加锚杆长度,提高支护的安全可靠性。在此研究的基础上,从爆破参数和装药结构等方面提出降低煤矿软岩巷道爆破掘进爆破振动效应的措施。     

爆破荷载在数值计算中的等效施加方法研究

针对目前爆破荷载数值模拟中施加荷载方法的不足,在分析了各种荷载施加方法的特点及不同爆破数值模拟的目的和要求,利用圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔联心线或者面上,以模拟爆炸作用。数值仿真结果表明,等效荷载施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法,分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,分析结果与现场实测结果进行了比较,结果表明,等效方法和现场试验结果的位移和振速在量上比较接近,进一步说明等效荷载施加分析方法是合理的,该方法为爆破振动动力问题数值分析提供了借鉴作用,可供类似工程参考。     

露天矿山中深孔爆破边坡稳定性影响研究

为了分析露天矿山中深孔爆破对边坡稳定性影响机理,结合福建某小型露天矿山工程实际,在确定炸药及爆破孔网参数的基础上,引入降振技术并运用LS-DYNA有限元分析程序对中深孔爆破边坡影响情况进行数值模拟试验,得出了有指导意义的结论。     

岩质边坡爆破振动速度的高程放大效应研究

 岩质边坡爆破振动的高程放大效应是边坡上振动速度传播规律的重要研究内容之一。基于岩质边坡爆破振动高程响应机制的理论分析以及边坡开挖爆破振动的数值模拟与实例分析,研究边坡爆破振动速度的高程放大效应。结果表明,边坡爆破振动速度的高程放大效应是在一定的条件下产生的,受爆破振动荷载特性及边坡坡形等因素的影响。爆破振动荷载作用下,边坡坡面不同高程台阶岩体结构的自振主频率处于爆破振动荷载主频带范围内,台阶部位岩体结构的振动响应会产生“鞭梢效应”,导致台阶部位岩体振动速度放大。在边坡坡形骤变、坡度增大时,边坡上一级台阶岩体的振动速度可大于下一级台阶岩体的振动速度,产生显著的振动速度高程放大效应。坡形相近的条件下,台阶坡脚处的振动速度随高程的增加逐渐减小,不出现振动速度高程放大效应。“鞭梢效应”影响下,边坡台阶边沿的振动速度较大,但应力、应变较同高程台阶坡脚处的小,边沿部位的振动速度不适宜评价边坡的稳定性。