离散元-边界元动力耦合模型在地下结构动力分析中的应用

利用离散元 边界元耦合模型对溪洛渡工程地下厂房洞室群静、动力响应进行了分析，对离散元模拟地下结构的一些问题进行了探讨，得到了一些结论：离散元模型能够很好地模拟地下洞室群的变形，通过与边界元的耦合，可以模拟辐射阻尼的影响，由于辐射阻尼的影响，地下洞室群的地震响应比地面结构小很多。     

离散元-边界元动力耦合模型

本文提出了一种二维变形体离散元与时域边界元的耦合模型,这一模型可以将非连续体的模拟与无限域的模拟统一在一个模型中,可用于在地震波动输入条件下,考虑辐射阻尼的岩体边坡或地下结构等的动力稳定和变形分析,拓宽了离散元动力分析的领域。算例分析表明本耦合分析模型具有较高的精度。     

颗粒离散元模拟边坡动力响应的研究进展

颗粒流(PFC)离散元方法是当前模拟边坡变形破坏的热点方法,在边坡动力分析领域有良好的应用前景.以阻尼参数标定、动荷载输入及动力分析方式为切入点,对颗粒离散元模拟边坡动力响应的研究现状进行了总结和分析.在此基础上,对颗粒离散元在边坡动力分析领域的进一步应用需注意的问题及发展趋势进行了探讨.     

土—地下结构动力相互作用分析的有效应力法

本文提出按土的有效应力原理进行土－地下结构动力相互作用分析。分析中考虑了土体及其与结构触界面上振动孔隙水压力的产生,扩散与消散作用,因而实际上是涉及了土－水－地下结构的动力相互作用。典型算例给出了对称地下结构上的最大动土压力,土体的残余超孔隙水压力,液化区的分布等。     

节理岩体大型地下洞室群开挖支护过程离散元分析

依托大岗山水电站工程的地下洞室群,运用离散元法模拟了不同地质结构组合切割条件下地下洞室开挖支护过程,研究锚杆支护对不同岩体结构变形、应力状态、损伤区影响的改善作用,探讨了节理岩体中锚杆加固机理。结果表明:锚杆加固作用是随着节理相对错动和应力调整逐步发展的;受限于锚杆与结构面这种相互作用机制,锚杆并不能有效改善围岩应力状态;锚杆加固作用主要体现在增强结构面抗剪强度和抗拉强度上,提高了关键块体的安全系数并阻止块体的塌落;通过与监测数据对比表明,离散元锚杆单元模型可反映出工程实践中锚杆对岩体的支护效果。     

地震荷载作用下地下厂房围岩稳定的离散元计算方法研究

 对离散元动力计算方法的理论基础进行了探索,主要是离散元动力计算的实现过程,边界条件和动力荷载的输入问题。在此基础上以某大型水电工程的地下厂房为例,计算在静力和地震荷载作用下,围岩的变形破坏情况,并监测了岩体不同时间速度和位移的变化情况。计算方法与成果可以为地下厂房的抗震工程设计提供指导。     

时域动力边界元理论研究及其初步应用

 系统论述了时域动力边界元的理论以及基于边界元方法的施工开挖简化模拟方法，并开发了有关的软件，完成了一个简化人工开挖直立坡的变形分析。     

基于无限元边界模型的高拱坝损伤开裂数值分析

基于ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,分别建立了考虑地基辐射阻尼效应的有限元—无限元耦合模型和无质量地基模型,讨论高拱坝在设计地震作用下采用两种地基模型得到的应力、横缝开度、坝顶顺河向位移和损伤开裂情况。结果表明：无质量地基模型与无限元边界模型相比,坝体拱向和梁向应力最大值明显增加,增大了坝体的横缝开度和坝顶顺河向位移,同时坝体的损伤开裂情况更为严重。因无限元边界模型能考虑地基的辐射阻尼效应,能真实地反映坝体的地震响应,而无质量地基模型夸大了坝体的地震响应,故用无质量地基模型进行坝体的抗震分析是过于保守的。     

结构性土模型及固液耦合弹塑性损伤动力分析

提出了结构性土的次塑性扰动状态模型和异步交叉迭代显式差分有限元解法,利用弹塑性损伤比奥动力固结有限元计算程序,对一简单饱和砂土地基进行了固液耦合的弹塑性损伤动力反应计算。     

土工建筑物动力真非线性分析的量化记忆模型

运用量化记忆模型,将土工建筑物的动力真非线性分析中滞回圈上任意点的塑性模量映射为简单的分段线性关系,通过量化记忆和插值计算无量纲距离δ,进而确定塑性模量,从而使土工建筑物的动力真非线性分析简单易行。量化记忆(以下简称SM)模型先以弹塑性理论为基础,将单调加载情况下的应力-应变曲线的非线性剪切模量映射为量化模量在几何空间上的分段线性分布,再以Masing准则为基础,在循环加载情况下,对这种简化的几何分布进行变化调整,使其生成非线性变化的剪切模量。将非线性问题转化为线性问题进行处理,大大简化了非线性计算的复杂性。通过对某筑坝爆破料动力三轴试验曲线的拟合,可以看出量化记忆模型能很好地模拟土的滞回特性。     

地下埋藏式钢岔管结构三维有限元分析

目前对于地下埋藏式钢岔管结构设计还没有一个指导性准则，对于其工作运行状态研究也不够，因此对地下埋藏式钢岔管结构进行数值分析是一个非常重要又亟待研究的课题。为此，根据钢衬、混凝土衬砌与围岩的联合承载特点，对水电站地下钢岔管结构采用三维有限元方法进行了分析计算。得出的成果可为埋藏式钢岔管的设计提供一定的参考。     

大型地下洞室群动态安全信息模型研究

针对地下洞室群围岩稳定性的动态反馈和控制,引入四维模型建立地下洞室群动态安全信息模型,以"前期反演反馈分析结果检验—即时参数动态反演分析—下期开挖洞室围岩力学行为预测"为循环流程,把工程信息、地质信息、安全监测信息、数值仿真信息等耦合到地下洞室稳定性的动态反馈和控制研究中。耦合可视化技术、检测分析理论、参数反演理论、数值仿真技术及计算机技术,同时利用C#.NET编程技术来模拟动态施工过程,建立三维可视化综合集成工程模型与施工过程中动态信息的有效映射关系,实现地下洞室群施工环境下安全状态的快速、准确、实时的反映,从而对施工期设计优化提供参考。     

大坝监测分析中的贝叶斯动态模型

本文探讨大坝监测资料的动态分析问题，贝叶斯线性动态模型的建立，递推解法，以及初始先验估计和状态噪声的取值等.从实例的数据看，成果是合理的。     

基于三维地质模型的大型地下洞室群布置优化研究

工程区域地质条件是影响地下洞室群布置最主要的因素。本文基于NURBS技术和地质结构单元实体分割理论，建立了工程地质三维整体模型。在该模型的支持下，结合参数化建模得到的地下洞室群三维几何模型，进行了模拟开挖和地下建筑物特征部位的地质三维可视化分析。将该方法应用于西南某大型水电工程中，在综合考虑各种约束性地质因素的条件下，通过多方案的地质综合评价，在地质构造上实现了地下洞室群布置的快速优化，为最终方案的确定提供了重要的技术支持。     

改进的物元分析模型在河流健康评价中的应用

针对某省河流健康状况,提出了一种新的河流健康评价方法,即改进的物元分析模型。本模型克服了传统物元分析法主观性和指标间不相容的缺陷。根据流域特点选取了与河流健康密切相关的7个要素11个指标构建了某省骨干河流健康评价指标体系。通过对16条骨干河流综合关联度的计算分析,得到某省骨干河流的健康状况。结果表明:某省河流总体处于"亚健康"(Ⅲ等)及以上水平的骨干河流所占比例为75%,总体健康状况良好,但仍需加强河湖健康管理、维护河流健康生命。     

基于滑弧动力有限元耦合法的高土石坝坝坡稳定性分析

为研究高土石坝坝坡的稳定性,以某水电站高土石坝坝坡为例,采用条分法与有限元法耦合的计算方法进行分析,选取3个典型断面,对其设计工况和校核工况下的上下游断面的安全系数进行计算。计算结果表明:(1)下游坝坡最小安全系数比上游大,设计工况安全系数比校核工况安全系数大;(2)3个断面在各工况下取得最小值的时刻近似,符合坝坡稳定的计算规律;(3)经过动荷载分析,大坝坝坡在设计地震动作用下是稳定的,考虑到高坝的"鞭鞘效应",建议在河床中部坝段坝高4/5以上区域采取适当的抗震措施,如加密钢筋、加大堆石粒径、采用胶结堆石料、坝坡加护面层等。研究结果表明,采用条分法与有限元法相结合的方法评价高土石坝坝坡的稳定性,比单一评价方法更科学、可靠。