基于双电极法的土工膜缺陷探测数值模拟

利用电场与渗流场控制方程及边界条件相似的原理,对含缺陷的防渗土工膜上的电位分布进行有限元模拟,获得缺陷附近的电位分布特征,进而判断缺陷位置。此外,对电极埋设位置、施加电压值和探测间距等因素进行敏感性分析。计算结果表明:双电极法可有效确定土工膜缺陷位置,土工膜缺陷越靠近励磁电源电极,越有利于缺陷的准确探测;沿着缺陷中心线方向进行探测,可高效探测缺陷位置;移动探测仪的电极间距应以探测长度的5%~10%为宜。研究成果对双电极法用于土工膜缺陷探测有理论指导意义。     

复合土工膜缺陷渗漏试验的饱和-非饱和渗流有限元模拟

介绍了复合土工膜缺陷渗漏量室内物理模型试验以及缺陷渗漏量的经验拟合公式等成果。应用非稳定饱和-非饱和渗流理论和Galerkin有限元法,建立了三维有限元数值计算模型,对该试验进行数值模拟。根据物理模型试验试样的轴对称性,选取中心角10度的试样建立精细三维有限元模型,详细模拟了室内试验条件下不同压力水头作用的渗漏在砂土试样中变化情况,并计算了渗漏达到稳定时的渗漏量。数值模型计算成果与物理模型试验结果变化规律一致,论证了数值饱和-非饱和渗流方法可以较好地模拟复合土工膜缺陷渗流场,并计算缺陷渗漏量。     

复合土工膜缺陷渗漏试验的饱和－非饱和渗流有限元模拟研究

介绍了复合土工膜缺陷渗漏量室内物理模型试验以及缺陷渗漏量的经验拟合公式等成果。应用非稳定饱和－非饱和渗流理论和Galerkin有限元法，建立了该试验的三维有限元数值计算模型，对试验工况进行数值模拟。根据物理模型试验试样的轴对称性，选取中心角10度的试样建立精细三维有限元模型，详细模拟了室内试验条件下不同压力水头作用的渗漏在砂土试样中不断发展的过程，并计算了稳定渗漏量。分析比较了数值模型计算成果与物理模型试验结果，两者变化规律一致。可见提出的数值模拟方法可以较好地模拟复合土工膜缺陷渗流场，计算缺陷渗漏量。     

复合土工膜防渗土坝坝坡的抗滑稳定性研究

本文对复合土工膜斜墙防渗的碾压式均质土坝的坝坡稳定性进行了计算分析,主要考虑土工膜存在缺陷渗漏量时膜后浸润线对坝坡稳定性的影响,计算采用刚体极限平衡理论,分析结果表明膜后浸润线的高低对坝坡稳定性有明显影响。     

基于强度折减的边坡稳定安全系数有限元迭代解法

讨论有限元强度折减法的失稳判据,结果表明:失稳判据对安全系数影响较大,对临界滑动面形状和位置的确定影响不大。在此基础上,提出基于强度折减的边坡稳定安全系数有限元迭代解法,先用强度折减法搜索滑动面,再按滑动面已知边坡用迭代解法求解稳定安全系数。该方法充分结合了强度折减法和迭代解法的优点,求解边坡稳定安全系数时效率快、精度高,可为实际工程参考应用。     

冲击回波法检测混凝土内部缺陷的有限元仿真分析

为了探究混凝土结构在瞬时冲击荷载作用下的响应特征以及应力波在混凝土介质中的传播规律和影响因素,进一步完善冲击回波法检测理论和提高混凝土缺陷检测与识别精度,基于ADINA有限元分析软件,设计构建了一系列有缺陷和无缺陷的混凝土板结构有限元模型,运用动力有限元分析理论,对混凝土结构冲击回波响应特征以及弹性应力波传播的动力学特征进行数值仿真分析。结果显示:混凝土板内有缺陷存在时,板厚对应频率均向低频漂移,且方形空洞比圆形空洞引起的漂移量稍大;当缺陷埋深超过缺陷横向尺寸3倍以上时,分析结果的偏差会陡然增大;对埋深小于10 cm的浅表层缺陷,其偏差值较大。结果表明,有限元仿真分析直观地展现了应力波在混凝土介质中的动态传播过程以及波场与缺陷体相互作用的规律,仿真分析结果与应力波传播基本理论及物理模型试验结果基本一致,验证了本有限元模型的合理性以及数值仿真分析方法的适用性和可行性。     

边坡及挡土墙变形局部化分析

本文将局部和非局部软化损伤线性结合在一起表示非局部软化损伤内变量，给出变形体边界上积分点非局部内变量的复合映射方式。用非局部连续莫尔-库仑模型和次塑性模型(Hypoplasticity)，分别对边坡和挡土墙的变形局部化破坏过程进行了模拟分析。二维、三维有限元计算结果表明，本文采用的软化损伤内变量非局部方式和非局部边界的处理是行之有效的，反映材料微观性态的特征尺度以统计平均的方式表达，在材料本构关系中加以体现，所得计算结果对有限元网格的划分具有不敏感性，因而用非局部连续模型模拟土工建筑物的变形破坏过程具有可行性。     

黑河大坝应力变形及上游坝坡稳定有限元分析

基于邓肯E-B模型对黑河水库大坝的应力变形进行了非线性有限元分析，并结合坝体有限元应力计算结果对上游坝坡的稳定性进行了分析。通过与实际观测成果的比较，说明其分析方法合理，计算结果接近实际。     

基于MSC.Marc的边坡渗流及稳定有限元分析

利用MSC.Marc软件提供的用户子程序,对MSC.Marc进行二次开发。采用死活单元技术和折减过渡单元虚区高斯点渗透系数的方法对边坡的稳定渗流场进行分析,由各节点水头值分析单元所受渗透力,并以其代替周边孔隙水压力施加于土体单元,最后采用有限元强度折减法进行渗流作用下边坡的稳定性分析。算例表明,基于MSC.Marc软件分析边坡的渗流及稳定是可行的。     

桓仁下库进水口边坡稳定非线性有限元计算分析

用非线性有限元法分析边坡稳定性,能够对坡体内的应力分布、应变及变形分布、塑性区分布等规律有准确的认识,还可以得出滑动面的大致位置。本文应用DP模型对桓仁下库进水口边坡进行评价,判断其边坡开挖方式是合理的。     

正弦波作用下模型坝的有限元边坡稳定分析

采用有限元边坡稳定分析方法，计算了正弦波动力作用下模型坝坝体最危险滑裂面和相应的最小安全系数，得到最危险滑裂面和最小安全系数的时间过程。分析了静、动力作用下模型坝边坡最危险滑裂面与试验破坏面三者之间的关系。     

随机地震作用下土石坝边坡的稳定性分析

本文考虑地震动的随机性，在土石坝随机地震反应分析和有限元边坡稳定分析方法的基础上，建立了随机地震作用下土石坝边坡的稳定性分析方法，并通过对土坝动力模型试验的数值验证及—理想土石坝边坡的动力稳定性分析，证明这种方法是合理的、有效的。     

基于有限元法和逐步回归法的泵站位移统计模型构建方法

由于大部分的泵站地基不是岩基,通过传统的力学方法无法得到较为准确的泵站位移统计模型,计算较为困难。因此,基于大坝变形统计模型构建的理念,提出了基于有限元-逐步回归分析的泵站位移统计模型构建方法。该方法以逐步回归为基础,通过有限单元法来确定统计模型中与水压分量有关的各个因子,再根据监测资料来确定温度分量和时效分量里的各个因子,从而得到较为准确的泵站建筑物位移统计模型。经南水北调东线某泵站验证表明,泵站实测的水平、垂直位移与三维有限元-逐步回归分析得出的结果基本一致,进一步表明,采用的统计模型用于泵站的位移分析是可行的。基于有限元-逐步回归法的泵站位移统计模型拟合效果较好,拟合精度较高,为泵站监测资料分析提供了新思路。