基于无单元法的水力劈裂数值模拟计算

<正>近年来,诸如无单元法、边界元法、非连续变形分析(DDA)等更适用于解决大变形及裂纹扩展等问题的数值计算方法的快速发展,为更好地解决水力劈裂等问题提供了有力的数值计算工具。本文利用损伤力学的相关概念,并基于无单元法建立起应力-渗流-损伤三场耦合数值计算模型,充分发挥了无单元法在追踪裂纹扩展方面的优势。1.计算方法根据损伤力学的相关理论,材料受损伤前后弹性模量是变化的,并认为无     

岩体/混凝土结构水力劈裂研究进展

结合近年来的研究成果,梳理了近年来水力劈裂研究相关文献,从岩体/混凝土结构水力劈裂试验、机理及数值模拟方法等方面,总结了试验设备及测试技术、判据准则、缝内水压分布规律、数值模型和数值方法等方面的研究进展,实现了单裂隙水力劈裂试验研究及基于不同数值方法的数值模拟技术。指出了尚待深入研究的挑战性问题和发展方向有室内试验的高压水密封装置研制和多裂缝劈裂试验的数据采集、水力劈裂的损伤断裂混合判据研究、更加符合实际的流固耦合分析模型研究、非连续介质数值方法计算效率的提高及工程应用和不同数值方法的耦合应用技术研究等。     

岩石水力劈裂数值模拟的研究综述

岩石水力劈裂的作用机理一直是水利工程、采矿工程等多个工程领域的热点和难点。飞速发展的数值计算作为试验研究的有力补充,深化了人们对岩石在渗流-应力耦合作用下变形破坏机理的认识。目前,岩石水力劈裂模型的发展方向正经历着巨大的转变:从对特定状态的描述转变为全过程模拟,从单一数值解法转变为多种方法耦合,从基于等效处理的粗略模拟转变为基于细观描述的精细模拟。连续介质方法与非连续介质方法的耦合是研究热点之一,基于格子玻尔兹曼法与颗粒离散元法的耦合算法展现了巨大的潜力,为岩石水力劈裂作用机理的阐释提供了新的思路。     

岩体水力劈裂的无单元法模拟

基于无单元法模拟水力开裂的优越性,文中结合断裂力学理论进行了应用无单元法模拟水力劈裂的研究。首先探讨了水力作用的施加,其次给出了水力劈裂准则和开裂追踪方法,然后应用修正J积分法计算应力强度因子,编制了水力劈裂模拟的无单元法程序,最后应用该程序对一算例进行了计算。结果表明所介绍的方法和程序合理可行,为岩体水力劈裂模拟提供了可靠的手段。     

含非贯通软弱结构面岩质边坡渐进破坏过程数值模拟

含非贯通软弱结构面岩质边坡的变形破坏过程涉及到岩体从连续转变为非连续状态的过程，是岩石边坡工程的研究重点和难点之一。采用数值流形方法研究了岩质边坡的变形破坏过程。数值流形方法模拟裂隙扩展的优势在于其数学覆盖和物理覆盖两套网格系统，不连续面切割数学覆盖后生成相互分离的物理覆盖，数值流形方法则通过物理覆盖来形成不连续面两侧相互独立的流形单元。通过在裂纹尖端引入粘结裂纹扩展模型以及岩体起裂和扩展判断准则，发展了可模拟岩体裂隙扩展的数值流形方法。最后，采用该方法模拟了西南地区某水电站高边坡的渐进破坏过程，从裂隙扩展角度研究了岩体稳定性的影响，并提出了相应的工程处理措施。     

基于应力-渗流-损伤耦合模型的重力坝三维水力劈裂数值模拟

裂缝的高压水力劈裂是混凝土高坝安全评估的重要部分。目前,重力坝水力劈裂的数值模拟绝大多数是二维的,对于坝体上游面经常出现的竖直裂缝的三维水力劈裂的数值研究几乎为零。本文提出一种应力-渗流-损伤耦合模型,用于混凝土重力坝三维水力劈裂的模拟。采用该耦合模型,模拟了一个内置裂缝的圆柱体试件的水力劈裂,数值结果与试验结果吻合很好,验证了所提耦合模型的合理性。在此基础上,采用该耦合模型,进行了国内某混凝土重力坝三维水力劈裂的模拟,数值模拟得到的损伤区域与设计院根据安全监测实测结果得到的范围基本吻合。研究结果表明:本文耦合模型可以方便、有效地进行重力坝三维水力劈裂的模拟,评估表面裂缝的危险程度。     

多场耦合作用下高混凝土坝水力劈裂研究综述

阐述了混凝土结构水力劈裂的研究现状,结合多场耦合作用下高混凝土坝水力劈裂研究中存在的问题,从水工混凝土结构水力劈裂理论、试验技术、数值模拟和不同耦合条件下裂缝扩展研究等方面归纳了国内外的研究成果,提出了多场耦合作用下高混凝土坝水力劈裂试验仪器设备研制、试验测试技术、多场耦合作用下裂缝扩展机理及耦合机理、考虑结构裂缝任意性的数值模拟技术等尚待进一步研究的问题。     

基于PFC流固耦合的细观尺度混凝土水力劈裂研究

针对其他数值方法模拟水力劈裂的局限性,基于PFC颗粒离散元法建立了细观尺度混凝土水力劈裂流固耦合模型.模拟中提取随机圆形骨料信息生成不规则多边形骨料三相细观模型,通过平行粘结体现界面相力学,流体域之间管流体现混凝土各相渗流特性,并且各相取各自的平行粘结力学及渗透参数.通过创建存储渗流管道信息的链表,确保了渗流管道孔径与...     

裂隙岩体二维渗流水力学理论模型研究

本研究主要内容包括 :裂隙岩体随机网络模拟、分形几何描述裂隙岩体参数几何特征、二维裂隙岩体等效渗透系数估算、二维裂隙岩体渗流应力耦合 非耦合模型、三维等效连续介质渗流模型、二维裂隙岩体连续介质与离散介质耦合模型、渗流模型与离散元应力模型耦合分析工程问题等。(1)利用三维裂隙网络随机模拟模型 ,针对乌江构皮滩水利枢纽工程平硐裂隙数据 ,研究其裂隙几何参数的分布情况 ,对其中一个优势裂隙组进行了模拟和检验。在模型中 ,基于蒙特卡罗方法 ,对裂隙隙宽的模拟进行了尝试。并应用分形几何的理论对其网络分维和裂隙数分维进行了研究 ,提出应用分形几何来模拟裂隙岩体中裂隙几何参数的方法。(2 )基于裂隙网络的转形 ,提出了裂隙岩块等效渗透系数的简便算法。与数值计算方法比较 ,其计算更简便迅速。 (3)推导了裂隙渗流和应力耦合的理论关系 ,建立二维裂隙岩体渗流应力耦合 非耦合非稳定流模型和三维等效连续介质渗流模型。耦合模型中应用经典耦合关系进行了计算验证 ,模型可以计算多种耦合关系。 (4)建立二维裂隙岩体连续介质和离散介质耦合非稳定流模型 ,并对其数值算法进行了研究。耦合模型使用离散介质渗透理论描述岩体主干裂隙中的水运动 ,使用连续介质渗流理论来描述岩体次要裂隙及孔     

土体中水力劈裂研究进展

简要评述了土体中水力劈裂的研究现状,归纳了土体中水力劈裂室内、外试验和水力劈裂破坏的机理,以及水力劈裂数值模拟等方面的研究方法与成果.     

外加剂减水率测量不确定度评定

随着科学技术的进步,外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺和料及水以外的第5种必备材料。减水率作为检测外加剂的一项重要指标,对判定外加剂品质的优劣起到重要的作用。根据检测数据的统计分析、计量器具的误差及仪器设备自身等实际情况进行类别判定,通过各因素的不确定度评定、合成、扩展,最终得出外加剂减水率不确定度,对外加剂减水率检测结果的可信度具有指导意义,为客观、公正评价外加剂的品质提供了有力保障。     

Analysis of causes of erosion-corrosion wear of the metal of internal surfaces of watered regions of tubes of heat-exchange devices

Causes of the appearance of erosion-corrosion wear (ECW) on inlet regions of tubes of heat-exchange devices are considered. Experimental data are used for determining the mechanism of the ECW process and suggesting measures for its prevention. __________ Translated from élektricheskie Stantsii, No. 11, November 2005, pp. 56–62.     

几种计算河流纵向弥散系数方法的比较

以水团示踪试验为例,介绍和比较了直线图解法、相关系数极值法和最优化计算法等不同的河流纵向弥散系数计算方法,指出:直线图解法在一定程度上克服了单站法和双站法的不足,但在分析河流水团示踪试验数据时,需用差分计算代替c-t曲线导数的计算,在这个过程中会产生一定的误差;相关系数极值法计算过程比较复杂,但与其他方法相比,可以避免图算过程,能够消除人为因素对计算结果精度的影响,而且还能够计算河流横断面面积;最优化计算方法多用于分析各种单站的实际观测资料.     

水文模型参数敏感性的区间分析

介绍SIMHYD降水径流模型的结构及计算原理,利用该模型模拟了丹江口以上汉江上游流域的月流量过程,并采用区间分析方法分析SIMHYD模型参数的敏感性。结果表明:SIMHYD模型可以较好地模拟该流域的月流量过程;根据参数敏感性大小可将SIMHYD模型参数归为3类:第1类为敏感参数,如SMSC和SUB;第2类为较敏感参数,如CRAK和K;第3类为非敏感参数,如INSC,COEFF和SQ。     

Prediction of reworking of the banks of lower reservoirs of pumped-storage stations

Conclusion The method examined above of predicting the reworking of banks of the LR of a PSS similar to the LR of the Dnestr PSS does not claim completeness and rigorousness of the solution and, naturally, should be refined by data of subsequent onsite observations and investigations, which will make it possible to perfect both the calculation method itself and its theoretical basis.Translated fromGidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 2, pp. 16–21, February, 1989.     

Evaluation of the margin of strength of concrete of the Sayano-Shushenskoe dam

Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 4, pp. 48–53, April, 1989.     

德泽水库混凝土面板堆石坝趾板混凝土裂缝处理

德泽水库大坝为混凝土面板堆石坝,大坝的趾板建在弱风化岩基上,趾板采用C30W12F200混凝土,趾板在浇筑完成后经检查共发现有62条裂缝,总长度达169.64 m。为了对裂缝进行有效地处理,详细分析了产生裂缝的原因,并针对不同类型的裂缝采取不同的处理措施,如Ⅰ类裂缝用化学粘补材料进行修补,Ⅱ类裂缝采取先环氧砂浆钻孔灌浆、再粘补表面的方法修补。所有裂缝经处理后,均达到防渗设计要求。     

桂林城市化水文效应分析

城市空间在流域内的范围很小，但城市化对降雨径流的形成影响很大，城市化对水环境改变也十分显著，造成水资源污染和供需矛盾日益突出。城市水文水资源研究对城市规划与建设有着十分重要的意义。     

珠江磨刀门整治效果分析

实施磨刀门治理开发工程后,原浅海区变成"一主一支"(磨刀门主干排洪通道和洪湾航运通道)的河道格局,通过采用实测水文、地形、遥感、调查资料分析和数学模型计算,分析整治工程对排洪、防潮、航运、灌溉、排水、供水、滩涂资源综合利用等方面的效果,并与规划预测作对比,评价磨刀门治理开发工程的实施效果.