节理岩体脆弹性断裂损伤模型及其工程应用

根据Ｂｅｔｔｉ能量互易定理并考虑节理裂纹扩展过程中的能量转换和节理裂纹扩展过程中的相互作用建立了裂隙岩体的损伤演化方程和三维脆弹性断裂损伤本构模型,并将该本构模型应用于三峡船闸高边坡,进行了边坡裂隙岩体开挖卸荷稳定三维非线性有限元计算,获得了比较理想的结果。     

锚杆对洞周粘弹岩体应力状态的影响

本文用解析方法对粘弹介质围岩中的锚杆作用进行了分析研究。经过简化得到围岩（包括锚固区）的应力状态表达式。它们可以反映出锚固时间、锚杆间距、锚固予应力及锚杆长度等参数的影响。最后着重讨论了合理的锚杆长度,并得出了明确的结论。     

水布垭大型地下厂房施工顺序和锚固参数优化分析研究

清江水布垭水利枢纽大型地下厂房位于软硬相间的复杂地层中，其稳定性对电站的安全运行相当重要．应用三维非线性有限元方法对大型厂房的施工顺序、锚固参数进行了较为详细的优化分析，在多方案技术分析的基础上，提出了较为合理的施工顺序和锚固参数，以保证工程的长期稳定。     

圆形放坡基坑临界深度极限分析

近几年,圆形基坑出现在许多土木工程中,为求解圆形放坡基坑的临界深度,用塑性力学中的上限法对其稳定性进行分析。假设基坑的滑裂面为旋转对数螺旋面,根据库仑材料相关联流动法则构建相应的机动许可速度场,利用体应变率求得变形区的内部能量耗散率,最终建立求解圆形放坡基坑临界深度的最优化模型。通过对该模型的求解,研究临界深度随基坑坡角、深径比及土内摩擦角等的变化规律。分析发现“拱效应”使得圆形基坑的临界深度大于平面边坡的临界高度,但当深径比很小时,前者的上限解将接近后者的上限解。若基坑的深度与直径之比小于10,则可忽略“拱效应”,将其看成平面边坡,用条分法对其进行稳定性分析。另外,将圆形基坑临界深度的上限解与轴对称极限平衡解进行比较,发现前者更接近真实解。     

锚索长度对城市土体基坑边坡支护效果影响

基坑施工中使用不同长度或布置方式的锚索对基坑边坡的支护效果有较大不同,选用更为经济合理的优化支护方案是保证城市土体深基坑工程顺利进行的重要条件。文章采用有限差分计算软件FLAC3D,对大连市一基坑开挖时使用不同长度锚索支护情况下边坡特征点位移以及安全系数进行计算分析,优化了支护方案,并在实际工程中与其他方案进行对比,研究不同锚索长度对城市土体基坑边坡支护效果的影响。结果表明:过长的锚索会扰动和破坏深部土体的原始应力分布,从而降低锚索的支护效果;在易产生滑移的基坑上部位置选用较长的锚索,基坑中部位置选用中等长度锚索,基坑底部边坡使用较短锚索,采用这种优化方式支护安全系数为1.64,较其他方案有所增加,基坑边坡安全性有所提高。     

节理岩体裂隙扩展过程一种新改进的弹脆性模拟方法及应用

 通过改进原有的FLAC3D本构关系为弹脆性本构,并采用超细单元划分法,模拟和研究双裂隙岩石试件在单轴、双轴加载作用下的破坏过程。数值计算结果与前人试验所得到的相应结果具有良好的一致性。用此方法还模拟了4条2组不同倾向裂隙的破裂过程和椭圆形三维单裂隙的扩展过程,且三维数值模拟结果与前人试验也有很好一致性。最后,将该模型引入到某边坡开挖工程的裂隙扩展过程研究和稳定性分析中,取得较好效果。     

以二滩工程为背景的洞群开挖系统分析

采用三维有限差分FLAC3D程序,以二滩工程地下洞群的结构形式为背景,考虑了几种主要不同因素的影响对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟。对毛洞开挖时主厂房边墙关键点的最大水平位移和主厂房的塑性区进行了系统分析,得到若干规律性结果,可供大型地下洞室群稳定分析时作为参考。运用本文提供的方法对八个大型工程的位移做了预测分析,表明此方法的有效性。     

采用非连续变形分析方法分析巷道的稳定性

用改进的非连续变形分析方法对某巷道进行了稳定性分析。采用考虑空间影响的等效初应力方法分析了巷道的开挖,并与忽略空间作用的方法进行了对比。结果表明,在工程中垂直于平面的应力或应变比较大时,空间作用不能忽略。然后将改进后的 SSOR-PCG 方法加入到非连续变形分析程序中,节省了方程的计算量,加快了计算效率。此外,采用改进后的程序分析了某工程六种不同断面形状的巷道的位移场和应力场,得到了巷道的最优断面为直墙半圆拱形断面。另外,通过对工程关键点位移的监测分析了预应力锚索对巷道围岩的加固效应,得到了锚索的长度为3 m,施加预紧力为150 MPa为巷道最优支护方式,可提高巷道围岩的稳定性。     

多元线性回归算法在地应力场计算中的应用

以某地下泵站工程为背景,建立了工程地质体三维数值模型,并根据实际地应力测量结果,基于FLAC3D数值模拟软件,使用应力回归分析方法,对该工程的地应力场进行了反演计算。结果表明:该工程包括厂房及出水阀室的中心区域,在x方向的侧压系数Kx约1.003,而在y方向Ky则约为1.4。计算结果与实测结果基本吻合,说明采用应力回归计算求得的初始地应力场,能够真实的反映工程现场实际情况,其结果具有较好的可靠性,可作为厂房设计、施工和稳定性评价的参考依据。     

辉长岩中张开型表面裂隙破裂模式研究

采用含张开型表面裂隙辉长岩试样,对单轴压缩荷载作用下预制裂隙的破裂模式进行一系列试验研究。试验结果表明:预制裂隙的破裂模式是以一种新的方式——反翼裂隙(其扩展方向是与翼裂隙方向相反的)模式为主的,且新生裂隙的起裂位置并不在预制裂隙的端部。翼裂隙只在试验的后期出现。预制裂隙倾角对试样的起裂应力影响较为显著,当60°≤α≤75°时,试样的起裂应力约为辉长岩抗压强度σc的75%;当30°≤α≤45°时,试样内部轴向应力值接近辉长岩抗压强度σc的90%时,预制裂隙才起裂。反翼裂隙扩展角为135°～145°,当反翼裂隙扩展长度达到预制裂隙长度的1/2时,其扩展方向基本与加载方向一致。裂隙扩展过程的声发射(AE)定位结果与试验观察结果是一致的,这表明反翼裂隙是张开型表面裂隙三维破裂模式的主要特征,反翼裂隙属于局部劈拉应力作用下的压张性裂隙(模式V),其扩展的具体理论机制目前还不清楚,值得进一步研究。此外,当预制裂隙倾角在45°附近时,试样起裂后极易发生爆裂现象,说明原生裂隙的倾角也许是影响岩爆现象的一个重要参数。