地下工程锚固岩体有限元分析的并行计算

为了解决当前大型岩土工程单机计算困难、计算时间长、精度低的问题,在弹塑性有限元串行算法的基础上,提出了考虑岩体锚固问题的弹塑性并行算法,用VC 6.0开发了基于Windows操作系统的并行有限元计算程序,实现了数据的分布式存储和计算,并在计算机集群(COW)上成功地对水布垭尾水洞洞室支护进行了并行有限元计算分析。与单机串行算法相比,较大程度地减少了计算时间,提高了计算效率。     

岩石I类和Ⅱ类曲线形成机制的弹塑性细胞自动机分析

基于弹脆塑性理论和细胞自动机自组织理论相结合来模拟岩石试样的应变软化行为,对岩样单轴压缩破坏过程中产生Ⅰ类和Ⅱ类曲线的机制进行模拟分析,利用应力-应变线性组合的控制加载方式,分别考虑不同的均质度和不同的加载控制参数的情况,并模拟非均质岩石单轴压缩破坏过程的Ⅰ类和Ⅱ类曲线.研究结果表明,当采用应力-应变线性组合的控制加载方式时,Ⅰ类和Ⅱ类曲线的出现与岩石试样的均质度和加载控制参数有很大的关系,均质度越大,岩石脆性越强,峰后越趋向于形成Ⅱ类曲线;同一种岩石试样,采用不同的线性组合参数,岩样既可以表现为Ⅰ类行为,也可表现为Ⅱ类行为.     

地下工程围岩参数反演的仿生算法及其工程应用研究

围岩参数优化反演实质为一个高度复杂的非线性函数优化问题,采用传统局部优化技术存在依赖于初值、易失败等缺点,而进化算法这种全局优化方法却可以很好地解决此问题.但常用的遗传算法存在效率低等缺点,结合免疫系统原理及进化规划机制提出的新型仿生算法--免疫进化规划可以克服遗传算法的缺点.通过某水电站工程洞室围岩参数反演研究,证明了仿生算法参数反演的合理性、有效性.     

基于快速拉格朗日分析-并行粒子群算法的黏弹塑性参数反演及其应用

将改进粒子群算法和人型岩土数值计算软件FLAC如有机结合，提出基于快速拉格朗日分析的全局并行改进粒子群参数反演方法。该方法既没有采用EBE方法也没有利用区域分解技术对计算区域进行处理，而是对用于参数反演的优化方法进行全局并行，这既避免了区域分解难于确定子区域边界的问题，又避免了EBE方法的大量数据交换，无疑将大大提高并行效率。基于锦屏二级水电站辅助洞BKl4＋599断面的算法性能分析证实了这一特性。锦屏二级水电站辅助洞黏弹塑性参数反演表明该方法对火规模岩土工程参数反演提供了一种行之有效的方法，获得了可靠的长期稳定性分析参数。利用获得的参数进行正向数值分析，计算结果表明：变形_丰要发生在顶拱和两侧墙靠上部位；洞周出现了一定范罔的塑性区，以两侧为最，洞底次之，内壁出现了拉伸屈服；洞肩和墙角出现了应力集中现象，洞底出现底鼓现象，这些现象与现场观测到的结果一致。因此，引水隧洞在设计、施工时应加以注意，防止造成不必要的损失。     

岩质边坡水力驱动型顺层滑移破坏机制分析

顺层边坡的稳定性主要取决于滑动面的物理力学性质和地下水对边坡岩体的水压力。在分析顺层边坡水力驱动型滑移破坏的形成与演变的基础上,探讨了地下水对顺层边坡稳定性的影响机制;指出地下水在边坡后缘张裂隙和滑动面形成的渗流通道中运动时,对滑体将产生3个方面的力学作用:张裂隙静水压力、滑动面扬压力和拖曳力;推导了边坡极限平衡状态下张裂隙临界充水高度和临界降雨强度的计算公式。分析结果表明,边坡后缘张裂隙充水高度直接决定了3种水压力的大小,当张裂隙充水高度达到临界值后,边坡在水压力作用下发生滑移破坏;且张裂隙充水高度与降雨强度呈线性关系。最后建立了顺层边坡水力驱动型滑移破坏判据。     

黄土无衬砌隧道破坏机制振动台试验研究——隧道稳定性分析讲座之二

在参考相关文献以及做了一定数值模拟分析后进行了黄土无衬砌隧道的大型振动台试验的研究.振动台试验的研究结果表明:埋深越深峰值加速度越小,埋深浅的隧道和地下结构要加强抗震措施;隧道洞口部由于刚性变化较大峰值加速度相比沿隧道其它位置要大,在隧道洞口部一定范围内要提高抗震水准;隧道直墙中下部是最易破坏的部位,而隧道仰拱会出现拉...     

隧道特征线法的修正与发展

传统的特征线法将初衬作为弹性构件,而实际隧道工程初衬变形远大于弹性变形,必然会进入塑性阶段。为此将初衬视作弹塑性材料对传统特征线法进行修正,并应用数值极限分析方法求解隧道围岩的安全系数,由此可获得严格力学计算下修正的围岩和初衬的特征曲线及其围岩压力。提出的基于强度折减数值极限分析的修正特征线法完全可以定量地解决隧道工程设计计算问题,为隧道设计提供理论基础和计算方法。     

岩石弹性模量贝叶斯分布估计方法与硬粱包地下洞室变形概率分析

使用传统方法确定岩石弹性模量的概率分布需要大量的试验,这阻止了可靠度方法在地下工程中的推广。为了克服这一问题,本文结合贝叶斯框架提出了一种利用压缩波速推断岩石弹性模量概率分布的新方法。首先,用随机变量表示岩石的压缩波速和弹性模量,将传统回归模型转化为不确定模型,同时考虑了传统回归模型存在的转换不确定性。然后,将得到的不确定模型引入贝叶斯框架,在先验知识和试验数据的条件下共同确定弹性模量的后验概率分布,并引入马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)对得到的后验概率分布进行采样。将该方法应用于硬梁包水电站花岗岩的弹性模量估计,基于随机有限元法获得主厂房的位移概率分布。