基于离散元法的自密实混凝土工作性能数值模拟

基于"过剩砂浆"理论,采用一种显示求解的数值分析方法即离散元法(discrete element method,DEM),按照真实的粗骨料级配,利用平行粘结模型对自密实混凝土工作性能进行数值模拟.结合坍落度扩展试验和J型环试验的结果,运用粒子群-神经网络算法进行关键参数反演,以获得精确的模型细观参数.为了进一步验证该方法的科学性,对自密实混凝土的L型箱试验进行离散元数值模拟,并与室内试验获得的流动时间和表面流动形态进行了对比分析,结果表明:流动时间的模拟值和试验值平均误差为7%,SCC最终流动形态的模拟结果和试验结果吻合较好,表明建立的离散元模型和反演的参数能够精准地模拟SCC的工作性能,运用DEM方法研究SCC的工作性能是可行的.     

复杂条件下山区高路堤弹塑性固结问题的有限元分析

针对山区高路堤的基本特点,利用有限元法分析了不同地形地貌、接触条件、地下水出露位置和排水条件、填筑速度下山区高路堤的弹塑性固结问题,得出山区高路堤变形与破坏问题的规律。利用此规律可以较为全面地认识山区高路堤的变形与破坏形态,并可有效地指导实际施工。     

爆破挤淤法处理山区沟谷软基的试验研究

用爆破挤淤法处理山区沟谷软基是一项新技术，在工程经验和理论分析的基础上，首先研究爆破挤淤法在陆上应用的机理，并给出陆上爆破挤淤法的施工工艺和检测方法。最终的检测结果表明：爆破挤淤技术完全可满足特殊条件下的软基处理要求。     

应用瑞雷波检验评价碎石桩复合地基

提要用振冲碎石桩与土工格栅联合加固的方案来处理高原湿地软基已经成为一种经济、合理又科学的方法。对处理后的地基进行检测,采用常规的检验方法既费时又费力,应用瑞雷波方法检测碎石桩的施工质量是一种快速、合理、经济的方法。该文给出了瑞雷波测试高原湿地软土地基的结果,和动力触探试验对比,找出了两种试验的相关关系。最终结果表明:应用瑞雷波法对大面积碎石桩进行快速检测,具有广阔的应用前景。     

考虑性态变化的早期混凝土热湿力耦合分析及其应用

温度、湿度是引起混凝土早期开裂的重要原因,早期混凝土性态与温度、时间变化密切相关,但已有方法在模拟二者组合效应上存在明显缺陷。为了更加真实地模拟早期混凝土应力场,合理评价结构开裂风险,基于ABAQUS二次开发平台,编写基于水化度理论和考虑热学参数变化的温度场计算子程序;考虑温度对湿度扩散系数影响的湿度场计算子程序;基于成熟度理论和双幂徐变函数的应力场子程序,并通过算例验证了子程序开发的合理性。采用顺序耦合方法,将温度场、湿度场和应力场子程序应用于工程实例,研究结果表明:结构温度前期主要受水化热影响,后期随大气温度变化,但有一定滞后性;干缩变形主要对表面应力产生较大影响;考虑湿度影响后,结构内部应力有所减小;结构表面开裂是温度与干缩联合作用的结果,内部开裂则主要由温度引起。     

考虑软土低应变性态的深基坑变形分析

由于土体的低应变性态对深基坑施工引起的变形问题影响显著,采用常规三轴试验指标进行数值模拟得到的基坑变形一般较实测数据要大。采用最常用的摩尔库伦模型来描述软土的变形行为,以现场剪切波速试验来测定软土在低应变时的弹性模量,采用数值模拟方法研究了深基坑开挖引起的连续墙变形和地表沉降问题,研究结果表明:采用低应变强度指标(Es)得到的数值模拟成果要较采用常规三轴试验指标(E)得到的成果更符合现场监测成果;采用Es指标得到的地表沉降的最大值及出现位置与实测非常一致,但变形规律存在差异;采用Es指标得到的连续墙变形在坑底以上较实测值稍小,而以下则偏大。研究结论对软土深基坑变形的数值分析有一定的参考价值。     

地下洞室群围岩稳定性动态风险分析及系统研发

地下洞室群围岩稳定性风险研究尚处于起步阶段,为快速准确地对施工期地下洞室群围岩稳定性风险进行动态跟踪分析,基于层次分析法和模糊综合评价法,形成监测数据、巡视检查、数值模拟三维一体的评价体系,并考虑评价指标、评价标准的动态性确定地下洞室群围岩发生事故可能性等级。根据不同围岩破坏形式,提出适用于地下洞室群围岩稳定的损失估算方法,引入当量法概念,确定地下洞室群围岩稳定损失等级。结合地下洞室群围岩发生事故可能性等级和预估的地下洞室群围岩稳定性损失等级,经风险矩阵最终确定地下洞室群围岩稳定性风险等级。采用C#.Net、SQL SERVER和Python混合编程技术,研发一套能确定地下洞室群围岩稳定性动态风险的系统。该系统应用于国内某在建大型水电站的地下洞室群,能准确确定影响地下洞室群围岩稳定性的关键因素和危险区域,实时指导施工过程,规避可能存在的风险,保证地下洞室群施工安全。     

硬岩顶管施工顶进力的计算方法及监测验证

顶管施工法是非开挖技术代表方法之一,其中顶进力是施工中需要关注的重要参数。基于离散元理论,模拟滚刀破岩过程,验证了破岩力计算公式的可靠性。对计算公式进行扩展,建立硬岩顶管施工顶进力的预测模型。依托蓟州区输水线路硬岩顶管工程的监测数据对建立的预测模型进行验证,结果表明,预测模型可靠,可用于施工预测。     

砂性地层中植物胶改性泥浆性质及渗透成膜试验研究

目前广泛使用高分子材料和膨润土制作的泥浆存在降解难度大、容易造成环境污染问题，选取琼胶、瓜尔胶天然增稠剂代替传统高分子材料制作新型泥浆，探究新型泥浆在砂性地层中成膜效果。研究结果表明，琼胶、瓜尔胶具有较好的增稠效果、降滤失效果、胶体率更易提升至100%，与传统增稠剂CMC相比瓜尔胶增稠效果更强；琼胶、瓜尔胶可使泥浆从未成膜转变为形成渗透带型泥膜、促进泥浆在地层中成膜，降低泥浆在地层渗透成膜过程中的前期滤失量和泥膜的渗透系数，进而降低在地层中的总滤失量，可以作为一种新型天然泥浆添加剂使用。     

生物附着现象对有压输水工程过流能力的影响

针对我国输水工程中生物污损现象造成的壁面混凝土剥落、有效过水断面缩小以及水质恶化等问题,依托南水北调中线某输水建筑物,开展了不同面积占比下的室内模型试验,并采用多孔介质域数值仿真分析了以淡水壳菜为主的生物附着下的有压管道三维流场和淡水壳菜附着对有压输水工程过流能力的影响。结果表明:受淡水壳菜附着的影响,有压管道水流呈主流偏移现象,近壁面水流质点动量交换更加剧烈；断面糙率与附着厚度及面积占比均呈正相关关系,低密度时,影响因素主要为淡水壳菜附着数目,高密度时,附着厚度为主要因素。