基于能量耗散原理建立的损伤本构模型

在不可逆热力学的基础上,从材料微裂纹引起的能量耗散相等的角度出发,确定了材料的Helmholtz自由能的具体形式,从而得到一种新的建立脆性材料损伤本构关系的方法.并结合岩体特点,推导出了平面应变情况下含单组节理裂隙岩体的本构关系的具体形式.损伤演化率则在前人研究的基础上结合断裂力学及细观损伤理论给出.     

岩石裂纹扩展的实验与数值分析研究

详细地研究了闭合裂纹在单轴，双轴载荷作用下，裂隙扩展，贯通的规律，应用8节点奇异等参单元模型来模拟节理尖端应力场的奇异性，实验和数值计算结果所得到的闭合裂隙的扩展规律具有较好的一致性，实验结果对研究裂隙岩体在开挖卸荷条件下的力学特性具有一定的参考价值。最后，将砂岩圆柱梁三点弯曲测试验得到的KIC，计算万家寨引黄工程总干一、二级泵站地下厂房在开挖和支护过程中围岩的破损区。     

弹性动力学的无网格流形方法

运用无网格流形方法求解弹性动力学问题，是利用单位分解法和有限覆盖技术建立形函数，形函数的建立不受域内不连续的影响，可较好地求解弹性体内连续和非连续动力学问题。对于局部化问题，该方法的形函数构造较其他方法更为有效，避免了其他方法在建立试函数时没有考虑不连续尖端的缺点。采用有限覆盖技术建立试函数，该方法克服了不连续问题对试函数的影响，尤其当不连续问题变得复杂时，更能显示该方法在处理不连续问题方面的优点。在求解弹性动力学问题时，弹性动力学积分弱形式的推导采用加权残数法，空间离散采用基于单位分解法的无网格流形方法，时间离散主要采用Newmark法。最后，给出数值算例，将计算结果与解析解对比，说明了该方法的正确性和可行性。     

施工过程力学原理的若干发展和工程实例分析

进一步发展和补充了岩体施工过程力学原理、围岩和支护的能量转化原理以及时空变载分析原理，并结合金川镍矿、淮南新庄孜矿的巷道支护工程的时空效应和小浪底工程的洞群稳定做了实例分析。     

引黄工程高压出水岔管钢筋混凝土衬砌计算

为验证和分析山西省万家寨引黄入晋工程总干一、二级泵站高压出水岔管钢筋混凝土衬砌的合理性，应用三维有限元数值计算，得到了钢筋混凝土衬砌内的应力分布规律。在此基础上，提出了对现有的钢筋混凝土衬砌体型优化的方案及相应的配筋率参数，以满足岔管对钢筋混凝土衬砌裂缝限裂宽度及工程长期稳定运行的需要。     

琅琊山抽水蓄能电站地下厂房 开挖位移的智能反演

 基于正交设计、差分法、神经网络以及遗传算法，对琅琊山抽水蓄能电站地下厂房的开挖位移进行智能反演。参考实测的地质资料，按照正交设计的要求对岩石和岩脉分别选取不同的参数和水平，利用FLAC3D差分程序计算得到相应的神经网络分析样本；进行神经网络训练，利用遗传算法的寻优特性获取最佳反演参数；将所得参数代入FLAC3D差分程序计算，最后所得结果与现场监测基本吻合。     

泰安抽水蓄能电站围堰稳定性的流-固耦合分析

应用FLAC^3D对泰安抽水莆能电站进、出水口围堰防渗结构进行了三维流-固耦合分析。同时，研究了基础开挖对围堰和基础边坡稳定性的影响。计算结果表明，高压喷射灌浆防渗心端对围堰和基础边坡具有良好的防渗作用，增强了围堰和基础边坡的稳定性。开挖过程对围堰和基础边坡的影响是局部的，对围堰和基础的整体稳定没有产生更大的影响及引起坡脚的破坏，表明开挖侧面预留平台宽度足合理的。     

水压作用含贯穿裂隙类岩石试件力学性能研究

裂隙水压的存在,会使节理岩体的力学特性发生变化,从而影响富水地区地下工程围岩的稳定性。因此,需要对含水岩体的力学性质进行研究。以类岩石材料模拟节理岩体,通过室内单轴压缩试验,研究在水压作用下节理岩体的力学特性和破坏规律。针对含贯穿裂隙试件的密封裂隙水压问题,本文设计了一套夹具,成功密封住试件表面处的裂隙水通道,以保证施加水压,进而研究含贯穿裂隙的类岩石试件在不同裂隙水压条件下的裂纹扩展路径和断裂模式。研究结果表明:裂隙水压的存在能够降低含贯穿裂隙试件的起裂应力和峰值强度,且在相同水压情况下,双裂隙试件比单裂隙试件所受破坏影响更大;同时,伴随着裂隙水压的增大,预制裂隙的起裂角度减小,裂纹扩展由反翼裂纹变为翼裂纹形式且起裂时的断裂由Ⅰ型张拉断裂转变为Ⅱ型剪切断裂为主。这对于在工程建设中解决所遇到的裂隙水压问题,具有重要的指导作用。