三维复杂域四面体有限单元网格行波法生成

作为水工及岩土工程结构三维自适应有限元分析理论和软件研究的重要组成部分,在行波法的基础上,提出了一种适用于水工及岩土工程结构三维复杂区域的四面体有限单元网格的生成方法．采用了一种插值曲面,很好地考虑了地形面边界;对于多连通域,也通过合适的数据结构给以解决．文中给出了三个算例．     

山区水库水温预测及影响因素

山区水库的库区地形变化大、水文气象资料不足,对其水库水温进行准确预测的难度较大.结合老挝南俄河上的某山区水库,建立二维立面模型,基于FLUENT软件实现了水库水温预测,并对库区太阳短波辐射沿程分布及入流水温纵向分布等重要边界条件的取值方法进行了探讨.研究结果表明,库区太阳短波辐射可以按照沿程水面宽度与坝前水面宽度的比值进行折减取值;入流水温纵向分布可以采用分段函数,取值宜通过监测资料反馈分析确定.     

含非贯通裂隙的三维岩体拓扑识别的切割算法

岩体中的裂隙是影响其物理力学性质的关键因素,对裂隙岩体进行拓扑识别,是各种不连续数值分析方法的基础.由于裂隙随机分布且数量巨大,使得裂隙岩体中的块体形状复杂、块体搜索难度很大.考虑裂隙分布的随机性及块体中的非贯通裂隙,提出了三维裂隙岩体拓扑识别的切割算法.首先,生成初始块体,并根据裂隙的统计数据随机生成其几何信息.然后,逐条加入裂隙面,通过其与已有块体的线段、多边形面的相对位置关系,进行拓扑计算,实现其对已有块体的切割,从而生成新的块体信息.最后,通过算例分析,对所提的切割算法的效率进行了验证.该方法能够快速、有效地实现三维裂隙岩体的拓扑识别,且能记录块体内部的非贯通裂隙,可以作为裂隙岩体非饱和渗流分析及裂隙扩展过程模拟分析的基础.     

普定拱坝温度场反馈分析及开裂仿真

利用ANSYS软件及其二次开发技术,对普定碾压混凝土拱坝温度场进行了参数敏感性和仿真反馈分析研究.在此基础上,采用三维有限元法对该拱坝进行了全过程应力仿真计算.结合实测资料和计算结果,重点分析讨论了普定拱坝贯穿裂缝产生的可能原因,并针对碾压混凝土拱坝设计及施工提出了相关建议.以上研究提供了一种碾压混凝土拱坝温度场反馈分析及开裂仿真研究的初步思路,其分析结果对于类似工程具有一定的实际参考价值.     

渗流分析中复杂排水系统模拟的叠单元法

以叠单元理论为基础,对其前处理及数值积分进行了改进和完善,并将其应用于光照重力坝的渗控优化.对于选取的典型坝段,首先将其划分为考虑廊道和防渗帷幕、不考虑排水孔的整体网格;然后针对各层排水孔,建立其局部网格.由于整体网格和局部网格相互独立,在模拟不同排水孔参数时,整体网格保持不变,只需改变局部网格即可,从而显著减小网格划分难度.工程应用结果表明,叠单元法非常适用于渗流分析中复杂排水系统的精细模拟.     

边坡稳定分析的三维极限平衡法及工程应用

对于具有复杂空间几何特征和地质构造的实际工程边坡,在进行稳定分析评价时,需对其进行三维分析。通过发展完善边坡稳定分析的三维极限平衡法程序CORE-lam3D,可模拟真实的坡面、地质界面、地下水位面、滑动面等复杂空间曲面,可采用3种三维极限平衡分析方法对潜在的滑动面及其可能多个滑动方向进行分析计算,可分析水荷载、地震荷载、加锚等因素作用的影响。通过对瀑布沟库首右岸拉裂变形体的稳定性进行研究,说明了CORE-lam3D的实用性和可靠性。     

海上小井眼大通径一次多层压裂充填工具研究

渤海蓬莱油田平均每年进行约50口井的侧钻井作业,采用?177.8 mm尾管射孔的小井眼完井技术和单层压裂充填防砂工艺,保证其防砂效果和油井产能.但是,单层逐级压裂充填防砂的整体时效性差、费用高.现有的一次多层压裂充填防砂技术存在管柱通径小、细分层数少、压裂充填排量受限等不足.以?177.8 mm小井眼完井为例,研制了一...     

正冻多孔介质耦合模型研究

 通过分析多孔介质孔隙水的相变过程,研究孔隙冰与孔隙水含量随温度改变的变化规律,建立描述冷冻条件下孔隙冰与孔隙水饱和度的数学关系式。通过引入低温多孔介质有效孔隙压力概念,建立基于多孔连续介质力学理论的低温多孔介质孔隙压力变化的耦合模型,提出低温冻结情况下饱和非饱和多孔介质的体积热膨胀系数表达式。应用现有的试验成果论证此研究模型的正确性。研究成果表明建议的模型能够正确地模拟正冻孔隙介质的有效孔隙压力和骨架应力,并能反映冻胀融缩的变形特点,为科学研究低温多孔介质的应力与变形特点提供合理可靠的方法。     

三峡工程船闸边坡的反馈分析

建立了岩石高边坡力学参数的联合位移反分析模型,该模型可以预测复杂区域材料的弹粘塑性力学参数,且可考虑施工爆破及卸荷的影响。依据反分析得出的力学参数,对三峡工程船闸边坡进行施工过程追踪预报分析,结果表明：边坡整体是稳定的,但存在局部失稳的可能性;边坡直立墙的最大变位可控制在50mm以内,风化层的最大变位可控制在80mm以内;开挖完成后最大为2．63mm的时效位移增长,发生于中隔墩直立墙的顶部,该变形在7－8个月内完成。