边坡分级开挖过程的动态模拟

利用有限元分析原理和ANSYS软件单元生死功能相结合的方法模拟某水电站后边坡的开挖过程,得到了开挖过程中边坡不同部位的变形、应变、应力分布及其变化情况。解决了边坡开挖动态模拟的难题,为以后的边坡开挖提供了很好的依据。     

落石碰撞恢复系数的现场试验与数值计算

 为研究落石碰撞恢复系数的特征及影响因素,开展野外落石碰撞试验,利用FASTCAM SA1.1 高速摄像系统及配套软件Motion Plus解析获得落石碰撞前、后的速度,并求得法向和切向碰撞恢复系数。进而利用ANSYS/LS-DYNA软件对部分试验进行仿真分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好。研究表明：(1) 地面岩土体从基岩、碎屑堆积层至松散碎石土,法向碰撞恢复系数逐渐减小,切向碰撞恢复系数则逐渐增加;(2) 法向碰撞恢复系数几乎不受落石边长、入射速度和入射角影响,仅与地面岩土体物理力学性质有关;(3) 切向碰撞恢复系数不受落石边长的影响,但随入射速度的增加而递增,随入射角的增加而递减。     

边坡–锚固结构受力特性与预应力损失研究

预应力锚索是边坡加固中最常见的支护手段,揭示其预应力时程变化规律对开展加固边坡的长期稳定性研究具有重要意义。首先以剪切滞模型为基础,研究预应力锚索锚固结构三要素(锚筋、砂浆体及围岩)的受力特性及荷载传递机制,得到锚固结构界面剪应力及锚筋轴向应力分布的计算公式。进一步地根据锚筋–砂浆体界面剪应力是否超过两者接触界面黏结强度,提出预应力耦合模型与预应力解耦模型;其中,预应力解耦模型是基于剪切滞模型建立,可计算锚索预应力最终平稳值。最后,以水布垭水电枢纽马崖高边坡锚固工程为实例,探究预应力时程变化规律并提出预测公式。研究结果表明：锚固结构界面剪应力分布及锚筋轴向应力分布曲线均呈负指数型衰减的特征;实际监测数据的拟合结果证明该预测公式的合理性;理论计算平稳值与实际预应力平稳值误差最大值仅为2.17%,验证预应力解耦模型的准确性。     

某城市地下空间开发利用适宜性评价

针对城市地下空间开发利用适宜性影响因素众多的问题,以岩土工程勘察原始数据等基础资料为基础,对某城市工程地质问题进行分析,将工程地质问题的严重程度作为划分适宜性分区的依据。分析可知,此地区可能出现的工程地质问题为砂土液化、软土震陷、沉降变形、渗透变形、地基稳定、基坑稳定和围岩稳定,采用层次分析法对每个工程地质问题赋权重,最后利用地理信息系统绘制适宜性评价分区图,将地下空间开发利用适宜性划分为 ４个等级：适宜性好、适宜性较好、适宜性差与适宜性较差。     

基于地质环境要素的地下空间利用适宜性评价

城市地质环境条件直接控制地下空间开发利用的难易程度,决定了地下工程的整体安全性和经济性,是地下空间开发利用评价的核心要素。武汉市地下空间开发利用受区域内地形地貌、岩土体条件、水文地质、地质结构与地震效应、不良地质与地质灾害等众多因素的影响。在收集武汉市主城区大量钻孔数据以及其它工程地质资料的基础上,建立了地下空间利用地质环境适宜性评价指标体系。基于评价标度以及群体判断矩阵的优化,建立了改进的地下空间开发利用适宜性评价模型,并结合MAPGIS平台进行二次开发对武汉市主城区浅层(0~15 m)地下空间开发利用地质环境适宜性展开综合评价。评价结果表明:评价区域内地下空间开发利用适宜性整体较好,适宜性差区域主要集中于汉口、武昌以及青山区靠近长江、汉江两岸的冲积平原等地,其评价结果亦可为武汉市主城区地下空间开发利用的整体规划提供指导与借鉴。     

适用于半迹长测线法的岩体结构面迹长与直径关系新模型及新算法

 适用于半迹长测线法的岩体结构面迹长与直径概率关系需要研究,基于弦端点在圆周上随机分布、弦中点在圆某一直径上随机分布、弦中点在扇形内随机分布、弦中点在扇形圆弧且直径上同时随机分布、弦中点在扇形直径上随机分布(广义模型)这5种不同等可能假设,得到未删截半迹长与直径的5种概率关系模型,理论与实例证明前4种模型在半迹长测线法中不适用或适用性不强、广义模型适用性强,5种模型填补未删截半迹长与直径概率关系方面的空白。当直径服从均匀分布形式时,提出广义模型直径新算法,在汶川地震中得到成功应用,值得推广。     

反倾层状碎裂结构岩质边坡破坏机制研究

反倾岩质边坡是我国西南水利水电工程、山区交通工程、矿山工程中一种常见的边坡类型,目前已成为影响此类工程正常运行的安全隐患之一.通过基底摩擦物理模型试验,研究了发育一组与岩层层面正交节理的反倾碎裂结构岩质边坡变形破坏全过程,分析了边坡变形破坏过程中的宏观变形、岩层位移、岩层弯折角等,揭示了反倾层状碎裂结构岩质边坡破坏机制...     

冲击地面过程中落石特征参量的理论分析

根据落石与地面碰撞过程中落石加速度、冲击力的曲线特征,利用动量定理推导正面碰撞时法向冲击力的理论计算公式;在假设切向冲击不影响法向冲击的前提下,提出一种新的摩擦力模型,基于该模型推导切向冲击力和切向恢复系数的理论公式。最后研究不同入射速度大小、不同入射角时的碰撞时间、恢复系数和最大冲击力的变化规律,分析结果表明:(1)当入射角一定时,随着入射速度增加,冲击力近似呈线性增加,切向恢复系数逐渐增加,但增加幅度很小,而法向碰撞恢复系数和碰撞时间逐渐减小;(2)当入射速度一定时,随着入射角的增加,法向恢复系数和切向恢复系数均增加,但前者增幅远小于后者,碰撞时间也呈增大趋势,而最大冲击力呈先增加后减小的变化规律;(3)地表覆土厚度与落石半径比值越大,碰撞时间越长,法向恢复系数随之递增,切向恢复系数随之递减,而最大冲击力随之呈上凹型曲线递增。     

基坑边坡顶部地表变形影响因素分析

因基坑边坡变形导致周边建筑物变形甚至破坏出现安全事故的事件时有发生,了解边坡变形破坏特征和诱发因素是杜绝此类事故发生的有效途径。以巴东县文化广场基坑边坡为例,调查了场地外动力条件、地表裂隙空间展布和形态特征,研究了地表裂隙发育规律和受力特征。研究表明:文化广场及其邻近地区工程地质条件复杂、地质环境脆弱是导致边坡变形的内在因素;文化广场施工开挖是诱发裂隙形成的主要外动力因素;降雨作用则加剧了边坡变形的程度。应用FLAC软件验证了降雨和人工开挖对基坑边坡顶部变形的影响,结果表明与现场调查情况基本一致。最后,在此基础上,提出了相应的防治措施。     

某工地地基土土工实验分析

主要对地基土处理前后的物理力学特性进行比较，分析桩体对地基土产生的效果，从而有利于地基处理的设计。