基于土拱理论的土体坍塌机理研究

在均质堤基或典型双层堤基中由于各种原因形成土洞,其轮廓线是拱形.将土拱近似为三铰拱,应用结构力学中三铰拱合理拱轴线的求解方法,推导了土拱的近似合理拱轴线方程.应用太沙基提出的土拱效应存在条件,推导了在粘性土和无粘性土的土拱的最小拱高和最小拱厚计算公式,分析了拱形参数的合理性及形成稳定土拱的条件.应用本文的土体坍塌机理研...     

含三维内裂纹试件水力压裂裂纹扩展数值模拟研究

利用Franc3d有限元软件进行数值模拟,得到裂纹扩展规律及裂纹尖端应力强度因子的变化,并与室内试验进行对比,结果表明:含裂纹试件在预制裂纹的上下尖端出现"翼型包裹状"裂纹;一、三型应力强度因子在预制裂纹的短轴处(B点)达到最大,而在预制裂纹的长轴端点处(A点)达到最小,二型应力强度因子则相反。     

复杂隧道中爆炸冲击波传播特性的数值模拟

炸药在隧道中爆炸时,由于受到隧道壁的限制,产生的空气冲击波的强度更大,危害更严重;同时隧道中的弯道、岔口影响着冲击波的传播。利用ANSYS/LS-DYNA对隧道中空气冲击波的传播进行了数值模拟,模拟结果与公式计算值基本吻合,验证了数值模型和参数选取的合理性。在此基础上,对冲击波在遇到转弯、岔口的情况进行了数值模拟,模拟结果表明,弯道可以削减10%～15%的超压峰值;岔口中主通道冲击波峰值为直通道的70%～80%,支通道为15%～25%。     

偏置三维内裂纹单轴拉伸裂纹扩展数值模拟

为研究偏置三维内裂纹在单轴应力下的裂纹扩展过程,利用三维裂纹计算软件Franc3d软件进行了数值模拟,得到了裂纹扩展过程及裂纹前缘的应力强度因子变化,计算结果表明:(1)单轴拉力作用下,预制裂纹尖端首先出现翼型裂纹,随后裂纹逐渐向四周扩展,裂纹先贯穿试件左右两面,而后贯穿试件的前后面形成贯穿型裂纹.(2)三维预制内裂纹倾角α=0°、30°时,预制裂纹尖端翼裂纹扩展后期两个翼裂纹呈现相互吸引的规律,而当三维预制内裂纹倾角α=45°、60°时,翼裂纹之间则不存在相互吸引靠近的趋势,预制裂纹内侧尖端的翼裂纹扩展要小于预制裂纹外侧尖端.(3)相对Ⅰ型应力强度因子随着预制裂纹尖端距离的变化(从相对距离0变化到相对距离1)呈现先增大后减小再增大再减小的规律,相对Ⅱ型应力强度因子随着预制裂纹尖端距离的变化呈现先减小后增大再减小再增大的趋势.     

水利工程建设岩土勘察常见问题与对策研究

在人类发展进程中,水利工程的重要性不容忽视,其发挥的作用也是无可替代的。针对水利工程中周边环境的实际情况,开展有规划性的勘察工作,不仅能够为工程质量的提升提供基础保障,更能降低地质因素对施工阶段的不良作用。因此,这就需要对岩土勘察阶段存在的主要问题进行精准把控,并制定出与之协调的勘察措施,从根本上提高勘察的合理性及可行性,从而实现对工程建设指标的进一步优化。本文就围绕水利工程建设岩土勘察,从勘察步骤入手,提出了优化策略。     

考虑土体坍塌的单层堤基管涌数值模拟方法研究

为了更真实地模拟土体管涌发展过程,需要考虑管涌区以上土体可能发生的坍塌。根据土拱理论和土体坍塌机理,提出了单层堤基管涌区上覆土体稳定性和坍塌的判别方法,完善了堤基管涌扩展数值模拟方法和程序。通过对有悬挂式防渗墙的单层非黏性土堤基管涌扩展过程的模拟,揭示了考虑上覆土体稳定性和坍塌作用时的管涌扩展规律。结果表明：管涌扩展初期,土体没有产生坍塌;当管涌扩展接近悬挂式防渗墙时,管涌区上覆土体开始出现坍塌;当管涌绕过防渗墙向上游扩展后,管涌区上覆土体的坍塌对管涌扩展路径影响较大。这说明,管涌发展到一定阶段后,土体实际发生破坏的区域比不考虑坍塌作用时模拟得到的破坏区域更大。