京承高速公路隧道支护结构动态稳定性研究

岩体不同于一般材料,作为一种地质结构体,其具有非均质、非连续、非线性以及复杂的加卸载条件和边界条件,使岩体力学问题通常无法用解析方法简单地求解。相比之下,数值模拟分析具有较广泛的适用性。它不仅能模拟岩体的复杂力学与结构特征,也可以很方便地分析各种边界问题和施工过     

工程岩体抗剪强度参数的数值分析及应用

借助于地质调查和简便易行的力学实验确定复杂岩体的力学参数是岩石力学积极探索与研究的方向之一，根据典型的岩体结构概化模型，模拟现场岩体力学实验可以达到简便易行和完成大批量试验的目的，本文使用数值分析方法，模拟了节理－岩桥组合切实验过程，计算了岩体抗剪切破坏强度参数并应用于工程实践。     

基于ANSYS和FLAC的复杂节理岩体性能分析

针对复杂节理岩体组构多样、大小不一、难以建模的问题进行研究。将ANSYS的前处理功能与FLAC3D的节理接触面生成功能相结合完成建模,并对不同节理岩体进行分析。结果表明:ANSYS划分单元后能根据节理的方位和走向赋予不同物理力学参数;FLAC3D能够拆分节点形成接触面;通过数值模拟与现场测试分析对比证明该模拟方法能够准确反应复杂节理对岩体力学特征和破坏形态的影响效果。     

围岩力学参数反馈技术的应用研究

针对岩土工程结构分析时，所有反映岩体力学性质的参数基本未知，而原位岩体的力学参数一般难由试验获得准确数值，且室内外岩石力学参数试验所得资料只能反映岩体的局部情况，难较全面地反映围岩的真实情况等问题，提出了一些简单实用的常用围力学度参数反馈方法，并通过实际隧道工程的模型试验测试数据和计算反馈分析，验证了所论方法的可靠性。     

地下工程数值模拟若干问题的处理方法

首先探讨了用数值模拟方法解决地下工程的岩石力学问题时,如何根据岩体工程结构的岩石力学性质和数值模拟的目的来选择数值计算方法;然后,详尽、深入地阐述了建立计算分析模型所涉及的几个重要问题及其处理办法,包括模型几何形状、计算范围的确定、边界条件和工程初始状态的处理、模型离散化、支护结构作用的处理,以及如何确定计算所必须的岩石力学参数;最后,提出了对计算结果的分析方法和思路。     

岩体参数影响大型地下洞室群围岩稳定的灵敏度分析

结合某水电站超大型地下沿室群施工过程中围岩稳定问题,通过岩体弹塑性理论分析及以数值模型对岩石物理力学参数不同组合的多种方案计算和分析,得到各岩体物理力学参数对洞室围岩稳定影响程度大小,为工程勘测设计和现场施工提供了较有价值的参考。     

岩体力学参数预测的新方法

提出了利用人工神经元网络预测岩工程数值分析中所需的岩体力学参数的方法,其优点是神经元网络可以把岩体较多的非定量的地质描述,经过换算后作为初始参数参与运算,通过对岩丛抗压强度和弹性模量的预测验证表明,预测结果与实测结果吻合较一致。     

围岩岩体声发射规律数值力学试验

通过对诸永高速公路磐安段西华岭隧道围岩中凝灰岩岩体,开展了数值力学试验,在确定连续微元尺寸δc及各项基本力学参数的基础上,试验获得的序列不同尺寸岩体变形破坏过程声发射频率、声发射能量图,进一步描述了该围岩岩体的声发射特征。     

拉伸断裂模拟的细胞自动机模型以及尺寸效应研究

材料的损伤和破坏被称为力学中最复杂、最困难的难题.但是工程实践和所发生的工程灾害迫切地需要深入地研究材料损伤破坏机制,以解决并控制这些重大工程灾害地发生.大量的研究证明,材料的损伤和破坏都是从其微缺陷处起裂、扩展、贯通直至最后破坏的,因此材料的非均质性是造成材料破坏复杂性的一个重要原因.模拟岩石等非均质材料破坏过程的细胞自动机模型,充分考虑材料的非均质性,模拟了其拉伸断裂过程,研究了试验中所出现的尺寸效应现象,数值模拟结果与试验结果保持了较好的一致性.     

基于计算机数值模拟技术确定围岩岩体力学参数的探讨

针对目前岩石力学处理工程问题的缺陷，探讨如何将前沿的计算技术与传统的力学实验相结合，以确定隧道工程中的围岩岩体力学参数，并提出了一些建议和方法。     

沙坝水电站高边坡卸荷过程数值仿真

以贵州省务川沙坝水电站高边坡为例,在地质模型建立与计算参数确定的基础上,采用卸荷岩体力学的方法进行边坡不同开挖高程的数值仿真.根据边坡开挖过程中卸荷百分比大小,划分出强卸荷区、弱卸荷区和非卸荷区,基于此对岩体力学参数进行调整.根据卸荷过程中参数的折减与边界条件的变化进行边坡卸荷过程的动态数值仿真,并与传统有限单元法计算结果进行对比分析.结果表明,基于卸荷岩体力学的动态数值仿真可以反映岩石高边坡在开挖卸荷过程中的地质-力学响应,其结果与工程地质定性分析结果比较吻合,更加符合实际情况.     

非线性有限元分析与分叉问题数值方法

非线性有限元分析和分叉问题的数值方法研究是当今计算力学领域中受重视的研究方向之一。虽然在单元构造、非线性分析与分叉数值方法方面已有长足进展，但迄今为止，可以用于实际复杂结构分叉问题的方案还存在不少困难。本文对有限元的发展作了简要回顾，并介绍了一种有效的用于分叉计算的数值方法。文末以实际上常见的平面杆系结构为对象，给出一个实际可行的大变形分析包括分叉在内的方案。     

软弱夹层边坡变形性状及其影响因素分析

介绍了含软弱夹层边坡稳定性的研究现状;运用有限差分软件FLAC 3D,针对5种工况进行了数值模拟,重点分析了含有软弱夹层的岩质边坡几何特征及软弱夹层力学参数,如边坡坡高、坡角、软弱夹层倾角、黏聚力和内摩擦角等对岩体边坡位移的影响规律及其工程意义.     

浅埋软弱围岩隧道超前管幕施工力学行为分析

浅埋软弱围岩隧道自稳能力差、易坍塌,必须设置足够强度的支护结构辅助稳定。以京沈高铁高丽营隧道为工程背景,分别采用荷载结构法和地层结构法开展数值模拟,探究浅埋软弱围岩隧道超前管幕的力学机理。研究结果表明:①荷载结构法数值模拟中,管幕轴力关于隧道轴线呈正对称分布,剪力和弯矩呈反对称分布;②地层结构法数值模拟中,越靠近掌子面的管幕弯矩越大,不同施工工序对管幕弯矩变化的影响程度不同,影响最大的是开挖右上导坑;③采用荷载结构法得到的管幕挠度曲线与理论挠度曲线形状相似,而地层结构法得到的曲线与之相差较大。可以认为,采用荷载结构法对浅埋软弱围岩隧道支护体系进行模拟分析时,其计算结果更接近工程实际。     

尾矿固化体力学性质预测的PFC模型研究

以某铁矿项目为工程背景，选用离散元颗粒流程序（PFC）对尾矿固化体的力学特征进行模拟，确定了尾矿固化体细观力学参数，建立了尾矿固化体单轴压缩数值模型，并在此基础上研究尾矿粒径分布及颗粒数量的简化对模拟尾矿固化体的力学特征的影响。研究发现：数值模型单轴压缩计算结果与试验值平均误差为5.5%，证明采用该方法构建的数值模型能有效预测尾矿固化体单轴抗压强度，且对尾矿固化体柔性及脆性破坏形态的捕捉效果较好，进而证明了利用PFC数值模型对尾矿固化体进行模拟有效可行；由于不同工程条件下尾矿粒度分布差异比较大，若尾矿粒径分布较广，建立尾矿数值模型时，可对尾矿粒径分布及颗粒数量进行一定程度的简化。分析表明，当模型尾矿颗粒粒组范围选取比达到50%以上，能较好地模拟尾矿固化体应力应变曲线及破坏形态。     

隧道施工围岩力学参数的动态辨识方法研究

受地质水文等影响,隧道围岩力学参数具有较大的模糊性、可变性及不确定性,围岩力学参数的快速、准确选取,对隧道开挖、支护具有重要的指导意义.隧道施工过程中围岩力学参数的动态辨识为施工前采用超前地质预报获取围岩等级指导施工,在开挖过程中通过经验强度准则快速得到岩体力学参数,是对超前地质预报的一个补充与修正,而开挖后采用反分析法及数值计算通过与实际量测数据对比,是对开挖过程中确定的参数的验证.通过围岩力学参数的地质预报-经验准则判断-数值模拟反分析的循环,形成动态辨识体系,做到隧道工程的动态设计与信息化施工.通过湖南龙永高速特长分离式茅坪隧道的实践,验证了围岩力学参数动态辨识方法的可靠性、正确性及便捷性,对地质复杂多变的长隧道设计施工有着 、一定的指导意义.     

秦岭特长隧道岩体裂隙水涌水量计算的双场耦合数值模拟研究通过铁道部技术鉴定

由西南交通大学土木学院主持研究的铁道部科技研究开发计划项目：秦岭特长隧道岩体裂隙水涌水量计算的双场耦合数值模拟研究,于2000年7月28日通过铁道部科技司组织的技术鉴定。 这一成果具有重要的理论意义和实用价值,在理论和方法上具有创新：（1）引入岩体力学理论,首次提出大型隧道工程地下水涌水量计算的特殊双场耦合理论,建立了特长隧道地下水涌水量计算的双场耦合数字模型,进行双场耦合的数值模拟,提高了隧道工程岩体裂隙水涌水量计算地精度。（2）提出了一套在渗流场与应力场耦合条件下,隧道裂隙岩体涌水量预测研究的工作程式,填补了该研究领域的空白。（3）应用环境同位素水文地球化学技术,系统研究了在隧道工程的水文地质条件下,解决隧道工程水文地质概念建模的问题,对指导秦岭隧道设计施工起到了重大的作用。 学报编缉部     

基于流固耦合的隧道遮光棚力学行为研究

结合具体工程,对敞开式拱形遮光棚进行了基于流固耦合的三维数值模拟,得出了遮光棚在风荷载作用下的力学行为,研究结果可为遮光棚结构抗风设计提供依据。     

通透拱肋式隧道遮光棚设计及三维数值模拟

结合具体工程,介绍了通透拱肋式遮光棚的设计要点,对通透拱肋式遮光棚进行了三维数值模拟,得出了遮光棚在不同荷载组合下的力学行为。研究结果可为遮光棚结构设计提供依据。     

侧部水压充填型岩溶隧道施工力学特性研究

结合高速公路某岩溶隧道施工过程,利用有限差分软件FLAC3D对侧部水压充填型岩溶隧道施工过程中的围岩位移、塑性区、应力、锚杆轴力和喷混凝土层力学特性进行了数值模拟研究,并将围岩变形的数值模拟结果与现场量测结果进行了比较分析,结果表明两者所反映的围岩变形规律基本一致。