考虑走滑断裂活动影响的公路隧道初始地应力场反演分析

为了使跨活动断裂带区域地应力反演结果更加符合实际，提出了考虑走滑断裂活动影响的公路隧道初始地应力场反演思路。通过在断裂带与两侧岩体之间建立接触单元，采用边界位移荷载实现了断裂带两侧岩体的相对挤压及滑动作用。依托华坪至丽江高速公路东马场1号隧道工程，对比分析了采用常规边界荷载和考虑走滑边界荷载2种情况下隧址区地应力场的反演结果。研究结果表明:考虑走滑边界荷载反演得到的地应力场更加符合实际且精度更高；常规边界荷载的最大残差为2.29 MPa，而走滑边界荷载的最大残差仅为0.66 MPa，其残差平方和也均小于常规边界荷载；在断裂带附近，考虑走滑活动影响的最大、最小水平应力值相对常规边界均有所减小，上盘岩体垂直应力也相对减小，下盘岩体受上盘岩体的影响垂直应力相对增大，符合跨断层岩体区域实际地应力场的分布规律；隧址区整体表现为水平应力大于垂直应力，以水平构造应力为主。     

基于分段单孔反演的隧址区多断层地应力分布特征

目前，针对具有多个原位地应力测试钻孔的隧址区初始地应力场反演，往往一次性将全部实测值用以计算值的回归反分析，没有考虑到隧道纵向长度远超其他方向且钻孔分布较远的特点，单个钻孔表征的临近区域地应力分布特征或反演精度被其余钻孔实测值“拉低”，导致整体反演结果容易陷入局部优解。依托拉林铁路桑珠岭隧道、叙毕铁路斑竹林隧道、沿江高速火山隧道、木寨岭公路隧道等工程，采用多元线性回归法结合最小二乘法寻优准则，分析了隧址区仅有单个钻孔反演精度较高的原因，提出了对具有多个钻孔的隧址区分段并分别进行单钻孔回归反演的新方法。在此基础上，重点讨论了木寨岭公路隧道断层破碎带区域地应力分布特征。结果表明：分段单孔反演较多孔反演进一步提高了反演精度；地应力的分布在断层前后呈现出先急剧增大后急剧减小的特征；除自重应力与埋深存在一定关联外，两项水平主应力随断层间距或厚度的增大突变性加剧；断层之间间距、断层倾角、断层厚度均是影响地应力方向偏转大小的重要因素，断层之间间距或断层倾角越小、断层越厚，地应力方向偏转越显著。     

基于ABAQUS的港工结构计算模型自动地应力平衡方法研究*

初始地应力场是结构-地基相互作用下有限元分析重要的初始条件，其平衡结果的精度将直接影响结构数值分析结果的准确性。虽然自动地应力平衡法操作步骤最为简单、所得结果最优，但受地基或结构形式、地基土层参数及接触等复杂条件的严重制约，其在实际中的应用非常受限。利用ABAQUS软件，在严格遵守实际地应力平衡时间节点的基础上，采用设置生死单元的方式实现初始地应力平衡前、后地基-结构所在空间单元的置换，建立通用自动地应力平衡方法及步骤，并通过多个典型港工结构模型算例进行验证。结果表明，本文的自动地应力平衡方法及步骤简单、易行，且能够方便有效地实现各种复杂情况下港工结构计算模型的初始地应力平衡。     

瀛洲大桥倒三角区浇注期间水化热温度监测及应力有限元分析

以瀛洲大桥倒三角区为研究对象,确定了温度监测方案,应用有限元分析程序ANSYS分析了箱梁混凝土的浇注温度场,得到了整个施工过程中温度场和应力场的分布规律,对三角区的浇注进行事前预测和浇注进程控制有重要的指导意义。     

膨胀岩隧道断面优化研究

膨胀岩特殊的物理力学性质给隧道带来严重的工程问题。以秀山隧道为工程背景,通过理论推导得到了湿度应力场和温度应力场之间的关系,并且利用有限元软件的温度应力模块模拟得到了不同膨胀级别、不同加固范围、不同膨胀范围时不同断面形式下支护结构的受力特征,优化了支护断面形状。     

大相岭深埋特长隧道场区高应力场三维数值反演

大相岭隧道属特长深埋隧道,隧址区地应力高,断裂构造发育,软岩硬岩交错分布,开挖中可能会出现岩爆大变形等现象,运用FLAC3D快速拉格朗日差分软件采用数值三维多元回归原理结合实测地应力资料对隧道场区高地应力场进行数值回归反演,反演结果和实测结果吻合良好,能够较好的从整体上反映场区地应力状况,为地质超前预报以及超前支护和隧道结构设计提供较为可靠的定量分析资料。     

重载货车踏面制动时车轮温度场与应力场研究

通过对重载货车不同制动工况下的制动过程进行分析研究,建立了重载货车车轮的三维有限元模型,对车轮在不同轴重、不同制动初速度、不同制动减速度时的三维瞬态温度场及应力场进行了仿真分析,并从车轮材料所能承受的屈服极限方面研究了车轮温度场及应力场分布,分析了制动过程中车轮温度场及应力场分布规律,得出了能够满足重载货车行车安全要求的制动初速度、制动减速度条件,为重载货车的运行提供一定的依据。     

空心型箱型框架桥力学特性有限元分析

本文首次提出箱体顶板和侧板为空心板的箱型结构框架桥。为了获得其合理的结构形式,建立两种不同形式的框架桥结构与土体共同作用三维数值计算模型,利用ANSYS有限元分析软件进行了桥体结构和土体竖向位移和应力分布规律分析研究,获得了桥体结构和周围土体的位移和最大主应力及位置,从理论上验证了空心型箱型框架桥结构方案可行性,为空心型框架桥设计提供了依据。     

土体中应力分布基本规律的探讨

基于土体的颗粒结构和只有颗粒接触传递应力的特性，对不同姿态颗粒接触中应力传递的机理分析，揭示了土体在相对静态下存在主动力的应力扩散效应和强被动力的应力集中效应，及其形成的土体中应力分布基本规律。主动力的应力场是以其所在土层的应力扩散角θ向外扩散的园锥形应力范围，在应力场内应力扩散分布，主应力方向不变，且伴有与之垂直的法向应力，应力分布均衡了应力场内颗粒和支承面的位移趋势。强被动力的支承面上存在以θ角向外扩散倒锥台形的应力平衡范围，在此范围内反向应力集中作用到强支承面，强支承面主导了其所在应力场的应力分布。土拱效应是应力集中效应的衍生效应，是相邻的同向强支承反力的应力平衡范围发生重迭时产生的现象。