P波作用下浅埋圆形衬砌隧道动力反应分析

以动力作用下半无限空间中的圆形衬砌隧道为原型,采用波函数展开法,通过大圆弧假定,推导出平面P波作用下半空间和衬砌中散射波的级数表达式。利用边界条件,将隧道动力反应问题归结为对一组无穷代数方程组的求解。结合具体算例,从理论上定量分析了垂直入射P波作用下,埋深、衬砌刚度以及入射频率对浅埋隧道衬砌内壁环向动应力分布的影响。     

采用模拟退火法进行土体参数空间变异边坡的安全系数求解

采用瑞典法、简化Bishop法和简易Morgenstern-price方法进行了给定土体参数空间变异边坡截面的圆弧滑面安全系数计算,并引入模拟退火法进行边坡的全局危险滑面搜索。计算结果表明,圆弧滑面假设下模拟退火全局扫描算法能以较好的精度完成土体参数空间变异边坡的极限滑面搜索计算。瑞典法计算精度较简化Bishop法和简易Morgenstern-price法相对较差;简化Bishop法和简易Morgenstern-price法的计算精度接近,但是简化Bishop法的计算效率较高,简易Morgenstern-price法计算过程中存在冗余迭代计算。采用简化Bishop法和模拟退火相结合的边坡圆弧极限滑面搜索算法能够同时兼顾计算精度和效率,推荐优先使用。     

空间梁单元几何非线性的随转参考点法

计算空间梁几何非线性的关键问题是获得单元随转坐标下的节点转动和轴向压缩位移,进而在整体坐标系统下计算梁端不平衡力。文中从近似和精确两个角度利用矢量旋转对转角位移的计算进行了论述,提出了随转参考点法计算单元在整体坐标下的不平衡力,并用实例进行了验证,结果表明,该法是可靠而有效的。     

刚性桩网路基边坡稳定性分析的编程实现

圆弧滑动法是对复合地基稳定性进行计算分析的常用方法,福建地方标准也采用该方法,且认为破坏模式为弯断破坏。考虑到该方法的计算量大,为简化求解,文中利用Visual C++语言编程,通过输入土体参数、边坡几何参数和布桩参数得到边坡安全系数,再采用黄金分割法搜索出最小安全系数,实际工程应用结果显示该程序的误差较小。     

煤系地层堆积体高边坡失稳破坏机制研究

文中采用极限平衡法分析了某典型煤系地层堆积体高边坡在不同破坏模式和工况下的稳定性情况;并采用有限元法模拟研究了边坡在不同工况下位移场、应力场的变化规律.通过对比验证,得出了煤系地层堆积体高边坡的失稳破坏机制:①边坡存在3种潜在滑动破坏模式,最可能的是堆积体层发生圆弧滑动破坏;②天然工况下边坡处于不稳定到欠稳定状态,降雨...     

膨胀土径向条分法边坡稳定性研究

以Bishop条分假设为出发点,基于Mohr-Coulomb塑性本构关系,建立直角坐标下膨胀土边坡稳定性计算模型。基于滑面为圆弧的假设,计算所有潜在滑面相应的安全系数,以此获得了最小安全系数,进而确定了最危险滑面半径及圆心位置。然后,依据Bishop法所得的最危险滑面半径和圆心坐标,推导极坐标下最危险滑面方程。结合能量守恒思想,引入径向条分法对圆弧面进行划分,基于虚位移原理分析了坡体重力势能以及滑面摩擦力、黏聚力、膨胀力产生的耗散功,据此确定径向条分能量法下膨胀土边坡安全系数。最后,通过算例与传统Bishop条分法进行对比,发现两者所预测的边坡稳定性系数随膨胀力的变化趋势一致,并通过有限元方法进行了对比验证;径向条分能量法有望为膨胀土边坡稳定性分析提供数据积累和方法依据。     

跨越V形峡谷的桥梁抗震分析:多水平成层非均匀介质V形场地多点地震动模拟

为了解峡谷地形对地震波场分布的特殊影响,重点发展和实现了V形非均匀多层介质峡谷的多点地震动场模拟,其理论依据是在长期假设均匀介质峡谷场地的基础上引入分层效应模型,其优点在于考虑了地下土层分布不均匀对地震动的影响。具体理论包括:稳态波场被分为封闭区和开放区,同时引入波函数展开法和大圆弧法,经推导得到了V形峡谷在SH波入射激励下稳态波场的分布频域解析解,进而得到分布于V形峡谷表面的频域谱;然后,简述导出的基于V形峡谷地形的"平-凹"相干函数模型;进而,利用两步骤传递函数法(水平自由表面→V形峡谷表面→峡谷地下)推导得到地下频域谱;由此,形成并阐明了非均匀多层介质V形峡谷表面和地下的多点地震动具体模拟方法;最后,开发了依据上述途径的V形场地多点地震动模拟程序并实现其可视化,验证了计算结果的合理性和可靠性。分析结果表明:波场幅值在峡谷两侧水平场地与峡谷底部具有明显差异,峡谷效应的多点相干性因各土层分界面与峡谷边界稳态波场中的散射成分存在而被降低。     

含软弱土层边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术

提出了一种用于边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术,首先采用三角网格进行了边坡土层的几何离散,然后,结合蒙特卡洛法等角/等边逐段扫描与模拟退火法,构建了全套的边坡全局临界滑面搜索扫描算法。以Fortran和Matlab为计算手段进行联合编程,采用简明Morgenstern-Price法进行了边坡稳定性分析计算。通过选用3个算例进行了算法的可靠性验证,计算结果表明:截面三角网格划分方法具有良好的适应性,能较好地对不规则层位几何形状进行离散;多段折线滑面具有较圆弧滑面更为优秀的极限滑面定位功能,其安全系数随着滑面段数的增加会逐步达到收敛;本搜索方法可不依赖于工程师经验进行多段折线初始滑面的大致范围选择,其能快速地、全自动地进行由弱到强不同复杂土质情况的边坡稳定性计算分析,并能找到全局临界滑面与安全系数。     

基于双目视觉的公路边坡表面位移识别方法

针对目前公路边坡位移识别方法的不足,分析了基于双目视觉的公路边坡表面位移识别方法.在边坡表面设置一定数量的监测目标点,利用2台固定的摄像机采集边坡图像,采用亚像素搜索算法提取监测点的图像坐标,通过像平面坐标系、摄像机坐标系、测量坐标系之间的转换关系,计算监测点的三维坐标,识别边坡表面位移,并进行了可行性模拟验证.结果表明:监测点的计算位移值与实际值基本吻合,相对误差为2.02％,9组样本试验的标准差为0.832 mm,测点误差值小于±1,±1.5,±2 mm的比例分别为65％,89％,98％.     

基于改进遗传算法的公路边坡稳定性分析方法

采用瑞典圆法计算滑面为圆弧时边坡的安全系数,并在遗传算法中增加Powell算法作为局部搜索过程,从而在保证遗传算法良好的全局搜索能力的同时,也提高了遗传算法的搜索速度。采用改进后的遗传算法搜索边坡的最小安全系数及与之相对应的滑动面,结合公路边坡工程实例检验了所提出方法的有效性。     

直角域衬砌和裂纹对SH波的影响

利用镜像法与Green函数法,对直角域中圆形衬砌与直线裂纹对SH波的散射及地震动问题进行分析,得到其稳态响应。利用镜像法得到了满足水平、垂直边界应力自由的波函数解析表达式。根据圆形衬砌边界上位移应力连续条件建立方程组。利用裂纹切割法构造直线裂纹,得到了圆形衬砌周边的动应力集中系数与裂纹尖端动应力强度因子的解析表达式。     

基于改进遗传算法的公路边坡稳定性分析方法

采用瑞典圆法计算滑面为圆弧时边坡的安全系数,并在遗传算法中增加Powell算法作为局部搜索过程,从而在保证遗传算法良好的全局搜索能力的同时,也提高了遗传算法的搜索速度.采用改进后的遗传算法搜索边坡的最小安全系数及与之相对应的滑动面,结合公路边坡工程实例检验了所提出方法的有效性.     

用有限元软件分析水麻高速公路边坡稳定性

利用大型有限元软件对水富-麻柳湾高速公路边坡工程进行稳定性分析,计算出边坡内部各点的应力、位移和塑性区,运用强度折减法计算出边坡稳定安全系数,并结合实例通过与传统的极限平衡法作比较,表明了方法的可行性。     

昆明地区土质高边坡稳定性分析

结合昆明国道东连接线支线工程的土质边坡设计,通过工程沿线的工程地质调查,对土质边坡稳定坡高与坡角的相关关系进行了回归分析。采用基于传统的简化毕肖普圆弧滑动面法,根据地质勘察资料确定了计算参数,对典型的一级、二级和三级边坡的稳定系数进行了计算。采用FLAC数值模拟技术,根据现场勘察及直剪试验的结果,确定了各土层的计算参数,采用平面应变力学模型,对工程中高路堑边坡实际断面的整个边坡区域进行了数值模拟计算。计算分析结果表明,FLAC数值模拟与简化毕肖普法的计算结果相吻合,对于土质边坡,坡率对边坡稳定性的影响远大于坡高对边坡稳定性的影响。     

边坡点安全系数计算方法比较及应用研究

运用有限差分软件FLAC3D,以ACADS边坡考题为例,对比模拟了几种点安全系数计算方法;对边坡局部稳定性进行评价,分析了边坡的滑动机理。结果表明:点安全系数反映了坡体局部的稳定性,其分布特征能够揭示边坡的失稳机理;对比各计算方法,得出基于位移等值面的点安全系数计算法的计算结果中位移等值面上点安全系数成带分布,直观揭示了滑带位置,具有较为明显的比较优势。     

边坡稳定分析的积分法及可视化实现

基于圆弧滑动法,导出了边坡稳定安全系数与圆弧半径、土条参数和滑动起点位置之间的积分表达式,利用MATLAB提供的矩阵计算实现积分功能.危险圆心采用作者提出的横向和竖向相结合的危险圆心搜索算法.选择MATLAB提供的GUI作为开发环境,实现边坡稳定计算的可视化.     

土质边坡失稳破坏的双安全系数稳定性分析方法

对公路土质边坡潜在滑坡体圆弧滑裂面上法向力和剪切力合力的作用位置和方向进行了假定;然后,依据能量平衡和力的平衡分别求出了土质边坡的稳定安全系数FS_1和FS_2。计算结果表明,相比瑞典条分法,FS_1偏小、FS_2偏大; FS_1和FS_2的平均值与瑞典法所得结果非常接近,相对误差小于6%。综合分析了边坡几何形状、土体强度参数、潜在圆弧滑裂面的位置等因素的影响,表明以FS_1和FS_2的平均值作为土质边坡的稳定安全系数是合理的。     

SH简谐波作用下桩土横向动力相互作用解析分析

利用波的传播理论得到了SH简谐波作用下土层的位移,采用动力Winkler地基梁模型模拟桩-土之间的动力相互作用,得到了SH简谐波作用下单桩的横向位移。通过放大因子来反映SH简谐波作用下桩土系统的横向振动特性,分析了桩土主要力学参数对放大因子的影响。研究表明,桩顶放大因子随频率的变化曲线主要存在4个峰值,土体粘滞阻尼系数对第一个峰值有较大影响;在低频和高频情况下,长径比和边界条件对放大因子的影响不同。对SH作用下桩基振动特性的研究为桩基抗震设计提供了依据。     

湖北十白高速公路栗石沟隧道洞口滑坡稳定性分析

以湖北十白高速公路栗石沟隧道洞口边仰坡的稳定性情况为例,就天然状况和暴雨工况2种工况,运用理正分析软件,采用圆弧滑动法确定滑裂面形状、瑞典条分法分析圆弧的稳定性,通过自动搜索最危险滑裂面来计算边坡的稳定性,定量计算了在自然工况和削坡卸载后的稳定性系数,对洞口边坡稳定性进行了定量评价.     

基于Spencer法边坡地震永久位移计算斜条分法

地震区岩土边坡地震永久位移是评价边坡稳定性的重要参量。根据Newmark地震永久位移分析理论,基于Spencer法,采用斜条分法以适应实际岩土边坡中可能倾斜的条块间界面,考虑滑面抗剪强度震动衰减影响,提出了一种适合岩土边坡地震永久位移计算新方法。通过与已有试验结果对比分析发现,与现有计算方法相比,本文方法不仅适应性强,而且计算精度更高。