基于强度折减法的掌子面稳定性上限分析

为了研究在强度折减法下的掌子面稳定性问题,基于极限分析上限定理,把切线法引入刚性块体的非线性破坏机制,同时结合强度折减理论,构建了掌子面安全系数上限解的目标函数。运用Matlab中的fmincon函数对目标函数进行优化,获得掌子面稳定安全系数的最小上限解,并研究了各参数对掌子面安全系数的影响。结果表明:隧道埋深越大其安全系数呈线性减小;随着土体容重的增加安全系数呈减小趋势。此外,掌子面的安全系数对非线性系数m的敏感性也不同,随着土体容重的增加,非线性系数m对掌子面稳定安全系数的影响减小。     

含溶洞隧道在地震和渗流耦合作用下塌落特征研究

为研究隧道正上方溶洞在地震力和渗流力耦合作用下浅埋隧道塌落特征,以广西逻皓隧道为工程背景,基于非线性Hoke-Brown准则,结合上限定理及能量守恒定律,对溶洞位于隧道正上方时围岩塌落面进行二维分析。本文推导塌落曲线公式,并求出工程风险可控极限值h_cr;通过调整地震力和渗流力参数大小,分析其对塌落体形状及塌落范围的影响。研究结果表明：地震力和渗流力耦合作用下隧道塌落曲线类似于一条开口向下且顶部水平截去小部分的抛物线;塌落体体积随孔隙水压力系数r_p的增大而增大,而随竖向地震系数k_v的增大而减小。     

浅埋小净距隧道围岩压力的极限分析

基于Mohr-Coulomb强度准则,利用极限分析上限定理,推导出浅埋小净距隧道围岩压力计算新公式。采用MATLAB数值模拟软件中的fmincon函数进行最优化计算,求解该破坏模式下围岩压力的上限解,并将该计算值与规范法计算结果进行了对比。研究结果表明：该计算值与规范法计算结果比较接近,验证了该计算方法可行;随着系数m的增大,浅埋小净距隧道两侧破坏土体的范围逐渐增大,围岩压力也逐渐增大且增长率呈递减的趋势。     

非关联流动准则条件下条形锚板抗拔特性上限分析

岩土材料一般并不服从关联流动准则,考虑关联流动准则会显著提高岩土体材料的抗剪特性.基于极限分析上限定理、非线性Mohr-Coulomb破坏准则和非关联流动准则,构建浅埋水平条形锚板抗拔破坏机制,分别计算速度间断面上的内能耗散功率和外力功率,通过虚功率原理建立抗拔力的泛函表达式.采用变分原理得到土体破裂面方程及其正应力分布,结合边界条件得到锚板的极限抗拔力.通过与数值计算结果的对比分析,验证了本文方法的有效性与准确性.在此基础上,分析了非关联流动准则对锚板抗拔特性的影响规律,结果表明:考虑关联流动准则会提高锚板的抗拔力.     

带台阶的多级边坡稳定性上限分析

基于极限分析上限法基本原理和强度折减技术,根据滑坡体处于极限状态时两功率相等(虚功率方程)条件,推导了带台阶的多级边坡整体失稳和可能出现的局部失稳安全系数计算公式.并以3级边坡为例,编制优化程序,采用序列二次规划迭代算法计算确定最危险滑动面的位置:即对多个可能的滑动面进行搜索,获得安全系数最小(也即稳定性最差)的面作为潜在最危险滑裂面.采用具体算例,对比分析了3级边坡的整体稳定性和可能出现的局部稳定性问题,并由此开展了参数分析.对比分析表明:获得的安全系数较已有方法略小,得到的最危险滑动面与已有结果颇为接近,可以验证其有效性和可行性;参数分析表明:对均质多级边坡,当某级边坡坡角过大时,边坡更易发生局部失稳;高边坡增设边坡台阶可以有效提高边坡稳定性并降低施工难度.     

路基边坡坡率对路基热稳定性影响

根据能量平衡原理,建立的能够反映冻土温度场变化特征的控制方程。通过对比实测数据与数值计算数据,验证模型的可靠性。利用该模型分析了边坡坡度对温度场的影响。结果表明：随着坡度的减缓,冻土上限有所提高。继续减缓坡度,冻土上限将下降。路堤边坡及坡脚下浅层地温随坡度的变缓而降低,坡度对较低年平均气温的路基温度场影响较小。越是靠近路堤中心线位置,受到路基边坡的影响越大。     

上限有限元法及其在路堤稳定性分析中的应用

在上限定理的基础上,将铁路路堤离散为三角形单元,在单元中构造线性速度场,根据相关联流动法则以及边界条件建立约束方程,引入数学规划方法寻求路堤承载力的上限解.通过和经典解析解相比较知:该方法是一种有效的数值方法.     

青藏铁路多年冻土工程地质勘察

针对青藏铁路建设中多年冻土这一重大技术难题,重点阐述了其工程地质勘察要点、工作方法及勘察流程,介绍了多年冻土上限、含冰量、冻土地温、冻土区边界及大片连续多年冻土融区等多年冻土控制性参数指标的勘测方法,论述了青藏铁路沿线多年冻土的分布特征。结合大的地貌分区,给出了各大地貌单元内多年冻土工程地质条件评价结论。     

冻土路基温度场分布的试验研究

在大量现场实测资料的基础上,研究多年冻土路基温度场分布的规律及冻土上限移动变化规律,并对试验中产生误差的原因进行分析。     

基于蒙特卡洛法与极限分析上限法的边坡失效概率分析

边坡稳定性分析中，相比安全系数的确定性分析方法，可靠度方法可考虑系统中岩土参数的随机性，更加符合实际。为获得准确的边坡可靠度解答，采用蒙特卡洛法和极限分析上限法，结合边坡算例，对其边坡可靠度进行了分析。结果表明:对于具有相同岩土材料参数变异性与高度的边坡，其失效概率与自身安全系数有一定对应关系，得出的边坡概率模型避免了对同类边坡（相同变异性与坡高）可靠度（用失效概率表达）的逐个分析，大大提升了工作效率。