岩体粘弹塑性-损伤本构模型及其有限元分析

本文将损伤力学的原理引入岩体流变学的研究,建议了一个损伤演化方程以描述岩体力学性质随时间不断弱化的现象。系统地推导了有限元计算公式。地下巷道位移的实测验算表明,本文的本构模型是合理而有效的。     

复杂岩体地下水运动问题的有限分析法

在数值模拟方法基础上,提出了一种全局坐标下解复杂岩体地下水运动问题的有限分析法。算例表明,这种方法不仅可行,而且具有较高的数值求解精度。     

岩质高边坡稳定性有限元分析

在评价边坡稳定性方面，采用弹性本构模型的有限元法是一种值得信赖的方法，它在诸多方法中能简便的处理复杂情况下岩土体边界和地质条件。本文介绍了有限元法边坡稳定性分析基本原理，并结合具体针对玉环高边坡区域构造特征和边坡的工程地质特征，应用有限元法建立了有限元模型及选取参数，进行了稳定性分析，得出了位移圉、应力图、安全系数图，定量的揭示和模拟边坡破坏、变形的过程和机制，并对边坡加固进行了可行的论证和建议。     

基于扩展有限元法的碳酸盐岩地热储层岩体裂缝扩展行为

水力压裂作为一种主要的地热能开采手段,其压裂效果除与岩体基本物理力学性质有关外,还与裂隙分布、地应力状态、压裂工程参数等密切相关.为了探究以上因素对水力压裂过程中裂缝扩展行为的影响,以冀中坳陷碳酸盐岩储层岩体为研究对象,基于扩展有限元法,建立裂缝扩展流固耦合模型,分析了水平应力差、射孔方位角、注入液排量和压裂液黏度等参数对裂缝扩展行为的影响.结果表明:单裂缝扩展时,射孔方位角越小、注入量越大、越有利于裂缝扩展;双裂缝扩展时,水平应力差增大,裂缝偏转程度变小;水力裂缝与天然裂缝相交时,较小水平应力差有利于天然裂缝开启.     

岩质边坡稳定性分析中极限平衡法与有限元法的对比

根据工程实例 ,对一公路岩质边坡稳定性采用极限平衡法与有限元法分别进行计算 ,对比二者之间的差异 ,分析产生差异的原因。在安全系数的选用上提出了建议。     

Extended Finite Layer Method for Semi-space Ground Analysis

The layered nature of natural soil must be considered in ground engineering. To this end, a ground finite layer method (FLM) based on extended patterns is proposed on the basis of the principles of traditional FLM. First, the displacement mode of the layer element uses the multiplication form of a quintic fully polynomial and double series. By superposing the calculated solutions of four symmetric loading patterns, the extended FLM can be used to analyze the mechanical state of ground under various types of loads. Second, the selection principles and methods for some important parameters of the extended FLM are established by analyzing and discussing the stress and displacement characteristics of ground loaded with vertical unit force. Finally, after a comparison with the solutions of classical analytical methods, such as the Boussinesq, Mindlin, and Cerruti formulae, the extended FLM is verified to be rational and accurate outside of the loading influence range. Thus, the proposed method will be easier to use in practice due to its adaptability to layered ground; however, its scope of influence and its mechanism near the loading position require further research.     

A Morphological Visualization Method for Removability Analysis of Blocks in Discontinuous Rock Masses

Block theory has been successfully applied to solve practical problems in rock engineering associated with the stability of discontinuous rock masses. Traditional methods of block theory, which have not proposed detailed schemes for characterizing geometric features of arbitrary blocks with complex geometries, are difficult to simultaneously visualize the locations of blocks. To overcome the shortcomings of these traditional methods, this paper introduces the concept of block morphology to systematically represent the morphological characteristics of blocks. Morphological visualization analysis involves the classification, characterization and visualization of various blocks and the determination of their removability using the stereo-analytical method. The proposed morphological visualization method provides a basis for computer modeling and mechanical calculations of large-scale rock mass systems. Furthermore, examples are presented in this paper to verify the validity and demonstrate the exceptional performance of this method.     

一种适用于岩土力学无界域的有限元与边界元耦合法的具体实现

针对有限元与边界元耦合法在岩土力学无异域中应用的具体实现问题进行了研究，提出了在微机上实现的具体措施和需建立的程序模块，将有限元与边界元耦合法计算结果、有限元计算结果与理论解析解进行了比较。     

软岩巷道围岩流变大变形有限元计算方法

本文针对软岩工程中围岩流变大变形问题，以有限变形力学理论为依据，采用更新拖带坐标法编制非线性大变形有限元计算程序，对软岩巷道流变大变形问题进行了数值模拟计算。在计算中，选用了适合描述软岩流变大变形的物性方程，并考虑了锚杆和拱两种支护方式。结合表明，本文采用的理论和计算方法合理，计算程序具有精度高、收敛速度快等优点，展示了良好的应用前景。     

膨胀性软岩洞室支护效应三维有限元分析

基于湿度应力场理论 ,采用三维非线性有限元方法 ,有效地模拟了膨胀岩洞室开挖和支护过程中遇水膨胀现象。对多种支护方案进行分析比较表明 ,水的损伤软化作用和膨胀岩的本身膨胀性能对其洞室稳定性有重要的影响 ,并进一步了解了洞室发生膨胀的力学机制及其支护效应 ,对膨胀性围岩洞室的设计、施工具有实际指导意义。     

岩石材料应变软化模型及有限元分析

本文应用弹塑性理论,根据岩石的应力应变关系、峰值强度、残余强度和岩石材料的脆性特性,建立了理想的应变软化模型,并提出了相应的加载准则。文中提出的模型计算方便,所用参数简单,物理意义明确,便于编制有限元程序。     

有限元法在边坡稳定性评价中的应用

本文以瓦房店核联合泵房边坡为背景,在综合考虑地震地质因素的基础上,采用有限元法对该边坡稳定性进行了分析计算和评价,为该工程边坡设计提供了科学依据。     

GIS在边坡有限元数值分析前处理中的应用

有限元数值分析是边坡稳定性研究中较为常用的定量分析方法,但有限元分析的前处理工作通常比较繁琐,从而影响了该方法的整体工作效率。利用GIS软件实现了从计算剖面确定、计算剖面自动绘制到网格自动剖分的全部前处理过程。有效提高了边坡有限元计算的前处理工作效率,同时也提高了计算剖面图的科学性和边坡评价的准确性。     

非线性有限单元法(续二)

(二)几何非线性问题--大应变与大位移1.司徐克林(Stricklin)等的方法在几何非线性问题中,总刚度矩阵可区分为两部分,即线性(弹性)刚度矩阵与非线性刚度矩阵     

隧道围岩稳定性的有限元分析

根据地下结构设计理论和岩石屈服的Drucker-Prager准则，考虑到了围岩的自身承载能力，采用有限元的分析方法对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。分析了开挖方式、开挖顺序对围岩稳定性的影响，对围岩的开挖过程进行模拟。确定不同开挖方式下隧道围岩的位移、应力状态，以及位移、应力状态随时间的变化规律，为隧道施工过程中开挖方案的制定、支护时间的选取提供依据。     

岩溶塌陷有限元稳定性分析

湖南省凤凰至大兴公路K0+500-K5+000段穿越碳酸盐岩区,据地面调查及钻探揭露,公路沿线发育溶洞,对区内岩溶地质环境进行了调查.选取典型溶洞,采用有限元稳定性分析方法对岩溶体稳定性进行分析,路堑开挖后产生的位移为1.2mm,最大主应力为6.3MPa,运营状态下静力荷载20kPa,通过计算溶洞在路堑开挖后和车辆荷载作用下位移场与应力场变化情况,认为溶洞是稳定的.     

岩坡平面滑移分析的零力分块方法

采用常规的刚体极限平衡方法对岩坡稳定性进行评价的主要缺点之一,就是对整体评价的结论掩盖了岩体内部潜在危险区和相对稳定区的差别。文中首先研究了分块的稳定性,对剩余下滑力ei=0的单元分块给予特别注意,并称之为零力单元（分块）。对零力单元的几何特征及其实际意义进行了阐述和讨论,并指出凡对跨越零力单元的大分块或整体评价为稳定的边坡岩体,应特别注意岩体内潜在不稳定区。文中进一步研究了作者称之为零力边界B0的问题。若岩体内存在零力单元（分块）,当整体安全系数大于1（意味着岩体是稳定的）时,将存在一个零力右边界,其左侧（边坡临空一侧）岩体分块具潜在不稳定性;当整体安全系数小于1（意味着岩体是不稳定的）时,将存在一个零力左边界,其右侧岩体分块,在一定条件下是相对稳定的。在上述指导思想下,最后作者具体研究了陡坡极限高度的预测问题。