黏弹性节理岩体的位移不连续模型研究

选用三参数标准线性固体作为岩石本构,提出了一种考虑岩体黏弹性的位移不连续模型;根据一维黏弹性波的特征线法,推导了节理处质点速度、应力和应变递推公式。首先,基于分离式霍普金森压杆（SHPB）对砂层进行试验,得到其应力-应变关系,并换算出砂层节理的法向刚度;接着,通过一维强间断黏弹性波的波速公式、高频波衰减系数以及任一频率下的衰减系数,确定出数值算法中的三参数。最后,基于自制的摆锤装置,探讨了一维应力波在节理岩体中的传播规律,试验中以两根长1 000 mm、直径为68.50 m的岩杆作为入射和透射杆,以3 mm砂层模拟节理。试验和数值结果吻合度良好,进一步验证了该方法的可靠性。     

考虑侧向变形的路堤沉降一维法计算修正系数研究

软土路基中三维固结效应以及路堤的应力重分布产生的水平推力,引起的侧向变形是不容忽视的。通过非线性有限元计算,分别给出了一般粘性土和软土的沉降修正系数式子,它们是在路堤高度及路基土体孔隙比之间直接建模的,主要适用于均质或近似均质的路基。实例计算表明：经过修正后,沉降一维计算结果基本上可考虑到土体的侧向变形,且修正后的沉降比较接近实测值,在工程上具有一定的参考价值。     

基于参数反演的软土路基沉降计算与分析

在软土路基沉降计算中,较准确地提供所选用的模型参数是计算结果高精度的保证。本文基于沉降计算中邓肯-张模型参数灵敏度分析,把改进的BP网络模型引入到沉降有限元计算中的主要参数修正中,进行路基沉降计算,结果与沉降实测值非常接近,也为较准确计算参数提供了一种新方法,在实际工程具有参考价值和借鉴意义。     

Asaoka法对路堤沉降越级预测初探

Asaoka法可很好地根据有限次沉降观测结果推算建筑物的最终沉降,但遗憾的是其只能基于本级荷载下沉降观测记录对本级荷载下最终沉降进行预测。本文针对多级填土下的路堤沉降问题,探讨了如何利用该法进行越级预测的思路,给出了该法图解中每级荷载下沉降数据对应的直线在纵坐标轴上截距与路堤高度之间的近似关系。最后,结合工程实例,根据某级荷载下沉降记录对下一级最终沉降作了预测,所得的结果精度还是令人满意的。     

考虑软土流变特性的沉降预测模型研究

增长曲线模型自身的特点决定了其能很好地预测地基沉降的发展趋势。先将该模型推广到多级填土荷载下的路堤沉降预测中,接着基于绝对时间坐标系下的软土次压缩计算式,提出了带软土流变项的新型增长曲线模型,并采用数学中的最优化技术,结合前期沉降实测资料对模型中待定参数进行反演。实例计算表明：该模型对沉降预测精度高,能合理地反映出土颗粒骨架的蠕变过程,且能较准确地给出不同时刻的次压缩量,具有一定的工程参考价值。     

固结问题的非线性局部点插值法解研究

局部点插值法是一种新型的无单元法,该法构造出的位移和孔隙水压力的形函数具有 函数特性,所以,本质边界条件很易处理。首先,介绍了基本理论,给出求解比奥固结问题的主要公式。其次,对复层软基堆载引起的固结和沉降问题作了计算,其中节点采用均匀分布方式,且为了考虑土体的非线性特性计算程序中耦合了邓肯-张模型。最后,把计算值与有限元法、一维固结理论计算结果进行了对比。结果表明该法精度高,令人满意。     

单临空面岩体中爆破诱发损伤的数值分析

岩石的抗压强度远大于其抗拉强度,所以在单临空面岩体爆破中,工程技术人员关注的不仅是炮孔附近的塑性压剪损伤,更多的是临空面附近的拉裂损伤,临空面若是地表,可能会影响到施工的安全,甚至造成一定的经济损失。以往这类损伤问题的数值模拟中大多只偏向于一方面：或忽略压剪损伤,或不考虑拉裂损伤,故所得出的结论难以满足工程需要。基于合理的应力修正方式,把现有的岩石拉-压损伤本构以简明的方式嵌入到大型LS-DYNA软件中,对单临空面岩体中的柱形和球形药包爆破问题进行了数值模拟,计算结果表明该法能较好地预测岩体中爆破诱发的拉裂、压缩损伤的分布规律和演化趋势。     

邓肯-张模型有限元分析路堤沉降实用方法

有限元法是计算路堤沉降常见的数值计算方法,但其模型参数一般需要做三轴排水试验确定。为了使该法更为实用,对已有的Duncan-Chang模型中切线弹模简化确定法进行了误差分析,提出了具体的修正系数;基于土体的K0 状态条件,给出了一个切线泊松比近似计算公式,对砂性土和粘性土均可适用。实例计算表明：所提出的方法对缺乏三轴试验资料,但又需进行有限元计算沉降的一般道路工程,具有一定的借鉴意义和参考价值。     

华山花岗岩动力学行为与破坏准则研究

对华山花岗岩进行了应变率范围10-4~100/s、围压范围20~100MPa的动三轴试验测试,结果表明在不同围压下,随着应变率增加,花岗岩的抗压强度增长幅度呈减小趋势,弹性模量和泊松比与应变率没有明确关系;随着围压的增加,弹性模量和泊松比与围压间也没有明确关系。接着,作者分别判别了动态的莫尔-库伦强度准则、动态的霍克-布朗强度准则的适用性,并对试验数据进行分析。研究结果表明,在中等应变率下,动态莫尔-库伦强度准则和动态霍克-布朗强度准则均适用,当采用动态莫尔-库伦强度准则时,花岗岩的内摩擦角随应变率增加变化幅度很小,其抗压强度主要取决于花岗岩的粘聚力;当采用动态霍克-布朗强度准则时,参数m对应变率变化不敏感。     

地震载荷下核岛动力响应数值模拟

核电作为清洁型能源具有广阔的发展前景,研究核电站的地震响应具有重要意义。建立了AP1000核岛的有限元模型,进行模态分析获取核岛的振动形态。用无限元模拟远场地基,有限元模拟近场地基,并考虑基础埋置及土与结构相互作用,开展了不同地基条件下的核岛地震响应分析。结果表明：随着地基刚度的增加,核岛节点的响应加速度幅值增大,而加速度反应谱峰值对应的周期减小,核岛节点应力增大,但其相对位移减小;考虑土与结构相互作用之后,软弱地基的响应加速度峰值大幅减小,地基加速度反应谱峰值对应的周期增加,土与结构相互作用对此类地基上核岛的地震输入有较大影响;对于坚硬岩石地基,土与结构相互作用对地震输入的影响可以忽略。