一种解岩土工程变形体-刚体接触问题的有限元法

大多数的岩土工程问题都会涉及到岩土体-结构之间的相互作用,它们之间界面的合理模拟对计算结果有重要的影响。目前常用的Goodman节理单元、Desai薄层单元等虽然简单好用,但也存在着明显的缺陷。相比之下,作为接触问题计算,可更为合理地模拟接触面的力学行为。针对变形体-刚体这种特殊的接触问题,应用变形体的虚功原理建立了相应的虚功方程,在此基础上得出有限元计算公式,并建立了弹塑性接触问题有限元计算的实现方法。通过对刚性条形基础基底压力分布和刚性挡墙土压力分布等算例的计算,验证了该法的正确性和求解工程问题的有效性。     

山西河东煤田沙坪煤矿延深水平回风大巷突水水源判断

2018年5月21日,延深水平回风大巷掘进至373m时,巷道顶板锚索孔淋水,水量4 m^3/h; 2018年6月22日掘进至700m时,超前探水钻孔突水,水压0. 14MPa,涌水量76m^3/h,2h后涌水量稳定至56m^3/h。在论述矿井地质及水文地质条件的基础上,分析了井田内地表水、采(古、老)空水、奥陶系岩溶水与突水点的关系,充分利用水化学和突水点流量动态特征等资料,采用排除法,判断出突水水源为煤系砂岩裂隙水,做出了"水量有限,继续掘进"的结论。经掘进验证,判断结论正确,既保证了安全掘进,又未耽误生产,取得较好的经济效益。     

不同倾角断层对场地动力放大效应的分析

一般认为断层有一定的隔震作用,但是也有不少震害表明断层附近的破坏反而比较严重。为探讨其中机理,采用有限元方法分别建立包含不同倾角无厚度断层的场地模型,并分析了在各种频率入射波的作用下该场地的动力反应。计算结果表明,断层对场地的动力反应有一定的放大作用,特别是当入射波的频率与场地的基频接近时,放大效应更为明显。计算结果还表明,断层的倾角对场地的动力反应也有影响,随着断层倾角的减小,断层出露点附近的动力放大效应增大。     

考虑横缝影响的拱坝动力分析

本文在求解三维弹性静力摩擦接触问题的有效方法-非光滑方程组方法的基础上,通过能够近似满足动量、动能守恒条件的速度、加速度的修正方法,将该方法推广到动力接触问题的求解中,以考虑地震时拱坝中横缝的开合、错动对坝体动力响应的影响。同时文中采用由多次透射公式表示的人工边界条件来考虑坝-基动力相互作用的影响。数值算例中分析了横缝的数目和布置位置对拱坝动力响应的影响。     

USB存储式煤层气原位探测仪

USB存储式煤层气原位探测仪用于原位检测煤层气的浓度、压力和温度。检测电路以ATmega8单片机为核心,电池供电,霍尔磁钢控制启动。橡胶座封后原位测得压力和温度数据系列,结合系列各点的测量时间,存于U盘;采用专用机械集气瓶收集煤层气,待实验室分析成分、浓度等参数。试验表明,仪器可稳定工作,基本满足工程要求。      

大连市工业发展阶段判断及其结构调整

随着世界制造业中心向我国转移以及党中央关于东北老工业基地振兴战略的实施,大连市工业面临着难得的发展机遇.必须适时进行结构调整,从整体上提高其产业能级、辐射功能和国际竞争力.基于此,选取了轻重工业结构、人均GDP等一系列工业发展阶段的判断指标,通过比较分析,判定大连市工业的发展处于重工业化的中后期阶段,即加工工业阶段.针对工业所处阶段的特征和面临的问题,运用多指标分析方法,得出了石油化工业、装备制造业、服装工业、食品工业、电子信息业为大连市的五大主导产业,并据此提出了工业结构调整的具体建议.     

多块体接触有限元法及其对不连续面围岩的模拟

给出了一种求解多块体接触的有限元解法,即将接触面条件精确引入并以节点接触力为基本未知量,把高度接触非线性问题凝缩在可能接触面上进行。首先从两块体三维接触力学模型着手,从整体有限元方程导出增量形式的协调方程,在此基础上详细讨论了多块体接触协调方程的建立方法。随后以广义Mohr-Coulomb准则为摩擦力条件,给出了增量形式的定解和判定条件。程序实施时,针对三维接触问题滑动方向无穷的问题,同时对接触状态及滑动摩擦力分量进行判定,使得迭代收敛快速准确;对于多块体常见的非光滑接触,即角点问题,将角点分类,并根据角点实际的接触状态分情况给出了更为合理的处理方法。通过算例验证后的程序应用于不连续面地下洞室开挖模拟,取得了满意的结果。     

硬性结构面表面起伏形态测量及其尺寸效应研究

结构面表面形态与其力学性质密切相关,对结构面表面形态进行精细测量是研究结构面变形和强度等力学机理的基础。在分析国内外结构面测量仪器优缺点基础上,利用自主研制的新型便携式测量仪器———接触打孔器对硬性结构面进行机械化精细测量,应用效果表明:由接触打孔器获得的结构面粗糙度JRC值与结构面表面实际的JRC值十分接近。在此基础上,对硬性结构面进行尺寸效应分析,获得了结构面表面JRC值的统计方差随测量长度逐渐衰减的规律,并且计算分析了粗糙度对结构面剪切强度影响的极限长度,最后通过强风化粉砂岩节理、新鲜砂岩层面、泥岩层面进行了分析。结果表明,对于研究区强风化粉砂岩构造节理,当取样长度大于50cm时,可以消除剪切方向上起伏粗糙度尺寸效应;对于平直新鲜泥岩层面、平直的新鲜砂岩层面,当取样长度大于5cm时,可以消除剪切方向上起伏粗糙度尺寸效应。     

一种基于安全因子判据的坝肩裂隙岩体动力抗滑稳定分析方法

基于某混凝土拱坝,结合现行拱坝设计规范,研究提出了一种基于安全因子判据的坝肩岩体动力抗滑稳定安全度分析方法。该方法综合利用有限元和（刚体）极限平衡两种方法的优点,考虑了凝聚力和摩擦力是不同的抗力,其不确定性具有较大差异性,定义了抗滑稳定安全因子,据此来判别坝肩岩体的抗滑稳定安全度,安全因子随着凝聚力与摩擦力所占权重不同而变化,这种方法既考虑了坝肩岩体与坝体的联动作用,又能够反映拱坝体系真实的工作性态。通过某混凝土高拱坝工程实例,分析了坝肩裂隙岩体的抗震稳定性,结果表明,该方法具有较高的实用价值。     

多连体高层结构计算模型及层剪力分配规律研究

分析了高层塔式建筑各抗侧结构间的相互作用,建立了静力计算模型,用高阶微分方程组描述并解偶这种相互作用,推导了结构内力、位移表达式.经比较,所得侧移、层间剪力分配结果与有限元分析结果基本一致.该模型有助于在初设阶段对抗侧结构及其连接构件的布局合理性进行判断和调整,可为改进结构抗震设计提供依据.