基于强度折减法的三维边坡稳定性与破坏机制

基于强度折减技术的三维弹塑性有限元法是当前较为有效的边坡稳定性评价方法,但很少应用于复杂地质环境及负载条件下的三维边坡稳定性与破坏机制分析。拓展这一方法,利用典型算例,探讨了单元尺寸、边界条件、土体强度、局部超载和地震荷载等因素对三维边坡稳定性及潜在滑动面的影响;在此基础上,着重研究含软弱夹层及地下水的复杂三维边坡在负载条件（坡顶局部超载及地震荷载）下的破坏模式及滑动机制。结果表明：随着黏聚力的增加,潜在滑坡体的剪出位置远离坡脚,滑坡后沿远离坡肩,滑坡深度加深;坡顶超载强度较低时,边坡表现为整体破坏模式,而高超载强度下表现为局部地基破坏;考虑地下水后边坡的稳定性显著下降,且潜在滑动面加深,滑坡体体积有所增大。含软弱夹层的三维边坡,其潜在滑动面呈折线型,当受超载作用时,其破坏模式和滑动机制与地震荷载作用下不同:前者为竖向剪切和水平错动的联合作用,而后者为软弱夹层水平错动起主导作用。     

建筑物地基不均匀震陷有限元时程分析方法

根据建筑物不均匀震陷发生机制,提出了建筑物不均匀震陷二维有限元分析方法。采用了不规则荷载下土的残余应变模型及土体逐步软化模型,考虑了土、结构及地震动波形对不均匀震陷的协同作用效果,实现了对建筑物不均匀震陷的时程分析,并通过大型振动台试验对方法的可靠度进行了检验。     

非饱和地质体中水-应力耦合二维有限元方法及对锚杆支护的分析

从建立应力平衡方程、水连续性方程入手,采用Galerkin方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,开发出了一个用于分析饱和-非饱和岩土介质中水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。然后就一个假定的处于渗流场中的饱和-非饱和土体使用预应力锚杆的支护效果问题进行了模拟计算。结果表明,在有地下水赋存的饱和-非饱和条件下,预应力锚杆的作用主要体现在减少了土体中的塑性区,而对位移的约束依部位而异,其对渗流场的影响不大。     

边坡稳定及加固分析的有限元强度折减法

将强度折减理论应用于土质边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,提出了以某一幅值的总等效塑性应变区,从坡脚到坡顶贯通时为边坡破坏的标准,不但物理意义很明确,而且可以根据边坡临界破坏时的等效塑性应变区确定滑动面位置,并认为此前的折减系数即为边坡的安全系数。对某供水改造工程中边坡的稳定性分析及加固计算表明：该破坏判别标准是适宜的,能够在工程实际中加以运用。     

云阳龙洞抗滑桩加固边坡局部失稳机制研究

通过开展未加固边坡、初步加固设计、变更加固设计、推荐加固等条件下边坡及加固稳定性的研究对比,探讨了三峡库区云阳龙洞抗滑桩加固边坡的失稳机制。研究结果表明,龙洞滑坡抗滑治理失效有2个主要原因：（1）非饱和土边坡基质吸力的丧失和重度的增大使得边坡安全系数大大降低;（2）加固设计没有针对该边坡上部和下部存在的两个都会导致局部失稳的滑动面进行有效地加固。同时研究表明,文中推荐的加固方案能够较好地控制两个局部滑动面,使得边坡整体和局部均处于稳定状态,可取得良好的加固效果。     

多通道瞬变电磁法2D有限元模拟

多通道瞬变电磁法的反演工作是在大地脉冲响应的基础上进行的,因此本文用2D有限元正演来求取大地脉冲响应,实现多道瞬变电磁法的正演模拟研究.研究工作首先在有源大地电磁法2D有限元模拟的基础上进行,原有2D有限元法的频带相对于多通道瞬变电磁法的频带是窄频的,为此采用校正法将其扩展到所需的宽度,实现了频率域宽频带有源电磁勘探方法的正演模拟;然后通过频时变换变换到时间域,得到瞬变电磁法的阶跃响应;最后通过求取阶跃响应的时间导数,得到大地脉冲响应.针对多通道瞬变电磁方法的装置特点,用有一定埋深的顺层成矿模型分析了大地脉冲响应特征,发现对有一定埋深的顺层产出的矿脉模型来说,频率域电磁场结果以及时间域大地脉冲响应结果均需移除背景场才能突出异常体的存在,然而,在实际工作中,未知的背景场限制了其实用性.为此,本文利用多通道瞬变电磁方法数据量大的特点,提出用不同偏移距的等时曲线与等时断面来展示脉冲响应模拟结果,事实表明这两种展示方式可以清晰地分辨出矿体引起的异常,且能准确定位矿体的中心在地面的投影位置,从而说明多通道瞬变电磁方法相对于频率域有源电磁方法,对有一定埋深的顺层矿床有更高的分辨能力.

     

排水固结法加固软基变形简化计算分析

插板和砂井堆载预压是处理软基有效方法之一,现有的沉降变形计算方法大部分采用轴对称理论的解析解和以太 沙基或比奥固结理论为基础的数值解,仍较为复杂。根据软基排水固结机理,采用固结度等效原理,对渗透系数进行调整,把 砂井(插板)地基简化为均质成层地基。运用有限元对某软土路基处理工程进行简化计算,并和监测结果进行对比分析,对简 化计算方法进行验证。发现具有较好的准确性,为实际软基处理工程的沉降变形分析提供了一种简单实用的方法。     

云南天文台1m红外望远镜的主镜热力学分析

云南天文台1m红外太阳望远镜是多功能、多波段的太阳望远镜,望远镜使用过程中主镜的热变形直接关系这系统的光学精度,建立光学系统的光机热结合的分析方法,可以直观的得到热辐射对光学系统的影响结果,使得望远镜的设计阶段就能评估热变形对系统的精度影响,确定光学元件是否满足要求.     

深基坑开挖中双排桩支护结构的数值分析与工程应用

采用平面应变线弹性有限单元法,对深基坑双排桩支护结构的内力和变形进行了数值分析,揭示了桩身及连梁刚度、桩长、排距、土体性质等各种因素对双排桩影响的规律,并分析了不同区域的土体加固效果与加固宽度、加固深度之间的关系,为双排桩的优化设计提供了参考依据。     

Mechanism and countermeasures of preceding tunnel distortion induced by succeeding EPBS tunnelling in close proximity

Twin tunnels are frequently used to address the increasing transportation demands in large cities. To ensure the safety of twin tunnels in close proximity, it is often necessary to take protective measures that have not been well studied. Field monitoring was conducted for a project of twin earth pressure balance shield (EPBS) tunnels in typical soft ground. The preceding tunnel was reinforced by various measures, including trailer bracing, compensation grouting, artificial freezing and scaffold bracing. The entire deformation of the reinforced tunnel was recorded during the succeeding tunnelling process. A three dimensional finite-element method (FEM) model was established to simulate the entire process of twin EPBS tunnelling, particularly the reinforcement measures. The computed deformations of the reinforced tunnel were consistent with the measured data. Furthermore, the stress history and pore pressure of the surrounding soil were analysed to investigate the deformation mechanism of the tunnel. Both the measured and computed results indicate that although the face pressure of the succeeding tunnel was smaller than the earth pressure at rest, the preceding tunnel could still experience an inward horizontal convergence and a deflection away from the succeeding tunnel. These distortion modes were caused by the squeezing effect of the horizontal soil arch in front of the succeeding tunnel face. Finally, convergence and deflection indices were proposed to quantify and assess the effectiveness of the reinforcement measures. The trailer bracing, as an “in-tunnel” reinforcement technique, was found to be the most effective method for controlling tunnel convergence. However, artificial freezing as an “out-tunnel” reinforcement technique led to the largest reductions in tunnel deflection. A combination of both “in-tunnel” and “out-tunnel” reinforcements was recommended.