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。     

不同开挖工序对连拱隧道中墙的影响

针对筲箕湾连拱隧道的开挖过程进行两种不同工序的模拟计算,计算中墙在两种不同开挖工序下的强度、变形与稳定性,比较不同开挖工序对隧道中墙的影响。结果表明,中墙是连拱隧道最主要的受力构件,非对称开挖容易在中墙上引起较大偏心荷载。根据计算结果来评价开挖工序的优劣,对连拱隧道的开挖过程提出一些建议。     

五极纵轴激电测深三维有限元正演模拟

本文研究了五极纵轴激电测深三维有限元正演模拟方法。首先,从三个点电流源总电位的边值问题出发,导出了异常电位的边值问题,证明了与异常电位的边值问题对应的变分问题。然后,基于三维连续电性介质模型,推导了有限元法求解变分问题的计算过程,编制了五极纵轴激电测深的三维模拟程序。最后,通过模拟水平层状介质模型的五极纵轴激电测深曲线,发现最大相对误差小于0.25%,耗费时间为18 s;从精度和效率的角度验证了算法和程序是正确的,为后续模拟复杂地电模型五极纵轴激电测深曲线、分析曲线异常特征规律以及开展反演工作奠定了基础。     

一种简单的网格图形局部放大技术

本文利用视口技术，根据坐标平移的原理，设计出一个用于有限元网格图局部放大的程序，并在微机上调试运行通过，本方法亦可应用于其他类型的曲线图放大。     

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。     

考虑边界波浪方向的缓坡方程自适应求解模型

缓坡方程是描述近岸波浪运动较好的数学模型之一。在发展的自适应有限元求解缓坡方程的基础上,采用迭代求解的方法,确定波浪相对于边界的入射方向,从而对边界条件进行改进,建立了求解缓坡方程的数值计算模型。典型算例表明,考虑波浪相对于边界的入射角度后,模型可以更好地模拟吸收波浪边界,同时对多向波对双突堤的绕射进行了模拟研究,与试验结果比较表明,所建立的数值计算模型能够适用于多向不规则波传播过程的模拟研究。     

A variationally consistent hyperstatic reaction method for tunnel lining design

In this technical note, a consistent finite element formulation of the Hyperstatic Reaction Method (HRM) for tunnel linings design is proposed by introducing a variational consistently linearized formulation. It permits to consider a nonlinear interaction between a lining structure and the surrounding ground. Recent advances of the HRM in regard to the consideration of the nonlinear response of the segmented tunnel lining exposed to design loads use an iterative algorithm for solving the nonlinear system of equations. In the proposed Variationally consistent Hyperstatic Reaction Method (VHRM), a distributed nonlinear spring model representing the interaction between the lining and the ground soils is considered in a variationally consistent format. Computing the tangential spring stiffness via consistent linearization, and using Newton-Raphson iteration, requires significantly smaller number of iterations as compared to the original HRM model based on nodal springs. Furthermore, the method is applicable for simulations using solid finite elements (2D and 3D), as well as beam or finite shell elements, respectively.     

The Continuum Voronoi Block Model for simulation of fracture process in hard rocks

In this paper, a numerical model is presented to represent the fracture process in hard rocks based on a pseudo-discontinuum method called the Continuum Voronoi Block Model (CVBM). To validate this tool, numerical models for one Brazilian test, one unconfined compression test, and multiple triaxial compression tests with different confining stress were calibrated to match laboratory test results for Creighton granite. The model proved robust and matched the following macro-properties: crack initiation (CI) stress, (CD) stress, peak strength, tensile strength, Young's Modulus, and Poisson's ratio. The calibrated model served as a basis for a sensitivity study to analyze how micro-properties influence the rock's macroscopic responses. From the sensitivity study, a calibration methodology was proposed, which shall facilitate the use of the CVBM in future works.