越江隧道联络通道冻结法施工力学模拟分析

为直观了解冻土帷幕的力学特性,掌握隧道联络通道开挖过程对冻土帷幕的影响,保证开挖过程的安全,采用大型有限差分软件 FLAC ^3D ,对联络通道的开挖过程进行了数值模拟。从数值分析的角度对冻土帷幕的应力与变形进行了分析和安全评价,详细研究了冻土帷幕中应力与位移的分布情况,确定了冻土帷幕厚度设计安全值为 2.5 m （可以满足施工要求）,并指出了容易产生应力集中的位置为冻土帷幕与隧道接触部位。由于该部位在冻结过程中散热快,冻结效果差,所以施工中应该值得注意,同时也为今后的联络通道数值模拟与人工冻结法施工提供了参考。     

岩石卸荷力学特性及本构模型研究进展

近年来,国内外一些学者基于围压卸荷试验,对岩石的卸荷力学特性和本构模型进行了大量的研究,取得了丰硕的成果。卸荷条件下岩石的强度特征、变形规律和破坏模式与加载状态相比有着显著的区别,通过围压卸荷试验可以发现,卸荷条件下岩石张性裂缝发育,扩容显著,通常呈张剪性破坏,且卸荷速率、围压和应力路径等因素均对其变形破裂机制有着较大的影响。卸荷条件下岩石的本构模型通常分为唯象学本构模型和细观力学本构模型,唯象学模型忽视了岩石卸荷渐进破坏的演化机制,细观力学本构模型则未考虑微裂纹群及数学简化引起的误差等,这些问题使得未来的卸荷岩石力学研究工作充满了机遇与挑战。     

龙滩水电站左岸进水口边坡三维位移反分析

 以龙滩水电站左岸进水口边坡为例,采用正交设计、神经网络和遗传算法建立了力学参数的联合位移反分析模型,反演了边坡岩体的综合力学参数。进一步针对高边坡施工期的工程特点,利用显式有限差分法程序FLAC3D对进水口边坡施工过程进行了三维弹塑性仿真模拟。基于该反演参数的正分析计算结果表明,计算位移与监测位移趋势一致,量值吻合,所得参数是合理的。最后分析了开挖完成后边坡岩体的应力分布和变形规律,并对边坡的整体稳定性进行了评价。     

层状岩坡变形破坏及其治理的离散元分析

某大型水电站为顺倾层状人工高边坡,坡体软弱层面、断层、节理和后缘陡倾卸荷张裂隙对坡体稳定性影响大,在自上而下的挖坡过程中,局部坡体发生了失稳座滑。本文分析了边坡的地质条件和岩体结构特征,采用离散单元法模拟了边坡的变形破坏过程,探讨了坡体的变形破坏机理;研究了在滑坡体上继续挖坡,坡体可能发生的变形破坏形态;另根据坡体变形破坏机理及后续开挖边坡可能发生的变形破坏形态,基于离散元数值模拟优化了边坡预应力锚杆和抗滑桩的工程加固支护措施,确保了边坡稳定,监测表明,后续坡体开挖及开挖完成后未出现明显变形破坏迹象。     

大岗山电站地下厂房围岩开挖损伤动态反演分析

针对大岗山水电站地下厂房开挖施工过程,采用正交设计、最小二乘支持向量机（LSSVM）与粒子群（PSO）优化算法建立了考虑围岩开挖损伤效应的动态反演分析方法。首先采用高精密度的滑动测微计对地下厂房围岩施工期深部变形进行长期稳定的现场监测,获得大量的监测数据;再以围岩力学参数为基本变量,借助于正交设计方法设计一定数量的有限元计算方案,获得各种方案下与监测点相对应的有限元计算位移;最后利用智能算法进行围岩力学参数识别,结合施工进度,统计每一期地下厂房围岩力学参数反演结果,研究围岩参数的动态反演规律。     

基于三维离散元法的地下洞室定位块体地震响应

为分析定位块体在不同支护工况下的地震响应特征与动态稳定性响应,以大岗山水电站地下厂房为工程实例,采用块体理论和三维离散元软件(3DEC)建立了安装间某典型定位块体数值模型,并将围岩模拟开挖位移与实测变形监测数据进行对比,论证块体与结构面力学参数及相关模型建立的合理性。对比该定位块体在不同支护工况下的地震响应规律与动态稳定性,结果表明,应用离散单元方法分析块体地震响应与稳定性是可行的,锚杆支护对定位块体具有较好的抗震作用。     

地下厂房顶拱塌方加固处理及施工过程稳定性分析

以大岗山水电站地下厂房在第一层开挖施工过程中的顶拱塌方及其支护加固为研究实例,在塌方区地质调查基础上,通过有限差分程序FLAC 3D建立数值分析模型,研究了塌方区的支护加固效果及后续开挖对塌方区稳定性的影响。研究表明：塌方后顶拱碎石区变形较大,而其它关键部位位移变化不大,变形增加均在3mm以内,说明施加支护对滑体周边区域变形起到了较好的控制作用;随着主厂房继续开挖,围岩应力卸荷调整,锚索、拱撑等与围岩相互作用,滑体附近岩体应力分布趋向均匀,拱顶拉应力区基本消失;锚索内力增大并逐步向深部传递,说明锚索在后续开挖中有效发挥了支护力,对于塌方区的稳定起到重要作用。     

频域分析方法在层状节理岩体波动问题中的应用

考虑波的多次反射,采用频域分析方法研究一维波在层状节理岩体中的传播问题。首先基于波动理论、线性位移不连续模型在频域内建立一维波沿多条平行节理传播的总体传递矩阵,结合边界条件解得层状节理岩体中一维波传播的频域解,然后采用离散傅里叶变换和反变换将频域解过渡到时域解,最后运用上述方法研究了SV波在不同间距、不同条数节理组处的传播,并与离散元程序UDEC模拟结果进行对比。结果表明：随节理间距增大,位移透射系数|T_N|(透射波与入射波振幅比值)的变化趋势呈现上升、下降、平稳3个阶段;在透射系数|T_N|呈上升阶段的节理区间内,透射系数|T_N|对节理条数依耐性很小;通过与UDEC计算结果对比表明本文求解方法是可行的。     

路堤沉降分析的修正分层总和法研究

近几年公路工程发展迅速,在修筑高等级公路时为了保证道路行驶的平稳性和通畅性,出现了很多填土路堤,由于以前该类工程较少,对路堤沉降特性的研究也较少。采用传统的分层总和法计算得到路堤沉降最大位置位于路堤表面,这与实测结果不符;对此法进行改进,在考虑路堤填土分层填筑时间先后顺序特性的基础上,分别推导出了适用于刚性地基和柔性地基的改进分层总和法计算公式。针对一算例,分别采用此改进方法与数值计算方法进行了计算,结果基本一致。表明在评价路堤沉降时,改进分层总和法可作为一种方便快捷的经验方法。