小湾电站深切河谷边坡演化动力学过程及机制研究

小湾水电站坝址位于高山峡谷区,深切峡谷形成演化的动力学过程决定了坝区边坡目前的形态特征、岩体结构特征及稳定性状况,由此深刻影响边坡设计方案和建基面的选择。基于现场工作和分析测试成果,得出主要结论有:(1)由于河谷形成过程中的卸荷作用及风化作用,边坡浅表层改造强烈,产生了大量的中缓倾角裂隙,坡面附近近SN向陡裂张开、扩展; 浅表层发育了大量近EW向挤压带(面); (2)岸坡浅表层中缓倾角结构面的产生机制,包括沿原构造节理扩展和新生裂隙; 坡体下部的中缓倾角裂隙会因差异卸荷回弹而继续扩展,坡体中上部岩体质量劣化,在地应力场调整过程中,因剪切滑移继续扩展,坡体逐渐进入时效变形阶段。(3)对河谷边坡进行了地质—工程分类,指出各类边坡可能变形失稳模式包括倾倒变形、平面滑动、阶梯状滑动、楔形滑动和堆积体滑动等5种。     

临界滑动场技术在排土场边坡设计中的应用

边坡临界滑动场技术是近年发展起来的一种边坡稳定性分析方法。它能准确快速确定多层介质、多台阶边坡任意形状的临界滑动面,全面评价边坡整体和局部稳定性。文章首先应用临界滑动场技术对原设计15°坡角时的龙桥排土场边坡进行临界滑动面搜寻,确定边坡整体安全系数为1.42,证明原设计的15°坡角取值过于保守。然后再应用临界滑动场技术的扩展方法进行反向分析,在给定安全系数为1.30的条件下,求得最佳设计坡角为17°。研究成果为将来矿山的排土工作提供指导,具有一定的工程实用性。     

库岸再造对雅泸高速公路岗子上隧道进口岸坡的影响

雅泸高速公路青杠咀特大桥泸沽岸桥台与岗子上隧道进口衔接段位于大渡河右岸上部冰积扇上,由于瀑布沟水电站的蓄水将使岸坡前缘约1/4部分没于水下。对整个岸坡影响较大的岩土体主要是由上-中更新统冰积、冰水沉积层组成的冰水堆积物,这类岩土体在水的作用下,其物理力学性质和强度将会发生显著变化,弱化工程性状,从而影响岸坡的稳定性及桥台布置。可以预见,对岸坡起主要影响作用的外部条件就是水的作用,库岸再造将是影响岸坡稳定性的控制性因素。本文以岗子上隧道进口岸坡为研究对象,通过对岸坡工程地质条件、岩土体结构及物理力学特性、岸坡影响因素的分析,深入研究了瀑布沟电站水库蓄水后引起的库岸再造对岸坡稳定性的影响。并采用卡丘金法、两段法(多段法)、极限平衡分析法对库岸再造影响宽度进行预测。3种方法的预测结果表明:瀑布沟电站蓄水后该段岸坡各个不同部位均会产生不同程度的塌岸破坏。根据该库岸岸坡的结构特点和3种方法的适用条件,提出对库岸岸坡不同梯段需要采用不同的预测方法综合预测,即对于水下岸坡可按两段法预测,而对于水上岸坡可综合考虑卡丘金法和极限平衡法的计算结果。对于类似库岸岸坡的稳定性分析具有一定的指导意义。     

西安金盆水库放水塔附近滑坡特征及成因分析

放水塔附近滑坡是金盆水库右岸原1号滑坡体下游边界段的残留体,受短期强降水因素的诱发导致坡体变形、失稳滑动。滑坡体具顺层牵引滑动特征,且平面上,不同区段变形破坏程度不同,其表现形式与坡体平面旋转有一定的相似性。坡体滑动主要受4组结构面的控制,其中的软弱片理结构面（产状150°¹70°∠35°⁵5°）与产状为230°²90°∠35°⁵5°的另一组结构面构成滑坡的滑动控制面。基岩内发育的大量的软弱片理结构面,大气强降水,滑坡上部相对平缓的地貌及人类工程对地表植被环境的破坏,滑坡体下部喷护层的存在等因素的综合影响,导致了坡体的失稳滑动。     

四川泸定磨西台地第四纪冰水台地边坡地质灾害易发性研究

河流冲刷对第四纪软弱地层岸坡的地质灾害起到控制性作用。本文以磨西台地冰水堆积物岸坡为例,充分考虑河流与岸坡地质灾害之间的内在联系,基于对实测地质灾害的分析结果,采用Logistic监督分类方法,评价各环境因子（尤其是河流冲蚀特性因子）在河流岸坡稳定性评价中的作用,进而采用高相关的环境因子进行地质灾害易发性预测。研究表明,河流弯曲度、河流流量、岸坡坡度、河床宽度、岸坡宽度与地质灾害的发育相关性强,采用这些参数和Logistic模型预测的地质灾害易发性能很好的反映现状和未来地质灾害的发育特点,进而提出了磨西台地岸坡地质灾害防治的初步建议。     

某边坡变形破坏机理的数值分析

某花岗岩矿岩土体主要有填土、粉质粘土、淤泥及淤泥质土、含泥中粗砂、粘土、残积砂质粘土,其下为花岗岩基岩。边坡最大高度75m,其中残积土层以上的土质边坡高度约50m。本文运用有限元强度折减法对该边坡的稳定性进行了研究,得出了潜在的破坏模式及各个滑动部分的安全系数。分析结果表明,本边坡存在3个潜在滑动面,其中两个为浅层滑动面,另一个为深层滑动面。两个浅层滑动面的稳定系数在1.13～1.17,处于临界状态。深层滑动面稳定性系数在1.29,目前尚处在相对稳定状态。根据分析结果,提出了如下加固措施:（1）对滑坡体进行削坡处理;（2）在其滑动面下方设置抗滑台阶;（3）采用预应力锚索框架梁结合肋柱进行加固处理。     

稳定渗流条件下土坡稳定性分析的一种新方法

在提出随机角生成曲线滑动面方法的基础上,通过改变选定参数来搜索临界滑动面,对渗流作用下的不同土质边坡进行稳定性分析。 考虑渗流效应时,将土体视为三种土条划分情况,并进行受力分析,推导出简化Janbu法中土条的浮力和渗透力计算公式。同时,对实际渗流场做出合理简化,以便应用于计算机编程。算例对比分析表明: ①此方法计算出的最小安全系数与已有研究成果非常接近,得到的最危险滑动面也颇为相似,可证明本文方法的正确性; ②以非圆弧滑动面与圆弧滑动面计算出的最小安全系数相比,前者明显要小,建议在有渗流作用时应采用非圆弧滑动面; ③对两个不同水位下的均质土坡,以水位与坡高之比为参数对边坡状态进行分析时,结果表明随着地下水位的升高,边坡安全系数急剧下降,因而,渗流效应是边坡发生失稳的一个重要因素,工程实际中应特别注意边坡排水设施的设置。     

小湾水电站坝址区低高程岸坡表生改造特征及机制研究

摘要：小湾水电站坝基、水垫塘边坡及低高程排水洞系统广泛地揭示了低高程岸坡的地质特征。基于现场调查和二维弹塑性有限元分析,深化认识了低高程岸坡表生改造特征：（1）它是在建造和构造改造的基础上进行的：原构造缓倾角节理扩展、错动;陡倾角节理扩展、产状改变以及错动;新生了大量中缓倾角裂隙;表生改造程度向坡内减弱。（2）建立了低高程岸坡表生改造缓裂生成机制模型,分析了其生成过程。（3）在二维弹塑性有限元分析中,基于拉破坏区分布、剪应变和点安全度等指标,分析了低高程岸坡卸荷松弛范围,其中谷底表生改造明显影响深度为6~9m。     

三峡库区塌岸的物理模拟研究

三峡水库正常蓄水以后,涉水岸坡岩土体内部的地下水动力场和应力场都将发生较大的改变,再加上库水位变动、风浪侵蚀以及暴雨等外部营力作用,岸坡稳定性将发生显著变化,并可能导致塌岸的发生。为了研究三峡水库的塌岸模式和成因机理,本文在查明三峡库区塌岸工程地质条件的基础上,采用物理模拟手段,利用正交设计原理,分析研究了塌岸模式及塌岸宽度与岸坡坡角、水位、降雨强度、土质及波浪等影响因素的关系和敏感程度。     

三峡库区典型塌岸模式研究

三峡库区塌岸地质条件调查结果表明,不同的岸坡结构,蓄水后库岸的变形破坏形式—塌岸模式,往往差别较大。本文根据现场调查成果,结合室内分析,总结归纳出三峡库区几种典型的塌岸模式,即冲蚀磨蚀型、坍塌型、崩塌(落)型、、滑移型和流土型。在此基础上,对不同塌岸模式的发展演进过程、发育分布特征,以及塌岸与岸坡岩土结构、地形地貌等的关系进行了深入系统地研究,提出了三峡库区典型塌岸发育的一般地质条件。     

浮体平衡稳定性的研究和应用

本文研究了几种简单的浮体和船体模型的稳定性,并对船体模型能承受的最大外力矩作了分析和计算,然后将这些分析和计算方法推广到任意形状的实际船体。这对船舶设计提供了一定的参考。本文对浮体稳定平衡的6种判据作了比较,指出各自的优点和局限性,以及相互关系。这对澄清有关的基本概念,改进该领域的教学和研究,会有所助益。     

船舶碰撞数值仿真的附加质量模型

根据船舶碰撞的运动滞后和局部损伤特性 ,采用附加质量处理流体 结构耦合作用 ,用详细的有限元模型表达撞击船首和被撞船侧的直接涉撞区结构 ,而将非碰撞区的船体结构视为刚体 ,形成一个附加质量模型用于碰撞仿真计算。附加质量模型不仅建模工作量小 ,而且CPU时间也大大减少。算例表明 ,附加质量模型与流固耦合模型的分析结果具有良好的一致性 ,可以满足一般的工程精度要求。     

现代结构系统可靠性分析理论发展概况及若干应用

本文概述了现代结构系统可靠性分析理论的发展历史、动向和存在的问题。简要分析了FTA和PISA两大工程可靠性分析学派所采用的分析方法的属性、特点和适用范围。从实用的角度出发,对目前欧美各国飞机、船舶、压力容器和民用建筑设计中广泛使用的细节可靠性分析与设计方法作了综合评介,并根据近年来的发展情况,对这门新兴学科未来的发展与应用前景作了粗线条的预测。      

高层建筑深基坑边坡支护的主要问题与对策

本文总结了工程实例经验教训，提出了高层建筑深基坑边坡支护的主要问题与对策。     

变深度浅水域中非定常船波

以Green—Naghdi(G—N)方程为基础，采用波动方程／有限元法计算船舶经过变深度浅水域时非定常波浪特性．把运动船舶对水面的扰动作为移动压强直接加在Green-Naghdi方程里，以描述运动船体和水面的相互作用．以Series60 CB＝0．6船为算例，给出自由面坡高，波浪阻力在船舶经过一个水下凸包时变化规律，并与浅水方程的结果进行了比较．计算结果表明，当船舶经过凸包时，波浪阻力先增加，后减少，并逐渐趋于正常．同时发现，当船速小于临界速度时(Fr＝√gh＜1．0)，G—N方程给出的船后尾波比浅水方程的结果明显，波浪阻力也比浅水方程的结果有所提高，频率散射必须考虑．当船速大于临界速度时(Fr＝√gh＞1．0)，G—N方程的计算结果与浅水方程差别不大，频率散射的影响可以忽略．     

力学的永恒魅力与贡献——————与时俱进的船舶力学

船舶力学是一个与船舶工程紧密结合的力学领域.作为力学的一门分支学科,于20世纪上半叶形成了自身较为系统的专业格局,并且在20世纪下半叶取得了突飞猛进的发展.结合当代船舶与船舶技术演进的概况,尤其是近年来超越传统的快速发展,简述了船舶力学所面临的需求及所做出的贡献.本文并对船舶力学主要研究领域的现状、发展方向与热点问题,择要作了概括的、远非全面的介绍,对其发展总趋势作了初步的分析.毫无疑问,船舶类型的每一步更新与发展,都包含着在船舶力学的领域中认识与把握船舶所遭受的随机、复杂、险恶的环境载荷,改进航行性能,保证船体安全可靠等方面的科学与技术的进步.凡是船舶力学研究最活跃的地方,往往就是需求最明确,船舶新技术出现最快的地方.可以说,现代船舶发展的历史,也就是船舶力学发展的历史,船舶力学是船舶技术创新的一个重要源泉,而船舶的工程需求又是船舶力学发展的基石,两者紧密结合,与时俱进.在人类的历史进入21世纪的时候,船舶设计制造技术频频更新,改变着船舶与海上运输的面貌,同时船舶力学发展的历史也将翻到崭新的一页.      

MPS-FEM方法模拟弹性船体在规则波中的运动

船舶在海洋中航行时经常会受波浪的作用, 在波浪的作用下, 船体可能会发生六自由度的运动. 在船体运动幅度较小时, 可以简单地将船体运动视为刚体运动. 但当波浪环境较为剧烈、船体运动幅度较大时, 船体可能会发生变形, 此时船舶弹性的影响无法忽略. 因此, 研究弹性船体在波浪中的运动对船舶运动性能和航行安全具有重要的意义. 移动粒子半隐式方法MPS方法是一种基于拉格朗日方法表示的无网格粒子类方法, 该方法在模拟具有自由面大变形特征的问题时具有其独特的优势. 有限元方法FEM作为一种传统的并且已被广泛应用的结构求解方法, 具有很好的稳定性、准确性和鲁棒性. 本文将MPS方法与FEM方法二者的优势结合, 基于MPS-FEM耦合方法, 使用自主开发的MPSFEM-SJTU流固耦合求解器, 模拟刚性船体和弹性船体在规则波中的运动, 并分析船体的弹性对船体运动响应的影响. 首先模拟刚性船体在不同波长的规则波中的运动, 研究规则波波长对船体运动响应的影响. 接着分别模拟了刚性和弹性船体在规则波中的运动, 结果表明, 刚性船体的运动幅值大于弹性船体的运动幅值, 而弹性船体船舯附近的压力大于刚性船体.      

力学在三峡船闸人字门背拉杆调试中的应用

船闸人字闸门在水压力、自重等荷载作用下，易于发生扭曲变形，在人字闸门背后设置背拉杆是增加闸门抗扭措施之一．基于三峡船闸人字闸门背拉杆预应力施工工艺试验，通过建立预应力优化模型求得各组背拉杆的预应力施加控制条件，并通过预应力施加过程分析总结了传统的扭矩法施工工艺失败的原因，在分析闸门受力与变形规律的基础上提出了无扭矩的施加预应力以及只张拉主背拉杆等系列预应力优化施工工艺．这些新工艺提高了三峡船闸闸门施工质量和测控精度．     

ANALYSIS OF SHIP MANEUVERING PERFORMANCES AND ICE LOADS ON SHIP HULL WITH DISCRETE ELEMENT MODEL IN BROKEN-ICE FIELDS

采用离散元模型对碎冰区浮冰与船舶结构的相互作用进行了数值研究。碎冰由三维圆盘单元构成,并考虑其在海流作用下的浮力、拖曳力和附加质量。船体结构由一系列三角形单元组合构造。通过海冰与船体单元间的接触判断和接触力计算,确定海冰与船体结构之间的相互作用。采用以上离散单元模型对不同冰况（冰速、冰厚、冰块尺寸和密集度）以及航速条件下,海冰对船体的动力作用过程进行了数值分析,对比分析了以上因素对船体冰载荷的影响,可为冰区船舶的安全运行和结构设计提供一定的借鉴作用。     

纵波作用下边坡动力响应规律研究

地震工程的观点认为水平地震力是引起岩土体破坏的决定性因素,竖向地震力的影响则微不足道。鉴于汶川地震中表现出竖向地震力对边坡和建筑造成极大破坏,本文利用FLAC软件对不同坡高、坡角的边坡在不同周期、振幅的纵波作用下边坡动力响应规律做了数值模拟研究。结果表明：坡高较低时,振动加速度在1/2坡高以下范围内随高程逐渐增大, 1/2坡高以上则保持不变,当坡高增大时,振动加速度变化出现律动性,坡顶附近较其他部位存在明显的放大; 坡角的增大会造成振动加速度放大幅度的增大; 振动加速度随动力振幅的增大而增大,并呈明显的线性关系; 振动加速度随地震波周期的增大逐渐减小。