岩土力学近期发展浅议

本文对岩土力学研究中的几个主要方面作了简要的介绍与讨论,包括岩土介质的本构关系、 岩体断裂性质、节理与层面问题、现场测试、室内试验有待解决的问题、岩土介质与上部结构物的共同作用、环境岩土力学与工程、数值分析与计算机辅助设计以及岩土力学与工程中的不确定性问题.文中还对学科发展与工程应用、数值计算与数值模拟、研究方法与技术途径、新领域与学科之间的相互渗透以及岩土力学与工程当前的有利与不利之处分别作了简要的说明与讨论.     

基于超变形法的深埋引水隧洞稳定性分析

隧洞地下工程作为岩土工程的主要研究对象之一,其稳定性受多种因素的综合影响.本文在全面考虑锦屏深埋引水隧洞施工期和运行期渗流-应力耦合分析的基础上,采用超变形法分别探讨了锦屏二级深埋引水隧洞工程结构在开挖和运行过程中的围岩和衬砌结构稳定性问题.计算表明:采用超变形法研究隧洞结构的稳定性是可行的,围岩和衬砌损伤区的变化和分布情况可以作为采用超变形法分析隧洞结构稳定型的判断标准,同时获得的极限超变形量可以作为隧洞地下工程稳定安全检测的警戒指标.     

基于数字图像的土、岩和混凝土内部结构定量分析和力学数值计算的研究进展

土、岩及混凝土是一种内部结构极其复杂的材料,内部细观组成和结构决定了它们在外力作用下内部应力和应变等物理场的分布状态,在很大程度上控制了它们的宏观力学响应和破坏机理和过程。自1995年以来,数字图像处理技术作为一种材料细观空间结构及几何形态的精确量测和数字表述手段快速地被应用于沥青混凝土、水泥混凝土、土和岩体材料细观结构定量分析中来。本文在研究相关文献的基础上,分析和研究了数字图像技术在土、岩及混凝土内部结构定量分析和力学数值计算中的发展过程和研究成果,内容包括:单个骨料颗粒形态特征定量分析;土、岩和混凝土内部结构定量分析;岩体结构定量分析中的应用;基于数字图像处理的土、岩和混凝土细观结构力学计算。在此基础上,本文进一步对数字图像技术在岩土领域中的应用进展及未来的发展趋势进行了探讨,认为数字图像作为一种空间分布测量手段和数字表述方法使得它具有巨大的潜力,特别是在岩土领域的纵深发展过程中,它可能实现考虑细微观结构性的岩土力学和工程分析和预测的、新的方法和理论。     

加权残值法计算力学在我国十六年中的进展国际近期进展概要与展望

本文综述了１９７８－１９９４年我国加权残值法作为固体力学，流体力学及工程应用的计算力学的主要进展，国际近期的进展概况，并提出展望及今后的研究工作。内容为：一、方法及分类；二：首届全国加权残值法泞主会议及前后的主要进展；三、第二届全国残值法学术会议及其后的主要进展；四、第三届全国残值法学术会议及前后的主要进展；五、第四届全国残值不学术会议的主要进展；六、国际残值法进展概要；七、展望及今后的研究工作。     

纳米力学进展(续)

概述2002年度在纳米力学方面的若干新进展.在纳观计算力学方面，讨论了在微结构质流演化算法、纳米结构中应变的量子效应算法、LMPM并行算法等方面的进展.在纳观实验力学范畴，着重介绍了立体刻蚀的微加载系统.然后，我们展述了在纳米晶体力学、纳米管力学和纳米压痕力学等方面的新进展.     

微电子机械系统中的若干固体力学问题

简述了微电子机械系统若干固体力学问题研究的现状，包括：微构件材料的基本力学性能；微构件的力学分析与计算；微系统的失效分析研究；微系统的驱动等，并阐述了微系统力学问题中涉及的表面效应和尺度效应，提出了微系统多类型力作用，多种因素交叉，多学科耦合，非线性突出的特点和研究方向。     

固体力学发展与重大工程应用专题序

作为力学的分支学科之一，固体力学一直伴随着工程技术的进步而发展；同时，固体力学理论和方法的发展为工程建设提供了重要保障并促进了技术创新。 近年来，我国的重大工程建设以前所未有的态势蓬勃发展，包括高层建筑、江河大坝、大型隧道、大型桥梁、高速公路、高速铁路和海洋平台等等。这类重大工程的结构动力响应及其承载容限是必须要给予解答的基本问题。 随着工程结构的大型化（如更高的高层建筑、更大的桥梁跨度和更大的隧道截面等）、复杂化（如多种环境因素耦合的载荷作用等）和受载动力的高速化（如更快的车行速度等），大型结构工程的设计和建设不断解决了新的科技问题，同时也不断面临新问题的挑战。 作为以刊登评述文章为主的期刊，《力学进展》特别关注力学在重大工程中可能发挥的引导作用。不久前，《力学进展》编委会讨论议定：以“固体力学发展与重大工程应用”为专题，邀请这方面有造诣的专家撰写相关的评述文章。在本期里，我们先选登《高速铁路工程中若干典型力学问题》，《轻质夹层材料的制备和振动声学性能》和《爆炸与冲击动力学若干问题的研究进展》等3篇文章，以后我们将再陆续刊登这方面的文章。 我们期望，本专题以及《力学进展》的相关文章，能够给读者提供反映相关重大工程与固体力学研究耦合互动的新进展，并起到促进我国重大工程建设发展的作用。这亦是《力学进展》的重要宗旨之一。     

边坡工程与固体力学

本文综述了近年来边坡治理工程的主要内容及其进展．对固体力学中直接与边坡工程紧密相联的以下几个研究方向的现状及前景作了介绍与展望，其中主要包括：本构模型的试验与理论研究；结构的变形与稳定研究；材料参数位移反分析等．     

有限元计算细观力学对复合材料力学行为的数值分析

有限元计算细观力学的发展是近十年来细观计算力学发展的主要特征和推动力．本文综述了有限元计算细观力学近十年来应用于复合材料力学行为分析研究方面的进展．介绍了基本的数值模型和计算方法，重点评述了强度和损伤等协同效应问题上的最新研究成果．最后对有限元计算细观力学应用于材料设计的前景做了展望     

国际计算力学协会成立

过去20年来,计算力学这一学科领域业已形成并取得极大进展,该领域的贡献遍及许多学科如理论力学,实际工程计算、数值分析和计算机科学,为了促进计算力学最新发展水平的提高,现已成立国际计算力学协会(IACM:International Association of Computational Mechanics),以便更迅速地传播这一领域中的最新进展,该协会有三条主要宗旨:     

土中爆炸波与地下结构相互作用计算方法研究综述

土中爆炸波与结构相互作用是地下工程结构抗爆计算的理论基础，理论研究中通常在宏观试验基础上，引入合理的介质动力本构模型分析波动问题。针对工程防护中的计算模型和解析方法，综述了岩土介质中爆炸波与结构相互作用的现状和研究进展，内容包括土的动力本构模型，自由场中爆炸波的传播、爆炸波与箱型、圆柱形和直墙圆拱型等地下结构的相互作用等。重点阐述了常用的非饱和土和饱和土的动力本构模型、考虑松弛效应的土的综合弹塑性模型，一维平面波在不均匀介质和分层介质中的传播及地下结构爆炸荷载计算方面的研究成果，分析了各种模型和计算方法的适用范围和存在问题。     

开采覆岩破坏工程地质预测的理论与实践

煤层开采造成的覆岩破坏范围和高度是水体下采煤留设防水煤岩柱和老采空区基岩稳定性评价的重要依据，本文以岩体工程地质力学为理论依据，对覆岩破坏机理和判据等进行了研究，详细分析了覆岩工程地质类型及其组合、岩体结构特征、地层倾角、地质构造、地应力、地下水及开采条件对覆岩破坏高度及发育规律的影响。文中提出了覆岩破坏预测的工程地质学方法，并给出了应用实例。     

软岩工程地质力学研究进展

在中国煤矿软岩工程地质力学的研究中 ,作者指出了国际岩石力学学会关于软岩定义的缺陷 ,提出了新的软岩定义和分类 ,并论述了软岩的变形力学机制、软化状态方程、软岩巷道支护理论、支护荷载的确定以及软岩工程地质力学设计方法。可以认为 ,中国软岩工程地质力学已经形成了较为完整的理论框架体系.     

地下结构多尺度动力分析方法

近年地下结构震害频发,针对目前地下结构抗震研究中实际存在的多尺度动力问题,提出了地下结构多尺度动力分析方法,该方法不需要任何附加的过滤和阻尼就能有效地消除高频波的虚假反射. 以桥域耦合理论为基础,引入拉格朗日乘子将不同尺度区域之间的约束关系,通过能量势函数隐含到动力方程中,推导出不同尺度域的动力控制方程;基于中心差分法,提出了用于地下结构多尺度分析的动力显式算法,以求解所建立的多尺度动力耦合体系. 以实际工程为应用实例,通过与传统的位移耦合方法的对比分析,说明了该多尺度方法用于地下结构动力分析的可行性以及对消除高频波虚假反射的有效性.     

地下结构地震响应的计算模型

地震时地下结构在围岩的约束作用下发生变形,其动态特性与地面结构有很大不同.自二十世纪七八十年代以来,地下结构抗震设计与研究取得了很大进展.总的看来,工程设计中普遍采用的计算方法与设计导则大都建立在比较简单假定的基础上,实际的岩土介质条件都是十分复杂的.地下结构抗震研究的近期成果则表现在对地下结构动力分析中的波动散射问题提出了波函数展开法以及边界积分方程方法等多种计算方法.但计算相对复杂,在工程设计中的推广应用有一定困难.此文致力于地下结构计算模型的改进,使之具有良好的计算精度与效率,又便于工程应用.为此,提出了一种地下结构抗震响应分析的新的计算模型.模型具有较广泛的适应性,可以进行河谷、孔洞、地下铁道、隧洞等地下结构的散射与绕射分析.对于复杂层状的地质条件,提出了格林函数求解简便而有效的方法.数值算例论证了方法的精度和效率.     

FUNDAMENTAL OF DYNAMICAL ANALYSIS OF THE BLAST-RESISTANT UNDERGROUND STRUCTURES

In this paper,the generalized variational principle of dynamic analysis for the blast-resistant underground structures is established,and the corresponding generalized functional of elastoplastic analysis for underground structures is derived,and the generalized variational principle of nonconservative system is given,thus the fundamental of dynamical analysis for underground structures to resist blast is proposed.Finally,for the underground cylindrical structure to resist blast,dynamical calculations are made,and compared with the test results.     

Comments on model validation

The present paper points out the importance and usefulness of recognizing the separate roles of processes and geometric structures in predictive modeling of the performance of a nuclear waste repository or underground injection disposal of toxic wastes. Based on this, a validation procedure is proposed. Furthermore, two stages and three elements of validation are described and discussed. Finally, comments are made on the choice of measurables to be used to compare modeling results and field data in the validation procedure.     

空中爆炸冲击波地面荷载的数值模拟

本文根据文献[1]的理论,给出地下防护结构动力有限元分析所需空中爆炸冲击波荷载的数值模拟方案,并编制出冲击波荷载自动生成程序,使地下防护结构有限元分析的效率与精度大大提高。     

大型空间结构热?动力学耦合分析方法综述

近年来, 各种大型空间结构逐渐在我国航天工程中得到应用, 相应的热诱发振动问题也日益受到重视. 在此背景下, 有必要进一步梳理热诱发振动的机理和分析设计中的关键问题. 本文将结合作者的研究工作对此问题进行全面介绍, 并主要强调在分析复杂工程结构的热诱发振动问题时需要注意的特殊问题. 本文首先介绍了可以高效地分析空间薄壁杆件结构(包含开口和闭口薄壁杆件)在辐射换热条件下的瞬态温度场的Fourier有限元方法; 随后介绍了热诱发振动的线性和非线性分析方法, 强调了热?动力学耦合效应. 为了对复杂空间结构产生热诱发振动的必要条件给出解析表达式, 本文将瞬态温度场与振动位移场统一在模态空间中进行分析, 从而得到评价热诱发振动剧烈程度的一般性条件. 在此基础上, 本文进一步讨论了热诱发振动的运动稳定性问题, 以悬臂杆件的热颤振准则为例揭示了热诱发振动发散的物理机理, 并给出了评定复杂工程结构热颤振的分析方法. 论文最后概要地指出了在热诱发振动的地面试验和抑制方法中需要注意的问题, 并对将来的研究工作进行了展望.      

城市地下空间开发中的工程地质问题

本文在概述我国城市地下空间开发利用现状和发展趋势的基础上,评述了土体的稳定与变形,地下水的勘查与治理,开挖支护与地质条件关系,施工对已有工程的影响等问题,并提出了今后研究的方向。