非连续变形计算力学模型的粘弹性分析方法Ⅰ:基本理论

基于粘弹性广义有限单元和接触力元，发展了适用于多体相互作用系统非连续变形分析的粘弹性数值分析方法，通过虚功原理，给出了其分区参变量最小势能原理，从而阐明了其理论基础。粘弹性广义有限单元的本构关系可由粘弹性退化为弹性或刚性，因此本文所提出的方法可对由刚体、弹性体和粘弹性体所构成的复杂多体系统在外荷载作用下的力学行为进行数值模拟，同时能够比本文精确地直接得到多体之间的接触应力。     

边坡稳定性的神经网络估计

应用神经网络理论,本文提出了圆弧破坏和楔体破坏的边坡安全系数估计的新方法。为解决安全系数估计的知识的学习问题,提出了一种推广学习算法。用它对收集到的边坡实例进行学习,然后进行推广,预测出新边坡的安全系数。与极限平衡法和极大似然法的估计结果进行了比较,可以看出,神经网络方法具有推广预测精度高、自学习功能强、考虑不确定性能力强等特点。     

极限应变法在圆形隧洞稳定分析中的应用

材料的屈服和破坏是不同的,屈服准则已有大量研究,但缺少严格的破坏准则.理想弹塑性模型用应力表述难以区别屈服与破坏,为此该文提出极限应变破坏判据,可用于判断材料的局部和整体破坏.给出了不同材料极限应变的确定方法,并作为破坏判据用于岩土类材料的稳定分析,称为极限应变法.将极限应变法应用于圆形隧洞,研究隧洞的破坏过程、围岩破坏深度及其安全系数,并与滑移线理论和实际模型试验的结果进行对比.研究表明:极限应变法能够判断圆形隧洞的破坏过程与极限状态,求得准确的安全系数,与滑移线场法和模型试验的结果一致,验证了极限应变法在隧洞中应用的可行性.极限应变判据具有明确的力学意义,能反映材料破坏的全过程,为岩土类材料极限分析提供了一种新的方法.     

隧洞式内衬储气库极限储存压力解析解

隧洞式内衬储气库是一种新型能源储存方法,有助于平衡供需,推动国家由化石能源向绿色能源的持续过渡,有利于国家“碳中和、碳达峰”目标的实现.本文采用极限平衡方法和弹塑性分析方法推导隧洞式内衬储气库极限储存压力的解析解.在极限平衡方法中,考虑上覆围岩自重、破裂面受力和极限储存压力,选用刚性锥模型,推导了上限压力表达式;在弹塑性分析方法中,根据围岩中应力分布规律和剪切、抗拉强度,推导获得了弹塑性条件下上限与下限压力表达式.最终综合考虑两方法求得的结果,确定极限储存压力解析解.结果表明:极限平衡方法求得上限压力与埋深呈二次函数关系,且随着侧压力系数的增大而增大;弹塑性分析方法确定的上限压力和下限压力与埋深呈线性关系,下限压力随着侧压力系数的增大而减小,且Ⅰ级围岩条件下的内衬储气库不用考虑下限压力.在侧压力系数λ=1.2时上限压力最大,因此应尽量在侧压力系数为1.2的围岩条件下修建隧洞式储气库.最后根据典型工况下上限和下限压力曲线给出内衬洞室推荐压力范围.     

碳达峰-碳中和战略中的关键力学问题

<正>气候变化是人类面临的全球性问题.随着温室气体排放的急剧增长,地球上的生命系统面临严峻挑战.基于推动可持续发展的内在需求与构建人类命运共同体的责任担当,我国2020年提出力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标.碳达峰-碳中和战略已成为我国中长期发展的重要框架.为了反映我国在该领域与力学相关研究的最新进展,《力学学报》组织了“碳达峰-碳中和战略中的关键力学问题”专刊.专刊收录了清洁能源开发利用、非常规能源开发利用、能源低碳化利用、低碳建筑与储能技术、地质系统固碳、相关力学基础理论与方法等方向17篇研究或综述论文,供读者参考.