用于岩土极限分析的非线性能量耗散理论

在岩土工程中广泛应用Mohr-Coulomb或Tresca破坏准则,该破坏准则为线性破坏准则.然而,大量的岩土试验结果表明:岩土破坏准则是非线性的,而线性破坏准则只是其中的一个特例.在上限定理的基础上,提出用于岩土极限分析的非线性能量耗散理论,并从应用方面证明该理论的正确性.研究结果表明:对于一般边坡稳定性,应用该理论所得结果与应用变分法所得结果一致;对于存在竖直裂缝的边坡稳定性,应用该理论所得结果与下限解一致;对主动或被动土压力,应用该理论所得结果与广义Rankine解一致.     

浅埋暗挖地铁隧道不同工法对地表沉降的影响

浅埋暗挖地铁隧道施工期地表沉降量对施工安全具有重要意义。本文采用有限差分软件FLAC3D对Ⅵ级围岩条件下大跨度浅埋暗挖地铁隧道进行了数值模拟,分析了不同的施工方法对地表沉降的影响。结果表明：不同的施工方法对地表沉降影响显著,双侧壁导坑法和CRD法在软弱围岩条件下能很好地控制地表沉降,CD法在围岩相对较好时也能满足沉降控制要求;在相同条件下,双侧壁导坑法施工引起的地表沉降稍小于CRD法,CD法的沉降最大;在围岩较差时,地表最终沉降曲线中心稍偏向后开挖一侧,随着围岩条件变好,这种趋势逐渐减弱,地表沉降曲线将对称分布于隧道中线二侧。     

非线性破坏准则下法向受力条形浅锚抗拔力上限计算方法

在上限定理、相关联流动法则基础上,根据非线性破坏准则对法向受力条形浅锚极限抗拔力上限进行计算,其方法是:通过"切线法"引进变量,把锚板上填土的非线性抗剪强度指标ct和φt作为变量参数,对锚板上部填土建立含有变量的速度场,根据外力功率与内部耗能相等原理获得极限抗拔力的目标函数与约束条件;基于MATLAB软件平台,利用"序列二次规划算法"对该问题进行优化求解.计算结果表明:当非线性破坏准则变为线性破坏准则时,计算结果与实际结果相符;非线性参数对锚板的极限抗拔力有重要影响,对非线性岩土体进行线性简化不利于正确评价抗拔基础的承载性能,恰当引入岩土体破坏准则的非线性更加符合工程实际;提高岩土抗剪强度,加大锚板埋深,提高锚板板面粗糙度和锚板倾斜埋置均有利于提高法向受力浅埋条锚基础抗拔承载力.     

基于渗流理论的沥青路面渗入率计算与分析

针对路面面层下设排水基层的路面,考虑路面存在裂缝的情况,采用微管渗流理论和裂缝渗流理论模拟水渗入路面,建立存在裂缝路面的渗入率数学计算模型,得出考虑裂缝沥青路面渗入率的理论计算公式。研究结果表明:规范规定的渗入率计算值150cm3/(h·cm)偏小,采用该渗入率对于路面因使用产生损害后的渗水情况估计不准确,应该根据路面的破损程度如裂缝长度和裂缝宽度以及裂缝密度来估算路面渗入率;当路面水渗入量为常量时,基层透水性材料的渗透系数越大,则透水基层厚度越小;基层透水性材料的渗透系数越小,则透水基层厚度越大。     

单拱四车道公路隧道施工方法的三维数值研究

单拱四车道公路隧道由于跨度特大、断面形状扁平、施工方法复杂,造成其在施工过程中应力分布不均匀,拱脚应力集中,从而极易导致围岩发生失稳乃至坍塌.利用大型有限差分软件FLAC3D对单拱四车道隧道在不同围岩条件下采用不同施工方法的施工动态过程进行三维数值模拟,得到了各种施工方法下隧道围岩应力、位移和塑性区的力学特征.通过比较分析这些力学特征,得出了不同围岩条件下最合适的施工方法.     

Hoek-Brown准则下岩质边坡的GSI反演

利用极限分析上限定理,基于Hoek-Brown准则,求出边坡的临界滑动面的方程.并研究Hoek-Brown各参数的性质,将岩体地质强度指标(GSI)作为反演对象.通过研究,分析GSI与潜在滑动面深度的关系,绘制不同坡率下滑动面深度随重度γ及边坡高度H的变化规律.研究结果表明:对于岩质边坡,可以各位置的滑动面深度对GSI进行反演.最后,通过算例证明利用本文方法获得GSI反演值与既有结果符合较好,证明了本文方法的可靠性.     

基于Bishop法假定的边坡临界滑动场方法及应用

针对边坡临界滑动场方法一般选取剩余力作为控制指标的局限,基于简化Bishop法假定,在给定安全系数下,对圆弧滑动面和非圆弧滑动面分别选用剩余力矩(滑动力矩与抗滑力矩之差)和剩余法向力力作为控制指标,从众多的可行滑动面中选择控制指标最大的那个滑动面作为给定安全系数下的危险滑动面,不断变化安全系数直至找到控制指标最大值等于零的危险滑动面作为边坡临界滑动面,形成基于Bishop法假定的边坡临界滑动场方法。将该新方法应用于2个典型土坡的稳定性分析中,通过比较分析证明该方法与常规的Bishop法得到了一致的结果。     

浅埋小净距偏压隧道施工工序的数值分析

采用双侧壁导坑法,对浅埋小净距双洞六车道偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟。分析不同开挖顺序时的围岩位移、应力、地表位移以及塑性区的变化,并进行比较。数值结果表明：先开挖深埋一侧隧道,围岩塑性区较小,左洞拱顶不会出现围岩拉裂区,右洞拱顶塑性区较小;先开挖各洞外侧,拱顶和中间岩柱的应力、位移较小;后行隧道开挖对先行隧道围岩的受力变形有很大影响,后行隧道开挖导致先行隧道洞周位移和应力大幅度增大;中间岩柱、侧墙和拱顶均是施工中应重点关注的部位。     

基于流固耦合理论的浅埋隧道稳定性系数分析

基于流固耦合原理.在考虑渗流效应的作用下,对浅埋圆形隧道、双线铁路隧道、两车道公路隧道的围岩稳定性系数进行了计算.分析了围岩级别、隧道断面形式、是否渗流三个因素对围岩稳定系数和围岩塑性区分布范围的影响.结果表明:在断面形式和围岩级别一致的情况下,渗流效应对围岩塑性区的分布范围有重大影响;在影响围岩稳定系数的三个因素中,隧道断面形式和围岩级别对围岩稳定系数影响较大,而渗流影响相对较小.     

基于深部位移的边坡滑动特征分析

在进行边坡稳定性分析时,需利用边坡深部位移来分析边坡的现状和发展趋势.在选择数据过程中,往往选取位移突变的点,即关键点作为分析对象.将滑坡土体分为若干个滑动速度不同的块体,利用深部位移曲线划分块体,并用两个量描述块体的性质:变形位移和滑移位移.研究结果表明,相对于关键点的位移,块体的变形位移能够被用来判断边坡的潜在滑动面的位置,也可以被用来判断边坡的整体发展情况.