评价高边坡断层的直接约束方法

为正确评价断层对于岩石高边坡安全稳定性的影响,采用接触力学的求解方法——直接约束法模拟断层的滑移和脱开等不连续行为。重点分析了岩体中断层不同的接触性状(如考虑断层与岩体的滑移脱开)。应用弹塑性有限元方法对彭水水电站船闸高边坡分步开挖过程进行了数值仿真分析。通过不模拟滑移脱开与模拟滑移脱开的对比研究,模拟滑移脱开后断层的变形和塑性区显著增大,在断层处变形较大以致于有滑坡的可能。该项研究在岩石高边坡稳定分析中具有重要的意义。     

延展钢网板用于拱形支护的研究

研究延展钢网板的力学特性及其简化计算的模型 ,同时探讨了这种新型支护材料在水利工程中的应用前景。通过对拱形延展钢网板的力学特性进行有限元数值模拟 ,用刚度等效的平板模拟拱形廊道支护试验中的延展钢网板 ,所得的计算结果与试验值比较接近。结果表明 ,用等效的平板模型来模拟延展钢网板是可行的 ,从而为钢网板在工程中应用提供一种简便而可靠的计算方法     

基于Taylor展开的分步有限元格式

描述了一种基于Taylor展开的分步有限元数值格式。该法在时间上进行分步计算,在空间上采用标准的Galerkin有限元格式。对该数值格式的稳定性分析表明,该法在时间和空间上均具有三阶精度,数值稳定性好,在库朗数0－1的范围内均收敛。相比于Taylor-Galerkin法,本有限元法不包含高阶微分项,适用于非线性多维问题及具有复杂边界形状的流动。该法具有计算简便,精度高,数值稳定性好等优点。     

非均匀介质的三维渗流有限元模型

为检验地下止水设施的止水效果，推导了不均匀介质中各向异性三维渗流方程，将饱和流动与非饱和流动的控制方程写成统一的形式，实现了三维空间问题的渗出面的迭代求解法，对通过任意断面的渗透流量的求法提出了新的见解，推导出有限元数值离散格式。对得到的非线性离散方程，用隐式和二阶精度的时间积分法进行计算。采用向量化的共轭梯度法求解大型稀疏线形方程组，具有计算速度快、占用机器内存少之优点。对复杂三维渗透流问题的实际计算，表明本研究可为江河堤防的防水施工和安全检测提供一个科学的工具     

直接约束法在水工建筑物接触分析中的应用

正确评价水工建筑物中广泛存在的结构缝对建筑物安全性的影响是一个很难的课题。该文介绍一种新型的、稳定的接触问题的求解方法——直接约束法。该方法实时跟踪接触体的变形,直接对自由度施加运动约束条件或结点力,不需要定义接触单元。对水口水电站厂坝联接缝进行了三维接触计算分析,得出了水压力作用下厂坝间相互传递的推力与联接缝宽度间的关系。说明了直接约束法使用简单,可以方便地应用于水工接触分析。