基于RMR与H-B准则估算大型洞室岩体力学参数敏感度分析

利用RMR(岩体质量分级)与Hoek-Brown(H-B)准则估计岩体力学参数可作为大型地下洞室围岩参数确定的有效途径.考虑到输入参数不确定性引起岩体力学参数估计精度受影响的问题,依托白鹤滩水电站地下厂房工程,基于原位测试、室内试验与数值模拟等,研究H-B准则输入参数与估计岩体力学参数间的敏感性关系,并采用敏感度因子定量描述.结果表明,岩体力学参数对输入参数的敏感性排序为RMR>σ_○ci(岩石单轴抗压强度)>m_i(岩石材料常数),当RMR取值误差为±5%时,弹性模量、内摩擦角及黏聚力估计结果分别产生约20%,22%与13%的偏差;当σ_○ci与m_i的测定误差小于±20%时,其对于内摩擦角与黏聚力估算结果的影响分别小于4%与10%.该研究可为类似大型地下洞室工程岩体力学参数估计精度评价提供借鉴.     

坝基岩体力学参数的PSO-ABAQUS联合反演

为解决常规试验和工程类比法确定坝基岩体力学参数与实际情况不符的问题,提出基于粒子群优化算法(PSO)和ABAQUS的坝基岩体力学参数联合反演算法,给出该联合反演算法的具体实施流程并编制相应的FORTRAN计算程序,构建了坝基岩体力学参数的数学反演模型,实现了基于施工和运行期实测变形资料的坝基岩体力学参数PSO-ABAQUS联合反演。算例分析表明,PSO-ABAQUS联合反演法简便易行、反演效率较高,是一种用于合理确定坝基岩体力学参数的通用方法。     

岩体力学参数的损伤—反分析优化性研究

岩体力学参数一直是困扰岩石力学和数值计算深入研究的难题,它在很大程度上决定了数值计算结果的准确性,客观性和实用性。本文在岩体损伤力学描述的基础上,提出了弹性波波速,损伤力学和反分析相结合的优化方法。     

岩石力学参数反演分析的优化算法

基于煤矿地下巷道开挖后实测位移,提出求解地下巷道各岩层弹性模量的位移反演模型,针对目标函数多极值性、收敛结果与初值及观测误差相关等问题,提出了一种位移反演分析优化算法,数值计算结果表明,本文所提出的数值方法反演的结果是唯一和稳定的。     

岩体力学参数预测的新方法

提出了利用人工神经元网络预测岩石工程数值分析中所需的岩体力学参数的方法,其优点是神经元网络可以把岩体较多的非定量的地质描述,经过换算后作为初始参数参与运算．通过对岩体抗压强度和弹性模量的预测验证表明,预测结果与实测结果吻合较一致．     

高边坡演绎的准确预测——卸荷岩体力学在三峡船闸中的应用

在三峡工程永久船闸与升船机的高坡实施中,其位移变形量、变形时效与影响范围的演绎,是检验所有研究成果的唯一准绳。经比较鉴别,只有卸荷岩体力学的预测与实际一致。其所选宏观岩体力学参数与计算中的分带,经用实际展现的迹象信息作反馈求算,所得结果与先前的设定完全相符。用此新理论研究西部大开发中的高边坡工程,具有很强的参考与指导意义。     

三峡工程永久船闸高边坡变形数值仿真分析

基于实际的开挖过程、锚固措施和地质条件建立了三峡永久船闸高边坡的二维和三维数值模型，按9种工况对边坡变形进行了数值仿真分析．计算成果表明，岩体开挖卸荷对边坡的变形有较大影响，正确地划分岩体卸荷带使计算结果更趋合理；锚固和地下水对边坡的整体变形影响较小；边坡岩体仅局部产生零星塑性屈服区，但在中隔墩顶部有拉应力区，可能引起岩体开裂；粘弹塑性模型计算成果显示，边坡开挖完成后变形将趋于稳定．     

岩体参数的反演分析方法

岩体参数的反演分析是水电工程的设计与数值计算的基础,直接影响到计算结果的真实性。归纳总结了岩体参数的各种反演方法,分析比较了其优缺点和适用条件,提出了岩体参数反演分析方法的发展趋势。     

基于人工蜂群算法的船闸高边坡岩体力学参数反分析

人工蜂群算法(ABCA)是一种模仿自然界中蜜蜂群采集蜂蜜的自组织过程,达到寻找复杂映射极值的智能算法.采用人工蜂群算法,对长江上游某船闸施工过程中,岩体开挖产生的高边坡进行岩体力学参数反分析.旨在通过反分析的手段得到的一组更加符合工程实际的岩体力学参数.将反分析得到的这些参数用于该船闸高边坡的开挖正算,并通过实际测点位移监测值和位移计算值的比较,评价反分析得到的这组参数的优劣性.     

大跨径三塔缆索承重桥梁力学参数敏感度分析

建立了主跨为1 400m的三塔悬索桥、三塔斜拉桥和三塔斜拉-悬吊协作体系3种桥型的有限元分析模型.考虑几何非线性效应,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编制了计算程序,分析了主梁的最大挠度、索塔塔顶最大位移及主缆抗滑移系数对主梁刚度、索塔刚度、塔梁约束刚度、矢跨比、中央扣等参数的敏感程度,并进一步确定了主梁刚度和索塔刚度合理取值范围.结果表明:主梁刚度对悬索桥影响较小;主塔刚度是3种桥型的核心参数;塔梁约束可改善3种桥型的力学性能;减小矢跨比或设置中央扣可提高结构刚度,但会降低主缆抗滑性能.     

隧道围岩力学参数反分析及工程应用

以大连地铁一号线学苑广场—海事大学区间过河段隧道工程为背景,基于一种新型优化算法——差异进化算法进行隧道围岩力学参数反分析,提出以位移值为指标的差异进化位移反分析方法及实现过程,并将反演得到的围岩力学参数应用到过河段隧道工程开挖方案比较及稳定性分析,验证了复杂地质条件下该方法的可行性和有效性.结果表明,该方法在复杂地质条件下具有较好的可行性,且对选取隧道施工方案、保证隧道安全具有一定的指导意义.同时,所得围岩力学参数也可进一步应用于其他类似工程的相关研究.     

弱胶结地层巷道地应力数值反演

在鲁新煤矿巷道断面实测相对收敛位移的基础上,采用弹性位移反分析方法对该巷道围岩的初始应力和围岩参数进行数值反演。利用反演结果进行数值模拟计算,并将所得测点间的相对位移和实测结果进行对比,两者之间吻合较好,说明采用位移反演法进行地应力还原是可行的。根据数值模拟结果和实地现场观测对该矿区在软岩巷道开挖后出现巷道围岩收敛位移大、底鼓、对砌开裂和锚杆受力效果不好等现象的原因进行分析,并对巷道的支护设计和施工给出建议。     

影响卸荷岩体边坡稳定性的参数敏感性分析

根据系统分析的原理，对影响卸荷岩体边坡稳定性的的参数c、f、ε进行了敏感性分析，特别考虑了卸荷作用及卸荷方向对岩体边坡稳定性的影响，结果表明，在卸荷岩体边坡稳定分析中卸荷的影响是不可忽视的．     

非均质性对岩体应力场反分析结果的影响

从弹性介质的假定出发,利用“等效”节理岩体等效模型和节理岩体统计等效模型,分析了有限单元法位移反分析反算岩体弹性模量和原岩应力场的问题,通过参数研究,讨论了岩体节理和非均质性对位移反分析结果的影响.结果表明,在节理岩体“等效”连续介质力学模型假定下,采用不同力学模型对反算的弹性模量值有较明显影响,而节理岩体力学参数非均质性对反算原岩应力场的影响很小,均质、各向同性假定在原岩应力场实测和位移反分析中是适用的.     

基于全位移理论的引水隧洞围岩变形全过程研究

鉴于当前隧洞监控量测方法无法测得由隧洞提前开挖扰动所产生的位移和未及时安装监测设备所损失的位移,因此隧洞围岩变形不能准确预测,基于全位移理论,提出了隧洞开挖过程中损失位移、超前位移和围岩内部变形全位移的计算方法. 对现场监测数据进行回归分析并采用FLAC3D有限差分软件模拟隧洞开挖.研究结果表明：隧洞开挖全过程中,围岩内部位移变化曲线呈S形特征,即分为初始增长、快速增长和稳定收敛3个阶段;掌子面空间约束效应的影响范围大致在前后4倍隧洞直径内;数值模拟中超前位移与全位移比值即围岩超前位移比,计算结果为0.3~0.4,与工程现场围岩实际变形规律相符. 因此,所求得的围岩内部变形全位移更符合现场实际情况,可为后续隧洞开挖过程中围岩内部变形全位移的计算,以及预留变形量的设置提供理论依据.     

约束系数与约束右端项同时变化的灵敏度分析

灵敏度分析是线性规划理论的一个重要内容,理论的灵敏度分析局限于讨论单个参数发生变化对求解结果的影响.主要讨论约束系数向量PJ与约束右端项向量bi同时变化时对最优基、最优解及目标值的影响,并给出在最优解发生变化时,如何求出新的最优解的一般方法,最后给出算例加以说明.     

弹塑性位移反分析方法在地下工程中的应用

介绍了以实测围岩位移为依据反算作用于支护上的围岩压力的基本原理,同时为考虑塑性区的影响建立了弹塑性模型,并对计算结果利用各种图形和数据的方式来进行后处理,增加了可视性,它是预测,分析围岩压力,应力与变形非常有效的数值方法。     

裂隙岩体结构面力学参数取值的工程地质研究

裂隙岩体结构面力参数的取值是复杂而重要的,本文在深入分析其复杂性和各取值方法优缺点的基础上,结合工程实践阐述了最危险控稳结构面的确定以及采用工程地质类比法和相对位移反分析法合理确定结构面力学参数的理论和方法,研究结果表明,扎实的工程地质分析是合理确定结构面力学参数的基础,干扰能量法、模糊度量和相对位移反分析法在小浪水利枢纽工程和江阴大桥工程中的应用取得满意的效果。     

基于岩体单裂隙的CO2地质封存中迁移速度数值试验敏感性分析

研究地质封存中的CO2迁移规律对选址与设计具有重要意义。基于计算流体动力学有限元软件CFDesign,开展CO2迁移速度的敏感性分析。运用正交设计理论,分别选取岩体结构面粗糙度系数JRC(joint roughness coefficient)、岩体结构面吻合度JMC(joint match coefficient)和岩体结构面张开度e(aperture)三个因素,每种因素具有三种试验水平,以平均迁移速度为评价指标,模拟9种工况下的数值试验。结果显示:1CO2迁移速度对结构面吻合度JMC最为敏感,两者之间呈现出很强的正比关系;2CO2迁移速度对结构面张开度e的敏感性次之,两者之间同样具有较强的正比关系;3CO2迁移速度对结构面粗糙度系数JRC的敏感性最差,呈现出反比关系。     

影响综放锚网顺槽围岩变形的主要力学参数辨识及应用

采用ＦＥＭ与ＢＥＭ耦合方法,在正演计算的基础上通过灵敏度分析,对影响巷道围岩变形的主要力学参数进行了辨识,结果表明弹性模量Ｅ为主要影响参数。在此基础上,讨论了采用虚拟应力边界元位移反分析法对弹性模量Ｅ进行反演识别的方法,并应用实例对其有效性进行了验证。