基于随机有限元的拱坝坝肩稳定可靠度分析

以有限元和可靠度理论为基础,提出了应用于拱坝坝肩抗滑稳定分析的随机有限元基本思路.通过与可靠度理论相结合,考虑变量的随机特性,建立荷载效应与基本随机变量之间的关系.在随机有限元的基础上进行拱坝坝肩抗滑稳定的可靠度分析,计算出相应的可靠指标.对一实际工程进行计算和分析,验证随机有限元方法在拱坝坝肩抗滑稳定分析中的应用.     

基于非概率方法的碾压混凝土重力坝可靠度计算

近年来,非概率计算方法正在被广泛应用于结构可靠度计算领域,因为该方法克服了传统方法需要较多的数据以及计算参数的概率分布等缺点.采用非概率可靠度计算方法,建立碾压混凝土重力坝和基岩的非概率可靠度指标的计算模型,并进一步探讨了基于非概率的重力坝抗滑稳定失效模式及其非概率可靠度指标.结合某碾压混凝土重力坝工程,给出了实例计算分析结果,其分析结果对非概率可靠度方法用于碾压混凝土重力坝安全评估具有一定的参考价值.     

重力坝深层抗滑稳定的可靠性分析

对于地基中存在软弱结构面的重力坝 ,考虑软弱结构面的实际走向与坝轴线斜交的情况 ,计入侧向阻力的作用 ,通过等安全系数法的公式建立求解重力坝深层抗滑稳定性可靠指标 β的力学模型 ,并结合工程进行深层抗滑稳定的可靠度分析 .     

基于有限元的重力坝抗滑稳定静动力可靠度快速求解方法

重力坝的抗滑稳定是重力坝工程能够安全运行的关键,其抗滑稳定的可靠度研究是当前水利工程领域的重要研究课题.为了解决采用蒙特卡罗法求解可靠指标时计算效率低、采用响应面法时求解精度不高问题,本文提出一种基于有限元的改进一次二阶矩法进行重力坝抗滑稳定可靠度计算.首先,将坝基岩体抗剪断强度参数视为随机变量,定义功能函数为抗滑稳定极限平衡状态下阻滑力与滑动力的差值,在极限平衡状态条件下推导了功能函数中随机变量的偏导数;然后考虑地震荷载作用的随机性,采用基于全概率公式的数值拟合积分方法计算抗滑稳定静动力可靠指标并将此方法应用于某重力坝工程的抗滑稳定分析中.研究结果表明,该方法在保证计算精度的情况下具有更高的求解效率和收敛速度,故可为类似工程的抗滑稳定静动力可靠度分析提供方法借鉴.     

拱坝坝肩稳定可靠度分析方法探讨

以有限元和可靠度理论为基础,分析导出拱坝坝肩抗滑稳定可靠度公式,并编制了实用程序.对实际工程进行计算和分析并对比了定值分析方法,得出一些有益的结论.     

故县水库大坝抗滑稳定可靠度分析

可靠度理论是近几十年来因生产实践而发展起来的一门新学科。文中简介了故县水库概况,基于《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》和可靠度基本理论,针对故县水库大坝抗滑稳定进行可靠度校核。按照汛期和非汛期分别选取6个和4个随机变量,采用一次二阶矩法求解大坝抗滑稳定可靠度指标,并与国内同类工程进行对比分析。     

基于流固耦合算法多孔介质的有限元建模分析

多孔介质流固耦合的研究已被广泛学者重视,在回顾国内外学者对流固耦合模型理论进展状况的基础上,主要介绍了多孔介质流固耦合的基础理论,以有限元分析软件ADINA为平台,考虑流固耦合分析算法,建立了多孔介质的三维有限元模型,通过分析计算得到了多孔介质在流固耦合作用下的变形情况.     

拱坝坝肩稳定的可靠度分析

当拱坝坝肩岩体为断层、节理裂隙、层面等结构面所围成,有可能产生滑移时,就应进行整体抗滑稳定分析。文章在考虑滑移体的构成、滑动的形式、滑动面抗剪断强度参数等的随机性的基础上,使用可靠度理论,对拱坝坝肩抗滑稳定可靠度进行分析;以某拟建拱坝为算例,计算结果是比较理想的。     

考虑支撑作用的深基坑整体稳定性可靠度分析

以往对带支撑的深基坑整体稳定性分析时,相关的基坑工程规范并未考虑支撑的作用,这势必会造成安全系数值或可靠度指标值与实际不符.针对这一问题,结合可靠度优化算法,建立可考虑支撑作用的优化模型,分析支撑对基坑整体稳定性的有益作用以及支护桩嵌固深度均值和变异性对可靠度指标的影响.结果表明,考虑支撑作用的整体稳定性可靠度指标值明显提高,失效概率大大降低,而安全系数增幅较小;嵌固深度的均值和变异系数对可靠度指标有显著影响.在进行基坑设计时,采用可靠度分析方法计算的支护桩嵌固深度较安全系数设计法更为经济合理.     

结构非概率可靠性模型在断裂力学分析中的应用研究

工程实际中的构件或材料由于不可避免地存在缺陷或裂纹,其强度大大低于理想模型的强度.考虑含裂纹结构的性能参数、几何参数及作用载荷、缺陷特征等的不确定性的可靠性分析具有重要的工程实际意义.针对大型、贵重构件或材料样本数据少、统计信息缺乏的情况,提出了含缺陷结构断裂失效的非概率可靠性分析方法.对非概率可靠性度量方法进行了分析、比较,由于以断裂判据建立的功能函数往往为多维非线性方程,针对非概率集合可靠性模型的计算困难,提出用Monte-Carlo模拟方法计算非概率可靠度具有易实现、精度高的特点.本文方法克服了概率断裂力学(PFM)方法需要大量统计数据的局限性,具有重要的工程应用价值.实例分析对本文方法的可行性和有效性进行了验证.     

基于Copula函数的土石坝三维坝坡稳定可靠度分析

不完备概率信息条件下边坡稳定可靠度评价是岩土工程新兴的热点问题之一,其关键难点在于如何在不完备概率信息条件下有效地建立符合抗剪强度参数分布特征的联合概率分布模型.在考虑堆石料非线性强度参数不完备概率信息条件下,采用Copula函数建立非线性强度参数联合分布模型,结合径向基神经网络(RBFN)提出了土石坝坝坡稳定系统可靠度分析智能响应面法,并通过实例验证了其可行性与有效性.最后,基于所建的智能响应面,系统研究了Copula函数类型与样本数量对土石坝坝坡稳定系统可靠度的影响规律.     

拱坝的失效模式与可靠度

本文研究拱坝的失效模式与可靠度．针对某拱坝，首先完成随机变量的统计量，然后，应用三维随机有限元法，在算出该坝的点可靠度的基础上，探讨了坝体与坝基联合作用下，开裂的可能性，并得出开裂深度与可靠度的关系．通过建立在条件概率基础上的体系可靠度公式，找出拱坝的最大可能失效模式与相应的可靠度．     

天然气水合物储藏降压开采产量流固耦合模拟

针对当前天然气水合物储藏降压开采产能模型局限于水合物分解引起的储集层孔隙度及渗透率变化、忽视流固耦合作用等问题,提出了考虑"水合物分解效应"、流固耦合作用以及储集层应力敏感性,建立了水合物储藏气、水两相非等温流固耦合数学模型并进行程序开发.以墨西哥湾某水合物储藏为例,进行了水合物储藏降压开采产能模拟,剖析了流固耦合作用对水合物储藏开采动态的影响机制.结果表明,流固耦合作用引起的岩石孔隙收缩虽有助于提高储集层弹性驱动能,但岩石孔隙收缩导致储集层孔渗能力降低的影响居主导地位,故流固耦合的总体效果导致水合物储藏产气速率以及累积产气量等生产指标较不考虑流固耦合时偏低.     

模糊综合评判法在拱坝坝肩岩体稳定性分析中的应用

在拱坝安全性的影响因素中,不仅存在随机性因素,而且还有大量的模糊性因素。研究表明,模糊性因素同样对拱坝的安全度有一定的影响。在以往的评述坝肩岩体安全度的方法中均没有考虑该因素的影响。本文根据模糊集合理论,利用基于模糊数学的模糊综合评判法和概率理论,以及目前广泛应用在各类工程安全度评价中的结构可靠度理论,分别建立了坝肩岩体稳定的模糊综合评判法和模糊随机可靠度计算模型。     

大坝基岩单裂隙灌浆流固耦合模拟研究

单裂隙是构成裂隙网络的基本元素,对浆液在单裂隙中扩散规律的研究是研究浆液在裂隙网络中扩散的基础.目前灌浆数值模拟研究主要集中在特定参数的取值对数值模拟结果的影响以及数值模拟与模型试验结果的对比,且在考虑流固耦合作用对实际灌浆的影响时均采用二维模型.本文通过构建三维单裂隙特征模型,以对实际灌浆效果影响显著的灌浆压力、裂隙宽度和裂隙倾角等3个因素为研究对象,基于三维离散元方法进行了考虑流固耦合作用的单裂隙灌浆数值模拟参数的敏感性分析.研究结果表明:流固耦合作用对于数值模拟结果的影响随灌浆压力的增大而增大,随裂隙宽度的增大而减小,基本上不会随裂隙倾角的变化而改变.以上结论对于指导基岩裂隙灌浆具有一定的理论和现实意义.     

考虑解吸扩散过程的煤层气流固 耦合渗流研究

煤层甲烷运移包含解吸、扩散和渗流过程,同时又存在渗流场、变形场和应力场的动态耦合作用。本文建立考虑解吸、扩散过程的气、水两相渗流场与煤岩体变形场以及物性参数间耦合作用的多相流体流固耦合渗流模型并进行了数值模拟,通过试井资料的实际数据与流固耦合模型的数值模拟的结果比较表明流固耦合模型比较接近实际。     

高拱坝失效故障树模型与失效概率

研究高拱坝洪水、地震、山体滑坡等外载荷,坝身混凝土、坝基岩石材料强度弱化等的随机性,以及评价准则的模糊性;分析了高拱坝分别基于强度理论和稳定理论确定性评价方法的不足,提出应该利用模糊数学方法解决具有随机性、模糊性的高拱坝安全评价问题;建立了基于结构可靠度理论的高拱坝失效概率故障树模型并给出了具体算例.     

基于流固耦合的压缩机吸气阀组气动噪声研究

往复式压缩机吸气阀组工作过程存在明显的流固耦合现象,现有的固定阀片开度的数值仿真模型大多没有考虑流固耦合现象,而考虑流固耦合现象的数值仿真模型由于忽略了活塞和阀板的作用难以获取足够的声源信息。文章建立考虑活塞和阀板作用的流固耦合数值仿真模型,并与其他模型获得的运动、流场和声场特性进行对比,结果表明：所建立的流固耦合模型能够更准确地描述吸气阀组的工作过程,获得更丰富的声源信息;基于该流固耦合数值仿真模型开展通流截面参数对吸气阀组气动噪声的影响分析,并优化设计了截面参数。     

某大型塔器流固耦合的数值仿真

本文以某大型氧化反应器为研究对象,在ANSYS软件中采用等效密度的方法模拟了其流固耦合的作用,建立了三维有限元模型,对其在不同载荷工况下的应力强度进行了计算,并依据JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》进行了应力评定。结果表明该氧化反应器在考虑流固耦合作用时满足强度条件。     

深厚覆盖层上RCC重力坝多场耦合强度折减法

强度折减法比极限平衡法理论上更加严密,而局部强度折减法相对于整体强度折减法更加接近岩土工程破坏的实际.为解决深厚覆盖层上碾压混凝土重力坝抗滑稳定计算问题,进一步完善局部强度折减法,针对局部强度折减法中的数值病态、多场耦合求解、初始参数确定、折减过程中相关参数和折减区域动态调整等问题,分别采用h型自适应网格、COMSOL Multiphysics多物理场耦合有限元、粒子群分区反演、渗透率随围压变化、根据应变状态接近屈服的程度及速率大小动态获取折减区大小等一系列措施,提出了改进局部强度折减法.实际工程中河床溢流坝段和左岸岸坡坝段三维有限元模拟结果表明,所提出的方法能克服常规局部强度折减法带来的计算异常,合理获取应急除险加固后大坝的抗滑稳定安全系数.