块体单元法在龙滩边坡开挖与加固分析中应用

龙滩工程右岸坝肩边坡高近300 m,且地质条件复杂.针对边坡中特定岩石块体的稳定性分析表明,在开挖过程中,边坡局部部位,特别是小块体和中块体所在部位,稳定安全系数不足.利用弹粘塑性块体单元法,对龙滩右岸坝肩边坡的开挖和加固进行了分析,所建立的块体单元计算模型对边坡复杂的开挖过程和加固措施进行了有效的模拟.计算结果显示各开挖步位移变化趋势和典型结构面屈服区分布合理;支护措施控制边坡变形效果明显,同时,相对于无支护情况下,各特定块体在各计算工况下稳定安全系数均有所提高.研究表明弹粘塑性块体单元法应用于岩石工程具有有效、适用和方便的优点.     

块体单元法及其在岩体稳定分析中的应用

所提出的块体单元法，是以块体单元的刚体位移为基本未知量，并根据它们在外力作用下的平衡条件、变形协调条件及块体之间夹层材料的本构关系，建立起块体单元法的支配方程，用于确定块体位移及夹层材料的应力状态。该法特点适用于具有地质结构面岩体的稳定分析，也可以对一般结构进行变形和应力分析。与有限单元法相比，可减少未知量个数，提高计算精度和速度。     

基于块体单元法的砌块介质变形数值模拟

基于块体单元法,在块体的位移模式中考虑块体单元的刚体位移、常应变及弯曲曲率,编制了平面块体单元法的程序.数值模拟结果表明,此法能显著提高块体单元法的位移和应力精度,为模拟层状介质如层状岩体的变形,尤其是弯曲变形提供了参考.此外,在块体的接触面内引入材料的非线性来模拟介质沿接触面的屈服或开裂破坏,并通过砌块墙体的破坏模拟算例验证了方法的可行性和可靠性.     

三峡大坝左岸3＃坝段稳定性的块体元分析

采用弹塑性块体单元法计算三峡大坝左岸3     

三峡大坝左岸3＃坝段稳定性的块体元分析

采用弹塑性块体单元法计算三峡大坝左岸３＃厂房坝段及地基的位移场和应力场,并根据位移突变和屈服区连通两类失稳判据确定其强度储备安全系数。此外,对地基内结构面具有不同连通率的情况进行了稳定性分析。     

岩石块体系统构建方法及可视化程序开发

根据临空面与结构面构建岩石块体系统是一项复杂而基础的研究工作。以平面对多面体的空间切割算法为基础,通过单元离散、单元聚合等方法实现复杂岩石块体系统的构建,并对关键算法进行详细说明,利用MFC和OpenGL,开发了可视化程序。结合一露天矿多阶边坡工程,展示了具体实现过程。首先,利用AutoCAD中的四边形单元构建边坡临空面模型。其次,采用投影法实现岩体模型的网格划分,从而将结构面对复杂岩体的切割转化为对柱状单元体的切割。最后,消隐藏网格,聚合单元,实现复杂块体模型的构建。与传统方法的计算结果进行对比,验证了此方法用于复杂岩体模型构建的有效性和优越性,为实际工程提供可靠依据。     

三峡大坝左厂3号坝段稳定性的数值分析和试验研究

三峡大坝左岸1#～5#厂房坝段稳定性是工程的关键问题之一。采用弹塑性块体元法对3#厂房坝段的稳定安全度进行了研究，块体单元法是一种以块体单元形心的刚体位移为基本未知量的数值分析方法，它可以精确和方便地模拟岩体结构面，能够较好地解决非连续介质的力学问题。它在稳定性分析方面的正确性被室内模型试验所证实，两者的结果相当一致。文章最后给出应用该法分析三峡大坝3#厂房坝段在多种工况下的稳定性分析成果。     

岩体隧道施工诱发的关键块体三维模型及其验证

在岩体隧道工程岩体结构面的观测基础上,研究了结构面三维模型及网络模拟技术,通过不连续面网络图模拟真实岩体的几何特征,讨论了两种块体搜索方法,即根据确定结构面参数搜索确定块体和根据节理面网络图搜索随机块体的方法.引入概率理论对被节理切割的岩体中关键块进行了分析,采用蒙特卡罗法和面向对象的编程技术,给出了基于统计原理的岩体不连续面三维计算机模拟方法.建立了岩体工程适用的块体搜索和计算模型,实现岩体隧道工程的关键块体计算机搜索、三维显示和旋转等.     

隔墙下带加强钢筋厚板的非线性静力分析

针对目前建筑结构中经常出现的钢筋混凝土大厚板中隔墙下的加强钢筋或暗梁没有明确设计规定,设计人员大多依靠经验进行简单计算的不足,对一采用大板的实际剪力墙住宅结构,在ANSYS中建立其局部有限元模型进行计算分析,模型中包含剪力墙、厚板和板中加强钢筋以及隔墙.钢筋采用Link8单元,其余均采用三维实体单元,其中厚板采用能考虑混凝土非线性的Solid65单元.针对在竖向荷载作用下结构模型的非线性静力分析结果,对隔墙、板和加强钢筋的受力进行了讨论,对隔墙的采用和加强钢筋的设计提出了建议.     

破裂过程模拟的可变形圆化多边形离散单元法

为研究工程中岩体内部裂纹的萌生、拓展和贯通机制,模拟其破裂时接触碰撞的全过程,提出可变形圆化多边形离散单元法。该方法将有限单元法与圆化多边形离散单元法进行耦合,采用圆化多边形离散单元法计算非连续岩体间的相互接触作用,连续体内部的应力应变状态则通过有限单元法进行分析。为准确模拟裂纹演化过程,在有限单元间插入节理单元,采用虚拟裂缝模型和具有拉伸截断的摩尔-库仑准则描述节理单元在拉伸、剪切等不同破坏模式下的力学状态。最后模拟巴西圆盘开裂、单切口弯梁开裂及块体冲击破坏试验。研究结果表明：所提出方法能准确模拟岩体从连续体变化为非连续体的破裂过程。