DDA强度折减法及其在东苗家滑坡中的应用

为了分析滑坡的稳定性以及预测滑坡的失稳模式,该文在DDA(discontinuous deformation analysis)方法以及强度折减法研究的基础上,提出了DDA强度折减法。通过对西北某黄土高边坡的算例分析验证所提出的方法。验证结果表明:DDA强度折减法计算所得稳定系数为1.20,与极限平衡法计算结果一致,且其潜在的滑动面也相近。在此基础上,该文将DDA强度折减法应用于小浪底水利枢纽近坝区的东苗家滑坡稳定性及破坏模式分析中。分析结果表明:东苗家滑坡体的稳定系数为1.07;其可能的破坏模式为中部推移式滑动和后缘牵引式滑动的复合破坏模式,前缘滑塌体对其整体稳定性起支撑作用。     

径向基点插值无网格法与有限元耦合法

为了发挥无网格法和有限元法各自的优势,提出了径向基点插值无网格法与有限元直接耦合的计算方法.比较了点插值无网格方法与无网格Galerkin法(element-free Galerkin method, EFG)的优缺点:无网格法只需要结点信息,无需单元信息,克服了有限元计算中网格畸变和重新生成带来的困难,故其在分析裂纹扩展和局部大变形等问题方面具有优势.对悬臂梁受集中荷载问题进行了计算,两种计算结果一致,但是本算法效率较高.用本方法与FEM耦合方法对半无限平面受集中荷载问题进行了计算,结果表明:本文的耦合方法可行,计算效率较高.     

人工堆石料的颗粒破碎率

天然堆石料的颗粒破碎率不易准确测量。为精确测量堆石料的颗粒破碎率,对人工模拟堆石料进行了颗粒破碎三轴试验研究,并对试验后试样颗粒破碎的情况进行了详细筛分和统计。结果表明:破碎颗粒可分为残缺颗粒和完全破碎颗粒,两者的质量分数存在幂函数关系。现有的多粒径指标Bg、Bf和Br仍可作为颗粒破碎的影响参量使用,而单一粒径破碎指标B15、B10和B60局限性较大。     

偏应力和球应力往返作用下粗粒料的变形特性

为满足土石坝抗震设计的需要,并研究粗粒料在地震作用下的变形机理和特性,采用大型三轴试验机对粗粒料分别进行了偏应力和球应力往返加载试验,研究了粗粒料在偏应力和球应力往返加载条件下的变形特性。试验结果表明:粗粒料在偏应力和球应力往返加载条件下的变形可分为往复变形和残余变形两部分,变形与试验的振次、围压、动应力比等因素有关;在偏应力往返加载条件下,往复体应变总为负数,在一个加载周期中,随着剪应力的周期性变化,往复体应变两次达到剪胀最大值。     

直剪试验中接触面渐进破坏的数值模拟

岩土工程中不同材料间的接触面力学性质是热点研究课题之一.为了研究不同接触面本构模型适用性,对室内接触面直剪试验进行有限元数值模拟,并采用刚塑性模型对接触面破坏过程进行了分析.数值模拟结果表明,计算与试验结果基本一致,不同本构模型计算结果相差不大;直剪试验剪切过程中,接触面上应力应变分布不均匀,导致接触面单元渐近破坏,使得接触面应力-相对位移关系呈非线性;刚塑性模型可以合理描述接触面本构关系,其模型参数较少且容易确定,可用于工程计算.     

胶结和孔隙比对结构性土力学特性的影响

结构性土具有与重塑土不同的力学特性,为了探讨胶结和孔隙比等物理因素对其影响,该文对具有不同胶结强度和干密度的人工制备结构性土以及相应的重塑土进行了对比常规三轴试验.试验结果表明,胶结可"滞后"土体的变形,使得结构性土在等向压缩条件下的e-lgp曲线发生转折.结构性土的破坏随围压的升高可依次出现纵向劈裂、剪切带和均匀剪切破坏等3种方式.胶结和孔隙比使得结构性土的变形模量和体变变化规律与重塑土差异很大,同时对结构性土的应变软化和剪胀特性也有显著影响.     

粗粒料与结构物接触面力学特性缩尺效应

为了研究土石坝中不同材料间接触面的力学特性,利用清华大学土与结构物接触面循环加载剪切试验机,对粗粒料与混凝土板接触面分别进行了试样缩尺和粒径缩尺试验,得到了缩尺前后的接触面强度与变形特性。根据试验结果,探讨了试样缩尺和粒径缩尺对接触面力学特性的影响,并分析了其机理。结果表明:当试样与粗粒料最大粒径之比大于一定值时,试样缩尺的影响很小;而粒径缩尺后的接触面强度会降低,同时初始剪切模量则有所增长,其影响不能忽略。     

人工堆石料的颗粒破碎率

天然堆石料的颗粒破碎率不易准确测量。为精确测量堆石料的颗粒破碎率,对人工模拟堆石料进行了颗粒破碎三轴试验研究,并对试验后试样颗粒破碎的情况进行了详细筛分和统计。结果表明:破碎颗粒可分为残缺颗粒和完全破碎颗粒,两者的质量分数存在幂函数关系。现有的多粒径指标Bg、Bf和Br仍可作为颗粒破碎的影响参量使用,而单一粒径破碎指标B15、B10和B60局限性较大。     

偏应力和球应力往返作用下粗粒料的变形特性

为满足土石坝抗震设计的需要,并研究粗粒料在地震作用下的变形机理和特性,采用大型三轴试验机对粗粒料分别进行了偏应力和球应力往返加载试验,研究了粗粒料在偏应力和球应力往返加载条件下的变形特性。试验结果表明:粗粒料在偏应力和球应力往返加载条件下的变形可分为往复变形和残余变形两部分,变形与试验的振次、围压、动应力比等因素有关;在偏应力往返加载条件下,往复体应变总为负数,在一个加载周期中,随着剪应力的周期性变化,往复体应变两次达到剪胀最大值。