地下结构开挖的有限元数值模拟研究

研究数值模拟在地下开挖工程中的应用，是一项很有价值的研究课题。着重探讨数值模拟应用中的关键性技术，诸如边界条件的确定、计算参数的选取以及参数的弱化等等，并用实例验证了这一结论的正确性。     

基于数值模拟的地下空洞高密度电法分析

采用高密度电法探测地下空洞时,由于受到地下空洞类型、地下电流分布等干扰因素的影响,常常会导致探测结果有所偏差.利用ANSYS对典型地下空洞地电模型进行了数值模拟,结果表明探测精度不仅与空洞埋深、电阻率值高低及相邻洞体间距有关,还与所采用的探测装置类型、电极间距等因素有关;还通过对实际煤矿采空区开展高密度电法的数值模拟,计算结果与现场实测结果基本一致,也证明将数值模拟技术与现场实测结果相结合,对于补充解释和准确判断地下空洞的分布具有较好的参考价值.     

福州温泉区地下热水有限元数值模拟研究

福州温泉区蕴藏着丰富的地下热水,然而长时间的过量开采,已造成地热水位下降,热水资源逐渐枯竭.针对这一状况,在对福州市温泉区复杂的地质概况及水文地质条件进行概化的基础上,对热田区热水动态进行三维有限元数值模拟,对其允许开采量进行了现状评估与预测分析     

瑞雷波数值模拟中的数值频散校正策略及实例分析

为寻求快速、高精度的瑞雷波数值模拟方法,将常用于流体动力学中的通量校正传输技术(FCT)与交错网格有限差分方法相结合,对浅层各向同性弹性介质进行包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟。模拟结果表明:该方法有效地压制了粗网格条件下的数值频散现象,并保留了真实的波场振荡,特别是层状介质中瑞雷波的频散特征被凸显;在同一精度下,该方法与细化网格方法相比,计算效率提高1.3倍。     

烟台地下水封洞库工程区地应力场数值模拟

基于地下水封洞库工程区的地质勘查成果,构建了工程区三维地应力场有限元模型,利用工程区实测地应力结果作为约束条件,以保证模拟结果的可靠性。模拟结果表明:(1)工程区压应力集中部位与NE向断裂的走向一致,工程区北部边界断裂F1对工程区的应力分布有阻碍限制作用;(2)场地中央断裂F9的应力已达到发生岩爆的条件;远离断裂,应力逐渐减小;(3)根据应力强度场和第三主应力场的特征并结合判断结构面稳定性的判别式分析,工程区内发育的产状为92°∠78°和190°∠65°的结构面的稳定性较差,在洞库开挖过程中应给予足够的重视。     

悬挂式深基坑地下连续墙支护数值模拟及工程优化

现场监测难以预测基坑和围护结构后期变形规律,为提前预判并规避基坑破坏风险,采用数值模拟方法预测基坑变形及围护结构工作状态。依托南京市和燕路过江通道八卦洲明挖段实际工程,针对悬挂式地下连续墙深基坑支护方式,动态模拟基坑开挖,研究地连墙墙体深层水平位移和墙体弯矩变化规律,对比监测数据验证模拟合理性。改变悬挂式地下连续墙厚度及埋深,发现地连墙厚度增大可减小深层水平位移,但对抗弯性能要求较大;增大墙体埋深可减小水平位移和墙体弯矩,但超过一定深度影响减小,通过寻求墙体厚度及埋深合理值,优化施工方案。     

瑞雷波数值模拟中的边界条件及模拟实例分析

应用2×12阶高精度交错网格有限差分法,建立震源位于地表时瑞雷波数值模拟的自由边界条件:同时,采用PML吸收边界条件以消除模拟时的边界反射.通过对均匀各向同性介质及2层介质模型的计算,验证所采用的自由边界条件和吸收边界条件的有效性及波场模拟的正确性.研究结果表明:模拟结果与解析结果相对误差在5%以内,并指出在同一精度下通过提高差分阶数比减少网格间距所需计算时间少.在2层介质模拟的基础上,对含有软弱夹层的3层介质进行模拟,得到更加接近实际情况的地震记录,频散曲线产生多个模式,并出现"之"字型回折.     

瞬态面波法在滑坡探查中的应用

随着工程建设不断增多,各种滑坡、边坡灾害越来越多。而多道瞬态面波勘探技术是近几年快速发展起来的高新技术,在滑坡体工程勘察中具有广泛的应用前景。本文主要通过介绍瞬态面波法勘探原理、技术方法以及资料整理和成果解释。并通过工程勘察实例,说明多道瞬态瑞雷波法应用于滑坡体勘察的可行性与有效性。     

地下水流数值模拟的研究现状和发展趋势

数值模拟方法是评价地下水资源量、模拟自然界一些水文地质过程发生和发展的主要方法和手段之一.作者着重论述了三维流模型开发、流速场与流线的计算方法、非均质参数的区域概化、繁杂数据的优化处理等热点问题以及MODFLOW等软件在三维流中的应用.提出三维水流模拟软件(如MODFLOW)与遥感、地理信息系统及全球定位系统结合起来是地下水流数值模拟的未来发展趋势.     

瑞雷面波在地下空洞探测中的应用

在公路建设、民用建筑改造过程中,地下空洞是工程安全的潜在威胁,弄清地下空洞、洞穴的分布情况是工程进行设计施工前需要解决的重要问题之一,而选择合适的探测方法则对勘察结果的准确程度有着重要的影响。瑞雷波检测的物理基础是瑞雷波传播速度VR与岩土体物理力学性质的密切相关性和VR与频率f的相关性,即瑞雷波的频散特性。与常规物探方法相比较,瑞雷波勘探具有分辨率高、应用范围广、受场地影响小、检测设备简单、检测速度快等优点,能够胜任大面积地下空洞的检测。本文从理论和方法上介绍了利用瑞雷波检测地下空洞的可行性,并应用这种方法对北京某库房建设工程场地进行了地下空洞检测,检测结果表明瑞雷面波方法探测结果准确可靠,操作简便易行,拥有广阔的应用前景。     

基于ANSYS的地下连续墙水平位移数值模拟

本文以实际工程—地下连续墙的监测数据为背景,通过通用有限元软件ANSYS,建立其有限元模型,来模拟基坑在开挖过程中的水平位移,最后通过监测值与实际值的对比,来分析ANSYS用于模拟地下连续墙支护结构的方法和适用性。     

有限元数值分析在地下连续墙中的应用

为了研究高层建筑基坑施工中采用逆作法时建筑结构中地下连续墙的受力特性．文章结合工程实例,采用有限元分析软件ANSYS,重点对基坑施工中的地下连续墙进行了各种工况下的有限元数值分析,计算了地下连续墙的内力和位移．根据现有工程经验,用弹性地基杆系有限元法计算多支撑地下连续墙的内力,能反映墙体内力的变化,能满足工程设计要求．但由于影响墙体变形的因素复杂,会影响地下连续墙内力计算的准确性,根据经验对最终计算结果进行调整是十分必要的．     

节理岩体强度参数的数值模拟及工程应用

采用数值模拟方法模拟含不同倾角层理面的岩体在抗拉、抗压试验下的破坏过程,从受力、变形和破坏的角度出发,解释节理岩体的破坏机理。在此基础上选取一种层理结构分布明显的岩样,完成常规力学参数下的实验测试与分析,并对数值模拟结果和实验结果进行比较和相关分析。研究结果表明:随层理面倾角的增大,单轴抗压强度先减小后增大,呈U型变化趋势;随层理面倾角的增大,单轴抗拉强度呈递减趋势;数值模拟结果得出单轴抗压强度和抗拉强度的各向异性系数分别为0.72和0.24;数值模拟结果与试验测试数据较吻合,为实际工程中复杂节理岩体强度参数的合理确定提供了一条新的途径。     

瑞雷波法在回填地基加固处理效果检测中的应用

本文阐明瑞雷波法在回填地基加固处理中的应用,该物探方法不失为一种岩土测试的勘探手段,供同行参考。     

非线性不规则波的数值模拟

根据波动方程得到了二阶非线性不规则波的模拟公式，以及二阶波谱的计算式； 探讨了有限水深不规则波的数值模拟方法。利用波浪槽中实测的波谱和理论谱分别计 算了二阶谱，并对不规则波时间序列进行了数值模拟．结果表明，二阶谱对实测谱的影 响主要发生在二倍谱峰频附近及低频区附近；二阶模拟对线性模拟有一定改善作用，     

煤炭地下气化调控升温温度场数值模拟

在常规地下煤炭气化数值模型的基础上，根据煤炭传热性质，建立了煤炭地下气化调控的数学模型，并应用控制容积法编制了数值模拟程序。对地下煤炭调控气化的地下温度场进行了模拟，得出了如下一些比较有价值的结论：地下煤炭调控气化通道温度曲线是双峰曲线，随着调控钻孔与进气孔距离的增加，两个燃烧区结合部的温度也是先升高再降低。调控钻孔与进气孔的距离为45m时，地下煤炭气化效率最高。     

地下车库诱导风机通风效果数值模拟研究

通风和防排烟设计是地下停车场和停车库消防安全的主要问题之一.分析了影响地下停车场诱导风机通风效果的因素.结合工程实例,采用CFD技术,运用数值模拟手段研究了独立诱导风机系统的通风效果,分析了不同因素对通风效果的影响程度.结果表明,通过合理的布置方式,诱导风机系统能够独立完成地下空间的通风换气任务,同时数值模拟手段也可为通风设计优化提供有力指导.     

地下空洞的面波探测

 利用有限元方法对Rayleigh 面波的波场特征进行数值模拟,比较不同网格长度对Rayleigh 面波频散的影响,针对20 Hz的主频震源,确定当网格划分长度为0.5 m 时可满足要求。由于Rayleigh 面波散射的时距关系为双曲线,在地面布置检波器可接收到地震信号,根据地震记录所携带的地质信息对非均匀地质体进行查找,通过数值模拟验证其有效性。以Lafayette 体育馆的空洞为例,研究表明Rayleigh 面波勘探结果与电法探测的结果吻合。通过频散数据按等效半空间法,反演得到V-H 频散曲线排列和x-H-V 速度等值线图,在勘探深度范围内,能较准确地确定地下空洞的位置。     

宝泉滑坡工程处理的数值模拟

宝泉滑坡体方量巨大,且处于宝泉抽水蓄能电站工程的关键部位。通过极限平衡法和三维有限元模拟计算,模拟了宝泉滑坡体的稳定性和工程处理方案。削坡减载是工程处理的最有效措施。将滑坡体开挖至770m高程后,滑坡体稳定性将大大提高,即使在Ⅶ度地震条件下仍将保持稳定。     

激光激发瞬态Lamb波的实验检测与数值模拟

为研究板材中Lamb波的产生和传播特性，该文提出了采用光纤耦合反射式光束偏转技术进行探测的方法，讨论了这一测试方法对应的原理。进而用有限元方法对激光融蚀机制下激发的Lamb波的演变过程进行了数值模拟。所获得的实验结果与数值计算波形图基本一致，证明该文所提出的测试方法在激光超声检测领域具有应用价值。