地下洞室群的弹粘塑性有限元分析

针对岩石类介质,基于Perzyna的弹粘塑性理论,采用弹粘塑性本构模型,建立了相应的有限元列式,并从理论和经验两方面讨论了迭代过程中时间步长的限制问题。对某洞室围岩稳定性所进行的分析,考虑了洞室开挖过程中的粘性效应,得到了洞周围岩的位移,应务随时间变化的规律,为地下洞室施工的适时支护提供了依据。     

大跨度地下洞室围岩结构面空间展布的确定性研究

以某电站大型地下厂房主变洞为例,研究了大型地下洞室围岩结构面的空间尺度各指标的关系、相关方程的建立、可视化图形展示以及在洞室拱顶与边墙出露位置的确定,从而得出结构面在洞室周边出露的确定性信息.这些确定性的信息将是大型洞室组合块体的确定、确定性块体稳定性评价、围岩岩体质量分类、围岩二次应力计算的基础,同时也为设计和施工技术人员提供了较准确可靠的地质依据.     

某抽水蓄能电站地下洞室群围岩三维稳定分析

某抽水蓄能电站地下厂房为大跨度、高边墙地下洞室群,地质条件复杂,分布软弱夹层,高边墙及洞室间岩体的稳定性是洞室设计的关键因素。根据水压致裂法地应力测试数据计算侧压力系数,构造初始地应力场,按照开挖顺序建立三维弹塑性计算模型,分析地下洞室群围岩应力与变形特征、塑性区分布,评价了地下厂房洞室群围岩稳定性,为洞室设计提供科学依据和基础数据。     

马蹄形洞室围岩稳定性结构面倾角效应分析

为了分析不同倾角结构面对马蹄形洞室围岩稳定性的控制机理,文章运用数值模拟的方法分析了15°、30°、45°、60°、75°5种典型倾角结构面横穿马蹄形洞室断面时围岩应力分布、围岩位移的特征,探讨了结构面产状控制围岩变形与破坏的机理。通过对应力场和位移场的分析可知:当结构面倾角小于等于60°时,塑性区随结构面倾角的增大不断减小;当结构面倾角大于60°时,塑性区随倾角增大而增大;在结构面倾角为60°时,洞室围岩的塑性区最小,相对稳定。     

地下洞室层状围岩粘弹塑性有限元分析及计算程序

本文对层状岩体中地下洞室进行了粘弹塑性有限元分析。系统推导了计算公式,编制了一个能处理正交各向异性体或各向同性体、有或无喷锚支护衬砌和洞室分期开挖等综合性计算程序“SGJ-3”,并结合工程实例进行了计算分析。计算程序和计算结果可供设计和工程问题研究中应用或参考。     

半封闭地下空间中盾构掘进对土体的扰动分析

为分析半封闭地下空间中盾构掘进对周围土体及结构的影响,以上海市轨道交通7号线某盾构区间侧穿地下连续墙为背景,进行了现场数据监测及三维有限元数值模拟.研究结果表明:地下连续墙在束缚了土体侧向位移的同时,盾构掘进使软土向隧道侧产生位移,并增大了土体的竖向位移;在盾构掘进过程中,地下连续墙所围半封闭空间体内土体中土压力近似正...     

基于IGWO-LSSVM的弹体侵彻地下洞室毁伤效应预测

侵彻的巨大动能会对结构造成毁伤,准确预测弹体侵彻地下洞室的毁伤效应,对地下防护工程的设计具有重要意义。针对当前方法存在的问题,提出了改进型灰狼算法优化最小二乘法支持向量机(IGWOLSSVM)模型,通过对训练样本的训练,形成输入量到输出量之间的映射关系,根据输入量可以得出相对应的拱顶峰值压力,实现了对弹体侵彻下不同跨度、不同埋深的地下洞室毁伤效应的预测。并利用ANSYS/LS-DYNA数值仿真结果对预测结果进行验证,表明该模型对弹体侵彻地下洞室毁伤效应具有良好的预测效果,可以满足工程需要。     

应用边界元方法求解地下洞室三维开挖问题

将边界元方法和FORTRAN语言相耦合,完善了三维线弹性无限域问题的边界元方法源程序。利用此程序计算并分析单条地下洞室开挖、双条平行洞室开挖、双条正交隧洞开挖三维应力场和位移场分布,洞室周壁的应力集中系数,洞室周壁的位移变形规律,给出了洞室周壁岩体的稳定性。得到的一些结果可以对实际工程做定性指导。     

三维应力约束及厚度效应的有限元分析

文章对有限厚度板裂纹端部应力场、三维应力约束进行了初步探究,得到了不同试件的约束参数及相应的曲线.对一定厚度的均匀拉伸和三点弯曲的标准试件,试件的厚度越大,离面约束的面内约束范围越大.根据面内约束分析,随着试件厚度的增加,弯曲试件首先达到平面应变状态.     

隧道掘进对近接垂直交叉隧道的三维有限元分析

为研究隧道施工顺序对隧道开挖的影响,采用三维有限元分析方法模拟某垂直穿越隧道的开挖过程.基于砂土的亚塑性本构模型并考虑土体的小应变刚度,分析施工顺序对垂直交叉隧道的影响,研究对既有隧道附近土体的应力传递机制.研究结果表明:与无既有隧道工况相比,既有隧道的存在使得最大沉降量降低14％;新建隧道在既有隧道上方时,地表沉降较大,但影响范围小,当掌子面接近既有隧道中心线时,既有隧道的应力由拱顶传递至拱肩;当掌子面距离既有隧道中心线后方3D和前方6D之间时,应力释放对既有隧道的影响显著;新建隧道在既有隧道下方时,既有隧道产生的变形和弯矩更大;在垂直交叉隧道施工中,应充分考虑施工顺序对地表沉降、既有隧道的影响.     

基于三维地质模型的地下洞室参数化设计与方案优选

水电工程地下洞室区域所处的地质构造往往比较复杂，二维设计方法有一定的局限性．引入非均匀有理B样条（NURBS）技术，并结合地质交互解译、TIN算法和地质趋势面分析理论方法构建三维地质模型．基于三维地质模型，提出地下洞室三维参数化设计的概念和方法，对设计成果进行分析，并应用改进的层次分析法，构建地下洞室设计方案的优选模型．通过在某水电工程设计中的应用验证了该方法的可行性．     

隧道地下风机房洞室群围岩稳定性三维有限元模拟

采用有限元软件MIDAS建立隧道地下风机房洞室群的三维计算模型,对隧道地下风机房洞室群的关键部位的稳定性和施工过程进行了分析,研究表明:各个支洞与隧道的交叉处以及各个支洞的顶部的围岩出现大范围的拉应力,拱顶的沉降值和拱底的隆起值比较大,建议在支洞与隧道交叉处应加强支护;通过对洞室群并列洞室施工过程的分析,得到隧道地下风机房洞室并列施工时相互影响很小。     

计入无限空间连续介质效应的地下结构地震分析

本文考虑地下结构与其周围无限空间连续介质的动力相互作用,用半解析单元法分析在地震载荷作用下地下结构的动力响应,求得地下结构的变形规律、内力分布、结构与介质相互作用力、介质内力学状态、介质存在对结构反应的效应等一系列结果,并对地下结构的地震力计算进行了分析。文中所述计算方法将为地下工程抗震设计提供一种简便、实用、有效的分析手段。     

机场道面地下管线三维定位算法

针对已有方法对机场道面地下管线定位误差较大的问题,提出一种机场道面地下管线三维定位算法。首先,对探地雷达所成管线的B-scan图像进行预处理,将处理后的图像输入Faster-RCNN网络中,对B-scan图像中的管线进行目标识别;其次,由于管线目标符合双曲线形态特征,采用双曲线顶点获取算法确定顶点位置;最后,设计三维空间直线拟合(three-dimensional space line fitting, TDSLF)算法来判断地下管线的具体位置,进行地下管线的三维重构。所提算法实现了地下管线的自动识别与定位,与真实机场道面地下管线实际位置的最大误差仅为4 cm。     

地下厂房洞室群动力反应时程分析

采用动力时程分析法,对杨房沟水电站地下厂房洞室群地震反应进行了三维非线性数值模拟,分析了洞周围岩的加速度、位移时程变化及应力分布特征.计算结果表明,在地震荷载作用下,洞室高边墙对加速度有一定放大效应;洞周围岩地震位移波形与输入地震波形一致,围岩各质点间的相对变形及围岩永久变形均较小;围岩应力分布较为合理,最大主应力及最小主应力幅值较小,地下洞室群在设计地震荷载作用下抗震稳定性较好.     

地下洞室断面形状的优化设计

基于初参数数值解法计算隧洞衬砌的变位和内力可以得到很好的解答,而复形法是优化设计中的常用方法,将这两种方法合二为一,给定内力控制值,对隧洞的断面形状进行优化设计的初步探讨,在工程具有一定的实际意义。     

地下洞室开挖围岩弹塑性动态稳定性分析

推导Drucker-Prager屈服准则强度储备安全系数的表达式。以糯扎渡水电站调压井大型地下洞室群施工为例,通过典型断面关键点位移、小主应力及安全系数随开挖步的变化,分析开挖对大型地下洞室群围岩稳定造成的影响。研究结果表明:强度储备安全系数随着主应力差的增大而减小。在开挖过程中,围岩整体稳定性较好,但是围岩位移、小主应力随开挖步的不断递进而持续增大,关键点安全系数持续减小,最大位移与最大拉应力均位于调压井下部,分别为10.57 mm及1.10 MPa,局部关键点最小安全系数不满足规范要求,所以洞室开挖后需及时支护。当二次衬砌高程大于关键点所处高程时,该点安全系数明显增大,且满足规范要求,通过支护方案比选,调压井混凝土浇筑至625.5 m高程是该工程最经济合理支护方案。     

地下洞室与其上部地基相互作用的FLAC分析

应用FLAC对地下洞室与其上部地基的相互作用进行了分析，并和常规计算方法进行了对比，发现FLAC能够模拟现场地质条件，弥补一般常规方法不能考虑断层的不足，是一种简单易行的分析方法。     

地下结构振动有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS,分析了地下结构在地震波的单双向激励及不同埋深情况下的动力响应的变化,得出结论和建议。     

低地应力区地下洞室围岩变形量二维有限元数值模拟

以西北某市水利地下工程泄洪洞为例,在采用弹塑性二维有限元法对洞室围岩开挖后Ⅳ类围岩变形量进行数值模拟研究的基础上,总结分析了低地应力区地下洞室开挖后围岩变形破坏及其特征。