锚杆支护问题的边界元分析法

本文介绍巷道锚杆支护问题的一种二维边界元分析法。考虑锚杆,围岩及薄弱面之间的相互作用,建立了锚固力支配方程与薄弱面释放应力的支配方程。提供了完整的计算格式。两个数值计算结果表明了该方法的效率与功能。     

岩土工程中两类锚杆支护系统的研究

锚杆支护是岩土工程中一种重要的支护形式，锚杆支护的主要目的是维护隧道围岩＂咬合圈＂或＂松动咬合圈＂自身的平衡，保证隧道空间的安全。本文根据瑞典北部Ｌａｉｓｖａｌｌ矿与斯德哥尔摩Ａｔｌａｓ公司的现场资料，采用粘塑性边界元（模拟围岩），薄板弯曲边界元（模拟喷射混凝土层），新的锚杆单元（模拟描杆），粘塑性边界元与薄板弯曲边界元耦合（模拟围岩－喷层作用）以及时间－成本比较法，对岩土工程中两种类型的锚杆支护系统（水泥锚杆与Ｓｗｅｌｌｅｘ锚杆支护系统）进行了分析比较。结果表明，Ｓｗｅｌｌｅｘ锚杆支护系统比水泥锚杆支护系统对于改善软岩隧道的支护质量及降低工程成本更为有效。     

锚杆支护对围岩稳定作用的弹塑性力学计算与应用

从弹塑性力学计算出发，用锚杆两端对围岩体内锚固区施加的两组夹紧力来考虑锚杆支护对巷道围岩应力状态改变的影响；而描述锚固围岩体力学性质的粘结力和内摩擦角并未改变，建立了锚杆支护对围岩稳定作用的弹塑性力学模型。通过计算，得到了不同锚杆支护强度和锚固区半径下的围岩应力及塑性区半径的理论计算公式；分析了锚杆支护巷道的围岩应力分布及塑性区变化趋势。并在井下巷道的锚杆支护参数选定中进行了实际应用，锚杆支护弹塑性力学计算的解析解在理论上为锚杆麦护的董化设计提供了依据．     

巷道衬砌与围岩相互作用的有限元—边界元耦合数值计算

本文依据地下巷道衬砌(或支护)与围岩的相互作用关系,将边界元域的所有未知量全部凝聚到耦合面上来实现有限元与边界元的耦合数值计算,并且对耦合计算中所能遇到的奇异性问题进行了讨论,给出了求解的途径,文末还对两个工程实例进行了计算研究。     

节理裂隙岩体的离散元计算方法

岩体通常被弱面所切割、分离，岩体结构的稳定性与弱面性质密切相关，离散元方法是对岩体进行形变分析计算的方法之一。作者介绍了该方法的基本计算步骤并以预应力锚杆为例进行了应力、应变计算推导，为边坡加固、围岩支护提供了一种可靠的计算方法。     

分区粘弹性介质样条边界元反分析数值解法

通过改造非均质样条边界元列式方法，建立了分区粘弹性介质边界元反分析的数值求解格式，该数值解法与均匀弹性体边界元法相类似，不需作分区组合计算，简化了计算程序，减少了计算工作量、提高了计算精度和解题效率，为解决非均质围岩反分析中遇到的困难奠定了基础。     

巷道围岩及支护压力预测方法的研究

论述了软岩巷道围岩及支护压力与位移计算和预报的位移反算方法，内外边界元方法，边界罚单元与有限元结合方法以及时间序列分析方法和灰色系统理论方法并结合该５种方法在岩土工程中的应用，探讨了它们的可行性和实用价值，为地下工程软岩巷道的支护和设计提供了重要的参考。     

基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测研究

为研究锚杆工作荷载,应用了分形理论中的盒维数方法。根据一维杆波动理论,在锚杆外露端头安装一个自激式加速度传感器,利用锚杆无损检测加载试验台分级加载、检测标定测得锚杆-围岩相互作用体系在激发荷载作用下的速度响应,计算其加速度响应曲线的盒维数,拟合得出荷载-盒维数曲线,直观地判断锚杆工作荷载和锚固质量。     

基于载荷传递机理的注浆岩石锚杆锚固模型(Ⅰ)

为了进一步研究隧洞等地下工程中锚杆支护锚固机理,根据微段锚杆的受力平衡以及载荷传递机理建立了锚杆的载荷传递微分方程,同时根据隧道围岩安装锚杆前后的应变变形建立了锚杆的轴向载荷的传递方程,结合圆形隧洞围岩的径向变形方程,推导了理想弹塑性围岩中注浆岩石锚杆的轴向应力的计算模型,以及锚固段与围岩体界面之间的摩阻力的计算模型.通过对比工程实测结果与模型计算结果,验证了所建立的模型的正确性,同时也验证了巷道锚杆支护中性点理论的合理性与正确性.     

浅析煤巷锚杆支护机理

本文主要论述了锚杆,锚索与煤巷围岩之间的相互作用关系,分析了锚杆支护的作用在巷道不同受力阶段的特点,从而了解锚杆支护的作用机理,并对其进行总结。     

地下工程围岩维护的新途径—切缝弱化围岩法研究

本文在分析围岩运动的基础上提出了一种新的围岩维护方法——弱化围岩法,然后用边界元分析和模型实验对切缝弱化围岩法进行了研究,结果表明这种方法是有效的。     

锚杆在软岩中作用机理的研究

对软岩中锚杆的作用机理提出了一种分析方法,分别讨论了锚杆体系和锚杆本身的力学行为。从位移的观点分析了锚杆和岩石体之间的联接作用机理,对隧道开挖中锚杆的设计提出了一种简单的方法。经分析,锚杆的初始应力与岩体的位移有关。工程实例模拟证实了以前的发现,并证明了本文模型的实用性。     

用边界元法解饱和电机气隙磁场问题

本文提出一种用边界元法与磁路计算相结合来求解饱和电机气隙磁场分布的数值方法。对一台异步电机气隙磁场的分布,分别用公认的非线性有限元法及本文的方法进行计算,两种方法的结果很好地吻合,从而证明了本文方法的实用性。算例表明,本文方法保持了边界元法输入数据少、占用内存少,运算速度快,计算精度高的优点,又克服了边界元法在非线性问题中应用受到限制的弱点。     

三维快速多极边界元高性能并行计算

该文实现了快速多极边界元法的一种高性能并行计算。其并行求解器基于自适应新版本快速多极边界元算法,采用三维二次等参元和等精度积分格式,并通过实测的任务量进行分布式并行环境下的合理负载划分。数值算例表明,该求解器在保持高次边界元高精度优点的基础上,对于几何形状不规则的结构仍能保持较好的并行效率,和传统边界元法相比使解题规模有了数量级的提高。这种并行计算为边界元法在大规模复杂工程问题中的应用提供了有效方案。     

声表面波器件的快速精确模拟

该文提出了声表面波器件有限元/边界元（Finite Element Method/Boundary Element Method,FEM/BEM）模拟的快速计算方法.FEM/BEM方法作为一种全波分析方法,考虑了所有声波模式,能实现对声表面波器件的精确模拟,但FEM/BEM方法一般计算量大而难以实用,国内外已有工作围绕提高FEM/BEM法的计算速度展开.本文将在Ventura工作的基础上,优化占主要计算量的体波贡献.首先对固定的半无限长压电基片的格林函数用分段多项式函数近似,以避免复杂格林函数的反复计算,然后推导出近似后的积分之间的递推关系式,编写递推算法,并通过实例验证了递推算法能达到精度要求且提高了计算速度.最后采用优化后的FEM/BEM程序对一种纵向耦合（Double Mode Saw,DMS）滤波器进行模拟,模拟结果与实验结果吻合.     

基于边界元法的串珠状油藏压力动态分析

油藏压力动态分析的常规解析方法大多是建立在规则几何形状基础上,然而实际碳酸盐岩油藏往往是非规则的,伴随着尺度不一的裂缝和孔洞型结构,纯解析方法就显得无能为力。边界元方法是一种边界型数值方法,它把控制微分方程变换成边界上的积分方程,采用Laplace变换,在单相均质微可压缩流体流动的数学模型基础上建立了求解串珠状油藏压力的边界元方法和计算过程;结合该方法计算出的曲线图版,分析了多种不同缝洞组合方式下的压力动态,为求取油气藏特性参数和产能评价提供了技术支持,为试井分析提供了更灵活的理论方法。     

应变空间弹塑性迭代计算的加速收敛法

本文导出了在应变空间表述的弹塑性本构方程,提出和推导了增量迭代计算中能加速收敛的中点刚度计算公式,给出了有限元和边界元的计算结果。     

一类强奇异积分方程的数值求解方法

为了改进边界元方法中的强奇异积分方程的数值算法,通过对奇异积分大量文献的研究,提出了一种强奇异积分方程的数值解法,该方法通过Chebyshev多项式展开和方程奇异性的降低,有效的改进了强奇异方程的数值求解方法,并将算法推广至求解更一般的强奇异积分方程。结果表明:该方法在计算量和误差方面有了明显的改进。通过算例说明方法的可行性、有效性。