连拱隧道典型裂缝、渗漏水病害调查与分析研究

依据对云南老苍坡三号等十几座双连拱隧道裂缝的调查,分析了连拱隧道典型裂缝和渗漏水等病害的产生原因.并对部分工况利用商业软件ANSYS6.1进行了隧道裂缝仿真模拟,从理论上分析了裂缝产生的原因,并对其分类.最后,给出了连拱隧道裂缝的防治措施,即以排为主,以堵为辅的治理方针.     

地下结构混凝土微胶囊自修复法及力学模型

由于受到外环境和内环境的共同作用,地铁隧道结构的劣化现象是不可避免的,且用常规方法难以修复.而微胶囊自修复混凝土为地铁隧道结构的修复提供了新的方法,它能够智能、大范围地修复细微裂缝,且对结构造成的初始损伤较小.为此,提出了基于泰勒弹性损伤模型的受拉荷载下地下结构微胶囊自修复混凝土的二维自修复细观力学模型,建立了损伤修复演化方程,给出了修复后柔度的求解公式.微胶囊自修复水泥的试验与数值对比分析表明,该模型不仅能够模拟地下结构微胶囊自修复混凝土的损伤修复现象,而且具有较好的计算精度.     

基于贝叶斯克里金的地下空间多源数据建模

利用贝叶斯克里金方法集成钻孔数据与地震解译数据估计地质层面的高程.将线性贝叶斯理论运用于克里金估计,把用于空间估计的数据分为2类,即把钻孔数据视为硬数据,把数据不确性较大的地震解译数据视为软数据,构建了一个考虑贝叶斯方法的地统计模型,用区域性变量理论研究这2类数据的空间变化特征.通过对某煤矿煤层表面高程的估计以及与普通克里金方法的估计值与误差的比较证明了贝叶斯克里金法能较好地考虑地质剖面和地震解译数据的不确定性,在地质层面高程的估计方面具有一定的优越性,是一种可行的考虑数据全局不确定性的多源数据集成建模方法.     

多边形单元的构造新方法及实现

针对任意多边形单元生成困难的问题,提出了一种利用传统的三角形有限元网格生成形状合理的多边形单元网格的方法.该方法能够直接利用已经成熟的三角形网格生成算法,且具有消耗时间少、程序实施简单、稳定可靠等优点.详细介绍了该多边形网格的生成算法,进行了程序实现,并用算例证实了该方法的正确性.     

密实散粒体宏微观特性的直剪试验离散元数值分析

为了分析直剪试验中试样内部的应力、应变状态,采用离散元商业软件PFC2D在不同围压下对密实散粒体进行了大量的数值模拟,分析了试验的边界效应,应力偏转,应力、应变路径以及颗粒群的微观运动状态.模拟结果表明:边界摩擦影响室内直剪试验的测试结果,所得密实散粒体的强度指标偏高,内摩擦角存在1.5°的误差;剪切过程中,主应力大小和方向均发生变化,中心点主应力偏转约44°.由剪切带内外颗粒运动状态和应力、应变路径分析可知,剪切带内部是主要的剪胀区,存在大幅度的加卸载反应,并且应力路径峰值超出了试样峰值强度包线;剪切带外体变较小,主要处于加载状态,应力路径峰值未超出试样残余强度包线.     

公路隧道现场监控量测及信息反馈

结合多座公路隧道现场监控量测工作,研究了服务于公路隧道现场施工的监测内容、监测方法以及现场采集数据的分析处理技术。对周边收敛量测、拱顶下沉量测、地表下沉及边坡位移量测等量测项目所得到的位移-时间曲线,进行了分门别类,并给出了适合现场及时反馈运用的数据分析处理方法。结果表明:现场监测的位移-时间曲线可分为正常型和非正常型,其中非正常型曲线又可分为跳跃型、突变型以及反常型等类型。结合工程实际,系统归纳了位移-时间曲线的正常型及非正常型中的跳跃型、突变型和反常型曲线的现场实用分析方法。     

低弹模包体强度对试样破裂模式影响的数值试验

应用自行开发的岩石破裂与失稳RFPA^2D系统，对含低弹模不同强度的包体试样的破裂模式进行了数值试验。结果表明：随着包体强度的增大，包体声发射总次数呈明显的下降趋势，而包体主破裂位移加载量呈上升趋势，试样最大承载力呈上升趋势；包体水平轴线上各单位点的剪应力降总是先发生在包体两端位置处，当包体强度较小时，剪应力降由包体水平轴线中央向其两端扩展，当包体强度较大时，由包体水平轴线两端向其中央扩展。     

非均质混凝土细观数值模型及其在双边裂纹加载中的应用

基于混凝土细观层次的结构特征,通过Weibull随机分布函数引入材料的非均匀性,结合细观单元的弹塑性各向异性损伤模型,建立了非均质混凝土破坏过程的细观数值模型。然后运用所建立的细观数值模型,对双边裂纹非均质混凝土在双轴加载条件下的渐进破坏过程进行了数值试验,所得结果与Suaris的试验结果基本一致,从而验证了所建立的模型的合理性,为从细观层次研究混凝土的渐进破坏过程、揭示混凝土的破坏机理提供了一种新的数值试验手段。     

施工期盾构隧道上浮机理与控制对策分析

从盾构隧道上覆土的最小厚度计算入手,提出因注浆浆液或泥浆、水等液体包裹管片而形成的静态浮力通常不足以使隧道上浮;在分析注浆压力分布模式的基础上,将注浆压力可能产生的动态上浮力与浆液环产生的静态浮力进行了比较,认为因注浆压力产生的动态上浮力是盾构隧道施工中产生上浮的主要原因,进而提出了控制盾构隧道管片上浮的最小上覆土厚度及最大注浆压力计算式,验算结果与实际情况吻合;最后,基于对管片上浮机理的分析,对管片上浮控制提出了一些建议,并提出为防止管片上浮,需依据埋深、周围土体特性、注浆孔在管片环上的位置情况等对注浆压力实施动态控制.     

地下工程有限元程序面向对象的设计与实现

在综合现有的有限元面向对象设计的基础上 ,提出了一个完整的可用于地下工程计算分析的面向对象有限元程序框架 .通过强调模型域与分析域相分离 ,单元、材料参数与本构模型相分离 ,并将有限元分析过程抽象为求解算法类、分析模型类、有限元方程组集类、约束处理类和自由度编号类 ,整个有限元分析过程清晰简洁 ,且具有很强的灵活性和很大的可扩展性 .