柱面网壳在地震作用下的失效机理研究

利用非线性有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,研究了单层圆柱面网壳在地震作用下的动力稳定性问题,指出当加速度峰值较小时,网壳的节点位移响应随地震加速度峰值增加呈线性增加,结构的变形主要是弹性变形,随着加速度峰值的加大,位移响应增加速度加快,部分杆件进入塑性,当达某一特征值时,位移响应大幅度增加,此时结构丧失了稳定性,沿结构不同方向输入地震波时,X方向首先发生失稳。     

基于跃越失稳理论的减震支撑

本文提出了一种由压杆拱构成的减震体系,并分析了该体系在地震作用下的力学性能。该体系利用压杆拱失稳的过程吸收地震能量,并将之反向释放,依靠储存的地震能量抵抗地震作用。研究表明,该体系能较好的减小框架梁承受的竖向地震作用,并且对减小水平地震作用也有较明显的效果。     

破碎围岩条件下开采扰动区LSMA的动力失稳

破碎围岩环境下大断面巷道开挖必然形成大尺度采空区(large scale of mined-out-area,LSMA),其围岩介质的变形与失稳行为及过程很复杂,主要涉及到开采扰动区(excavation dis-turbed zone,EDZ)范围内围岩力学性态及强度劣化特征、顶部岩层非稳态下沉与水平挤压变形耦合作用诱致动力失稳、深层围岩离层演化至局部化冒落失稳等,且其变形从微尺度演化为大尺度(寸)过程具有复杂的非线性特征,这为灾害治理带来挑战。基于现场调查,利用表面变形与深部离层规律综合监测与锚杆(索)力学性态试验及测试,结合室内物理相似模拟和数值模拟试验,深入分析复杂地质条件下松软破碎围岩局部化变形与演化失稳机理,为工程防灾和减灾提供科学依据。     

破碎围岩条件下开采扰动区LSMA的动力失稳

破碎围岩环境下大断面巷道开挖必然形成大尺度采空区（large scale of mined-out-area，LSMA），其围岩介质的变形与失稳行为及过程很复杂，主要涉及到开采扰动区（excavation disturbed zone，EDZ）范围内围岩力学性态及强度劣化特征、顶部岩层非稳态下沉与水平挤压变形耦合作用诱致动力失稳、深层围岩离层演化至局部化冒落失稳等，且其变形从微尺度演化为大尺度（寸）过程具有复杂的非线性特征，这为灾害治理带来挑战。基于现场调查，利用表面变形与深部离层规律综合监测与锚杆（索）力学性态试验及测试，结合室内物理相似模拟和数值模拟试验，深入分析复杂地质条件下松软破碎围岩局部化变形与演化失稳机理，为工程防灾和减灾提供科学依据。     

矿井巷道围岩与支护系统稳定性的耗散结构

巷道围岩压力与支护能力是一个相互作用与反作用的关系,两者之间必须协调才能取得较好支护效果.将巷道围岩与支护看作是一个复杂系统,利用耗散结构理论分析和研究围岩与支护系统的稳定性,分析了巷道围岩与支架之间的相关性,得出围岩支护的稳定性与支架的支撑能力和围岩的适应性关系.     

梁宝寺井田瓦斯涌出规律及其预测

根据矿井建设和生产过程中积累的大量的瓦斯地质资料,分析了瓦斯质量体积、煤层埋藏深度、围岩特性、地质构造等主要因素对梁宝寺井田瓦斯涌出的影响.总结的涌出规律为瓦斯涌出量随埋藏深度增大而增大,随顶板砂岩比增大而减小,在遇断层处涌出量明显增大.运用多元回归分析的方法对瓦斯涌出进行定量预测,结果表明,该方法预测梁宝寺井田瓦斯涌出的结果能够与实际地质情况较好的吻合.     

膨胀土路基稳定性分析及计算

膨胀土是一种随含水量变化而表现出显著胀缩变形和膨胀力的一种特殊粘性土.其土坡的失稳破坏形式有着特殊的规律性.本文结合笔者工作实践和探索,分析膨胀土边坡滑动破坏的过程.     

轴向浮力驱动下的旋转圆筒热对流稳定性

研究了热对流驱动下的同轴旋转圆筒的线性稳定性问题. 模拟内外圆筒温差引起的热浮力采用了Boussinesq假设, 双圆筒同向旋转, 其半径比为0.5, Prandtl数为0.709. 通过分析发现, 由于圆筒旋转离心失稳和热浮力剪切失稳两种机制的互相竞争, 临界失稳中性曲线发现间断现象, 失稳模态产生跳跃, 形成“孤岛”效应. 在研究稳定性问题的同时还对求解圆筒稳定性问题的数值方法进行了研究和探讨.     

露天高陡边坡三维固流耦合稳定性

为了研究地下水对露天高陡边坡稳定性的影响,采用三维有限差分数值计算方法对露天高陡边坡的稳定性进行了固-流耦合研究.通过与无地下水影响时的边坡稳定状况进行比较,阐述了地下水对边坡应力场、破坏场以及位移场的具体影响结果.计算结果表明,地下水在一定程度上降低了边坡的稳定性,成为边坡失稳的隐患.在判断边坡的稳定性时提出了一种新的判断方法,即运用边坡移动速度的变化趋势结合边坡的位移量以及破坏场范围判断边坡的稳定性,提高了数值计算分析的可靠性.     

地下工程围岩的平面应变实验技术

软岩和深埋地下工程的围岩一般要进入峰后阶段，大量裂缝的衍生、扩展、错动和张开是围岩变形、承栽力下降的主要原因，单轴实验已不能反映峰后围岩的变形本质。平面应变压缩实验与围岩的应变状态相似，但其要求实验台具有极大的侧向刚度，一般均不能满足。本项目利用高强混凝土和槽钢浇铸平面应变实验台，已开展了大量的平面应变实验，获得了成功。此外，峰后的体积应变和侧向应变也一直是难以获得的实验数据，项目通过相应的实验设计也成功获得。