交通部西部交通建设科技项目(2011ZB04)
- 作品数：16 被引量：200H指数：9
- 相关作者：朱合华徐前卫丁文其蔡永昌程盼盼更多>>
- 相关机构：同济大学中国矿业大学深圳市交通公用设施建设中心更多>>
- 发文基金：交通部西部交通建设科技项目国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学自动化与计算机技术更多>>
- 基于流形方法和图论算法的岩/土质边坡稳定性分析被引量：7
- 2013年
- 目前边坡稳定性分析常用的极限平衡法存在着不能考虑实际岩土体的应力应变关系,假设过多等缺点,强度折减法也存在着需要重复计算工作量大,计算容易不收敛,难以考虑边坡应力路径影响及较难直接得到滑裂面等不足。从边坡的应力状态出发,借助基于物理覆盖系统、能较好统一连续和不连续分析的数值流形方法,得到土质边坡或存在着较多不连续面的岩质边坡的应力场分布,并将边坡稳定性分析转化为图论问题,利用Bellman-Ford搜索算法快速稳定地寻找出边坡的安全系数和最危险滑裂面。该方法无需做过多假设及迭代计算,可以反映边坡的应力路径影响,较好地统一岩质/土质边坡稳定性分析。
- 郑文博庄晓莹李耀基蔡永昌
- 关键词：土质边坡稳定性分析数值流形方法图论
- 软弱围岩隧道开挖应力扰动特征试验及数值模拟被引量：10
- 2016年
- 文章结合武宁—吉安高速公路隧道工程,以Ⅳ级围岩为对象,采取模型试验和数值模拟相结合的方法,分别对拱顶上方有、无断层两种情况下隧道开挖引起的围岩塌方破坏的渐进性过程以及岩体内部的应力演化规律开展研究,从而为隧道塌方事故的预防和支护结构设计提供借鉴和参考。研究结果表明:(1)隧道开挖后,拱腰以下岩体往往因应力集中程度较高而率先剪切破坏;(2)当有断层存在时,隧道开挖使得断层下盘岩体处于悬挑状态而容易出现拉剪破坏;(3)隧道开挖主要对自两侧拱脚向上与水平面成45°+φ/2范围内的岩体有影响,而塌落破坏的岩体只占此影响区域的一小部分;(4)断层的存在使得拱顶上方岩体径向压力在隧道开挖后更易于出现降低,且应力降低范围相对无断层时的要大;(5)当无断层存在时,拱顶上方岩体切向应力集中是伴随着岩体的开裂和塌落而逐步由隧道周边向外侧发展的,而当有断层存在时,拱顶上方切向应力集中则出现在距拱顶更远的位置。
- 徐前卫程盼盼朱合华丁文其陈国中
- 关键词：隧道软弱破碎围岩渐进性破坏模型试验数值模拟
- 软弱隧道围岩拱顶塌方及锚杆支护效应试验研究被引量：10
- 2016年
- 为研究软弱岩体中隧道开挖引起的围岩失稳破坏特征以及锚杆的加固效应,以IV级围岩为参照对象,开展一系列无锚杆和有锚杆支护条件下的隧道开挖地质力学模型试验,并对拱顶围岩的位移、应力和宏观破坏形式的发展变化规律进行分析。研究结果表明:(1)隧洞开挖后,围岩破坏始自隧道两侧拱脚,渐次向上延伸并塌落成拱;(2)由于锚杆的悬吊挤压作用及其与岩层的组合梁效应,显著减少了拱顶岩体塌落范围;(3)锚杆通过对岩体施加黏锚力,提高了锚固范围内岩体的强度和韧性,有利于增强围岩的承载能力和抵抗变形能力;(4)锚杆支护对围岩应力分布起调节作用,使得围岩能在较高的能量状态下获得稳定平衡,并延缓了围岩进入"软化"阶段。上述研究成果可为软弱隧道围岩稳定性评价以及支护结构的设计与施工提供一定的借鉴和参考作用。
- 程盼盼徐前卫朱合华丁文其陈国中吴永波
- 关键词：隧道工程软弱围岩渐进性破坏模型试验
- 一种基于数值流形法的模拟岩体结构面新方法被引量：1
- 2014年
- 利用数值流形方法可以方便有效地统一处理连续和非连续变形分析的优点,借鉴Goodman单元的相关理论,提出一种基于数值流形方法的模拟节理、裂隙和软弱夹层等岩体结构面的新方法,极大简化了含岩体结构面的复杂岩体工程的前处理及分析过程.算例分析表明了该方法的正确性和有效性.
- 李恩璞蔡永昌李耀基朱合华
- 关键词：岩体结构面数值流形方法节理单元
- 软弱岩体中隧道开挖的落门模型试验研究被引量：2
- 2014年
- 在软弱围岩中进行隧道开挖,往往因岩体应力过高或变形过分而导致围岩失稳破坏,并进而引发隧道塌方事故。本文以Ⅳ类软弱破碎围岩为参照对象,首先将其等效为单一均值地层,再利用相似材料对其进行模拟,随后利用活动门试验模拟隧道的开挖,研究了隧道开挖过程中围岩的破坏模式及其渐进破坏特征。试验结果表明,软弱围岩中隧道施工不可避免地会在隧道周边形成扰动区,而真正塌落成拱的只是该扰动区的一部分;在隧道开挖过程中,岩体内部的裂纹扩展与破坏,就会对应地表岩体的急剧下降;隧道开挖后,拱顶上方的岩体中存在一压力拱,位于该拱下方的岩体处于松弛状态,而拱上方的岩体则处于挤压状态,并且该压力拱随着外界荷载的增加呈外延趋势。
- 徐前卫朱合华丁文其李志厚唐卓华苏培森罗云
- 关键词：软弱围岩隧道渐进性破坏
- 基于投影法三维模型全六面体网格的划分方法被引量：1
- 2013年
- 针对六面体网格自动划分的难度远高于四面体网格的问题,用投影法对简单形状的初始网格进行投影变换得到每个块体的实际网格,用节点合并算法和再分割技术实现不同块体之间的不同密度网格的过渡,从而生成复杂三维几何形体的全六面体网格.算例表明:该方法生成的网格质量很好,易于实施,适用性广.
- 任辉龙巩生龙蔡永昌
- 关键词：投影法
- 浅埋连拱隧道爆破的数值模拟被引量：3
- 2012年
- 运用ANSYS/LSDYNA软件,建立三维隧道整体模型,考虑自重应力,选取不同的围岩级别、不同的炸药当量等6种工况,分别计算后行洞掌子面爆破的浅埋连拱隧道速度场分布和应力场分布,得出最大震速和最大主应力峰值沿横向和纵向分布规律,分析爆破对先行洞隧道仰拱和中隔墙的影响,得出围岩级别和炸药当量与震速峰值和最大主应力峰值之间的基本关系,对确定先行洞二衬施做时机、浅埋连拱隧道工程实践具有一定的参考价值。
- 任辉龙段群苗蔡永昌
- 关键词：浅埋连拱隧道数值模拟LS-DYNA
- 地震作用下预应力锚索对岩石边坡稳定性影响的模拟方法及锚索优化研究被引量：22
- 2012年
- 以西部某水电岩石高边坡为背景,采用杆单元和杆单元节点集中力的方法模拟边坡自由式预应力锚索,通过有限元模拟和拟静力法分析相结合的分析方法,由有限元软件计算在地震作用下的锚索内力分布、边坡位移,并通过自编后处理程序计算出最不利结构面组合下的边坡整体稳定性安全系数。在此基础上,研究预应力锚索的锚固角度、预应力大小、锚固深度、锚索排间距与结构面之间的空间关系对地震作用下边坡变形和整体稳定性的影响规律,并以此为依据提出预应力锚索优化设计方法。
- 郑文博庄晓莹蔡永昌薛凤忠
- 关键词：岩石边坡地震预应力锚索杆单元拟静力法
- Ⅳ级软弱围岩相似材料的试验研究
- 以Ⅳ级围岩为参照对象,研制可用于隧道围岩稳定性物理模型试验的软弱围岩相似材料。采用的5种原材料(重晶石粉、石膏、细砂、洗衣液和水),通过直剪试验、无侧限抗压强度试验及三轴压缩试验测得所配相似材料的强度特征和物理力学参数,...
- 武伯弢朱合华徐前卫明娟
- 关键词：软弱围岩相似材料物理模型试验
- 文献传递
- 三维块体接触检索算法改进研究被引量：4
- 2015年
- 在三维非连续变形分析中,快速准确的块体接触检索算法是控制计算效率和分析结果正确性的关键因素之一。基于直接法和公共面法的思想,将接触类型归纳为点–面、边–边2种接触,并结合块体的外包围盒、块体切割面和接触继承对块体接触检索做进一步的改进。引入块体角点运动探针思想,对接触的正确性做进一步的识别,以确保块体的接触关系符合模型的力学运动要求,这弥补了以往接触算法中未考虑块体运动趋势的不足。该算法已在同济曙光三维块体分析软件中实现,算例结果表明,该算法具有良好的适应性、鲁棒性和可实现性,对于凸体和凹体均适用,能有效地解决现有方法存在的不足。
- 刘新根朱合华刘学增武威
- 关键词：非连续变形分析
