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地质力学磁力模型试验中均匀梯度磁场的构建被引量：1: 2014年; 地质力学磁力模型试验利用电磁力(场)模拟重力(场)的原理研究地质力学工程问题,采用的相似材料由铁磁材料与岩土体混合而成。铁磁材料在磁场中的受力方向和大小与所处空间的磁通密度梯度的大小和方向有关,为了模拟均匀的重力场,需要得到在一定空间范围内磁通密度梯度大小相同、方向单一的磁场。根据电磁学基本原理,构建了3种磁路形式以获得磁通密度梯度相对均匀的磁场,对磁力模型试验相似材料进行加载。对比3种磁路,在最佳试验区内开放式磁路对磁场的利用率更高,所以在电流相同条件下等到的磁通密度梯度的量值也更大。与另两种磁路形式相比,尽管半开放式磁路在重量和工作效率上的性能不及开放式和封闭式磁路,但其最佳试验空间的磁通密度梯度的均匀性最好,误差在5%以内,半开放式磁路可以作为地质力学磁力模型试验的磁场发生装置。; 毕金锋罗先启沈辉; 关键词：地质力学软磁材料均匀梯度磁场

微生物对裂隙岩样渗透系数的影响被引量：3: 2019年; 选取球形芽孢杆菌单独、与原油共混以及与铜绿假单胞菌共同作用下对裂隙岩样渗透系数的影响,研究了该细菌在不同条件下的生长和沉积特性。以乙酸钙为钙源及5种钙离子浓度对细菌诱导碳酸钙沉积率的影响,优选出最佳沉积条件。采用菌液注射法对岩样裂隙进行充填实验。结果表明,水压在0.2~0.6 MPa时,球形芽孢杆菌单独诱导Ca^2+沉积作用30 d后,岩样渗透系数可下降56%~78%;原油存在条件下,球形芽孢杆菌诱导Ca^2+沉积相同时间,岩石渗透系数下降30%左右,表明原油对球形芽孢杆菌诱导Ca^2+沉积具有一定的抑制作用;球形芽孢杆菌与铜绿假单胞菌同时作用下,裂隙岩石渗透系数降低30%~60%,即两种细菌同时作用的充填效果低于单一细菌作用时的填充效果。微观测试结果表明,细菌诱导碳酸钙沉积物为团簇状的絮状物,由方解石和球文石组成。; 刘斯凤杨思禹史翠平何国富; 关键词：裂隙岩石渗透性

危岩主控结构面变形破坏的扩展有限元法模拟分析被引量：19: 2013年; 危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一,主要分为坠落式危岩和倾倒式危岩两种失稳形式,危岩主控结构面受荷断裂扩展是其发育成灾的关键核心。将危岩主控结构面类比为宏观裂纹,运用扩展有限元方法(XFEM),求解结构面扩展过程的移动非连续问题,探索在荷载作用下危岩主控结构面的断裂扩展行为,以重庆万州太白岩危岩为例,考虑岩石的抗拉强度、主控结构面的几何位置与倾角对危岩的变形破坏模式与稳定性的影响。结果表明,随着岩石抗拉强度的降低,危岩的稳定性程度降低;随着主控结构面倾角的减小,危岩的稳定性程度提高,同时结构面开裂路径也明显改变;危岩体两种失稳模式的破坏机制都为拉剪机制,相对于倾倒式危岩,同等条件下坠落式危岩的稳定性更差。; 郑安兴罗先启沈辉; 关键词：危岩结构面数值模拟

基于矢量和的滑面应力抗滑稳定分析方法被引量：7: 2018年; 矢量和抗滑稳定分析方法根据真实应力状态定义求解安全系数,物理意义明确,一批学者对其进行了研究。但是当合法向力矢量投影与合剪力矢量投影的符号相反且其绝对值大于合剪力矢量投影时,矢量和法计算出的安全系数可能为负值;另外,目前潜在滑移面上每点极限抗滑剪应力矢量的方向是根据潘家铮最大、最小原理确定的,将其定义为潜在滑移体滑动趋势方向在该点切平面上投影方向的反方向,但是潘家铮最大、最小原理描述的是滑移体力学系统抗滑能力最大,按照矢量和法的定义式,抗滑能力包括抗剪力和法向抗力两部分。基于矢量和思想与以上关于矢量和法的思考,提出一种滑面应力抗滑稳定分析方法,将潜在滑移面视为薄滑移带,以薄滑移带作为对象进行微元受力分析,每个微元的极限抗滑剪应力矢量方向取为该微元剪应力矢量的反向,所有微元的极限抗滑剪力矢量和的反向定义为潜在滑移体滑动趋势方向,最终将极限合抗滑剪力矢量在滑动趋势反方向的投影与合滑动剪力矢量在滑动趋势方向的投影的比值定义为安全系数。较极限平衡法,方法自动满足静力平衡、力矩平衡和变形协调条件,无需受力模式假设;较强度折减法,新方法基于真实应力,物理意义更加明确,安全系数以显式表达,无需迭代;通过经典二维静态边坡考题,验证此方法的可行性;将新方法应用到三维工程实例中,分析潜在滑移体在边坡开挖过程中安全系数的动态演化规律,证明方法的实用性。; 张海涛罗先启沈辉毕金锋; 关键词：安全系数稳定性分析

基于扩展有限元法的岩体水力劈裂耦合模型被引量：11: 2019年; 考虑裂隙水流与岩体开裂之间的相互作用,在含裂隙单元的附加节点上引入反映裂隙局部特性的附加函数,然后基于考虑裂隙面水压力作用的虚功原理,推导出了采用扩展有限元法分析水力劈裂问题的控制方程,给出了裂隙水流与岩体开裂相互作用的扩展有限元实现方法,并采用该方法对岩石试件与压力隧洞在裂隙水压作用下的开裂过程进行了数值模拟。数值计算结果表明:岩石试件裂纹内水压变化规律与试验结果相吻合;裂隙长度较小时,裂隙的存在对压力隧洞周围岩体应力、位移场的影响较小,随着裂隙的扩展,其影响范围将逐步扩大;水力劈裂对隧洞的径向位移影响较小,而对环向位移的影响较大,考虑水力劈裂耦合分析得到的环向位移要大于不考虑裂隙内水压分析得到的结果。; 郑安兴罗先启陈振华; 关键词：岩体裂隙水力劈裂压力隧洞

Numerical Study of Quasi-Static Crack Growth Problems Based on Extended Finite Element Method被引量：1: 2014年; The extended finite element method(XFEM) is a numerical method for modeling discontinuities within a classical finite element framework. Based on the algorithm of XFEM, the major factors such as integral domain factor and mesh density which all influence the calculation accuracy of stress intensity factor(SIF) are discussed,and the proper parameters to calculate the SIF are given. The results from the case analysis demonstrate that the crack path is the most sensitive to the crack growth increment size, and the crack path is not mesh-sensitive. A reanalysis method for the XFEM has been introduced. The example presented shows that there is a significantly reduced computational cost for each iteration of crack growth achieved by using the reanalysis method and the reanalysis approach has increasing benefits as the mesh density increases or the value of crack growth increments size decreases.; 郑安兴罗先启; 关键词：CRACK

基于矢量和安全系数法的乌东德拱坝坝肩稳定性分析与评价被引量：3: 2013年; 针对影响拱坝坝肩稳定性因素诸多问题,以乌东德高拱坝为例,采用非线性有限元数值分析法与矢量和安全系数法,分析了影响拱坝坝肩稳定的因素。计算结果表明,不同工况和影响因素下,坝肩岩体具有较高的矢量和安全系数;相对于比较方案,可研方案建基面的选择更合理;当裂隙连通率达到30%以上时,坝肩岩体不满足稳定性要求,需进行加固处理;拱端与上、下游基岩采用摩擦连接对拱端的受力更有利。; 李野罗先启; 关键词：拱座稳定性连通率

基于互补理论和扩展有限元法的摩擦接触裂纹应力强度因子计算被引量：1: 2020年; 从虚功方程出发,结合扩展有限元离散技术与接触条件的非线性互补表述,建立了摩擦接触裂纹问题的扩展有限元非线性互补模型,将不等式接触条件转化为非线性互补类的非光滑方程组,并采用基于广义导数的非光滑阻尼牛顿法求解方程组,无需引入任何额外人工变量以及迭代求解.以含中心倾斜裂纹平板和边裂纹平板为例,运用相互作用积分法计算摩擦接触裂纹的应力强度因子,将其结果与理论解进行对比分析,该方法都能给出精确的计算结果;基于扩展有限元方法对单轴压缩作用下倾斜裂纹扩展过程进行了数值模拟,计算结果表明,受压裂纹数值结果与实验结果比较吻合,从而验证了论文方法的有效性与正确性.; 郑安兴罗先启钱镜林; 关键词：应力强度因子

重力坝坝踵裂缝水力劈裂耦合分析被引量：2: 2022年; 大坝运行期间,重力坝坝踵裂缝在较高水头作用下易发生水力劈裂破坏。建立扩展有限元法框架下重力坝坝踵裂缝水力劈裂耦合数值模型,并采用扩展有限元法模拟水力劈裂耦合作用下重力坝坝踵裂缝扩展过程。计算结果表明:重力坝坝踵初始裂缝逐渐向坝基底部扩展,且裂缝扩展方向朝向下游;无水力劈裂作用下的裂缝开裂角大于水力劈裂作用下的,无水力劈裂耦合作用下的裂缝开裂角小于水力劈裂耦合作用下的;重力坝坝踵裂缝扩展前,裂缝内水压力基本与边界水压力相同,当裂缝开始扩展时,裂缝内水压力会降低,而后裂缝张开宽度不断增大,裂缝内水压力又会变成边界全水头;裂缝水力劈裂导致裂尖Ⅰ型应力强度因子增大,降低了重力坝裂缝的稳定性。研究结果可为重力坝坝踵裂缝水力劈裂防治提供理论依据。; 郑安兴潘国勇; 关键词：水力劈裂裂缝重力坝

扩展有限元法及其在岩体裂隙扩展模拟中的应用研究: 岩体中普遍存在着断层﹑节理和裂隙等结构面，这些结构面的存在和发展对岩体的整体强度﹑变形及稳定性有极大的影响，因此，研究岩体中原生结构面的萌生﹑发展以及贯通演化过程对评估岩体工程安全性和可靠性具有非常重要的理论与现实意义。...; 郑安兴; 关键词：断裂判据应力强度因子岩体裂隙; 文献传递

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