国家自然科学基金(51369007)
- 作品数：8 被引量：30H指数：4
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- 相关机构：广西大学武汉大学桂林理工大学更多>>
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- 软土地基松木桩挤土效应模拟的有限差分方法被引量：3
- 2014年
- 针对松木桩加固软土地基时软土出现非线性大变形且挤土效应难以精确预测的问题,基于圆孔扩张原理与FLAC3D计算程序,提出饱和软土中松木桩挤土效应模拟的快速拉格朗日有限差分法。单桩和群桩挤土效应的数值计算结果表明,该方法是可行的,计算精度明显高于经典的Vesic解析法,与模拟桩体贯入土体过程的挤土效应的有限元法相比较,具有实现容易、计算耗时较少且计算容易收敛等优点,克服了有限元法存在的桩土接触面力学参数获取困难、计算耗时大、三维群桩沉桩过程难以模拟等局限性,为软土地基松木桩加固工程的挤土效应合理预测提供了一种有效可行的实用技术手段。
- 燕柳斌胡李华苏国韶
- 关键词：软土地基松木桩挤土效应
- 围岩压力释放率智能优化反分析方法被引量：2
- 2014年
- 为解决隧洞开挖过程中围岩压力释放率难以获得的难题,融合性能优良的粒子群优化算法与高斯过程机器学习方法,借助FLAC3D数值计算软件,提出隧洞围岩压力释放率求取的粒子群优化—高斯过程—FLAC3D方法。将围岩压力释放率求取转化为以岩体力学参数和围岩压力释放率作为决策变量,以计算与实测位移的差作为目标函数的全局优化反分析问题。针对该反分析问题是极值难以获取的高计算代价全局优化问题,采用粒子群算法寻优,在寻优过程中借助高斯过程机器学习模型不断地总结历史经验,预测包含全局最优解的最有前景方向,通过提高粒子群搜索效率并降低适应度评价次数,进而有效地降低围岩压力释放率求取过程中的数值计算工作量。算例研究结果表明,粒子群优化—高斯过程—FLAC3D方法比粒子群优化方法的计算效率提高了近6倍,最后将其应用到锦屏二级水电站B辅助洞围岩压力释放率反分析,获得该工程围岩压力释放率为0.41,占围岩总压力的比重较大,应给予足够重视。
- 张研苏国韶燕柳斌曾召田
- 关键词：围岩压力反分析高斯过程粒子群
- 高压水工隧洞BFRP网格增强钢筋混凝土衬砌试验研究被引量：2
- 2017年
- 为探究玄武岩纤维增强树脂复合材料网格(简称BFRP网格)对高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构裂缝控制能力及承载能力的增强作用,进行了高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构模型对比试验,试验采用真实高压水加载。通过对隧洞模型内壁环向变形监测,以及通过声发射系统对模型在加载全过程中的声发射信息监测,对比分析了BFRP网格对裂缝产生及扩展的影响。研究结果显示,与常规混凝土衬砌结构模型相比较,BFRP网格增强钢筋混凝土衬砌结构模型的极限承载力提高21%、宏观裂缝最大开度减少了68%、宏观裂缝空间分布更为分散;开裂前内壁环向拉应变增大了81%,开裂时的声发射绝对能量占加载过程中声发射总累积绝对能量的33.78%(前者为99.38%),主要破坏模式表现为韧性破坏。可见,BFRP网格可显著提高高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构的裂缝控制能力和承载能力。
- 鲁和彭立锋苏国韶燕柳斌胡小川秦子华
- 关键词：水工隧洞衬砌模型试验
- 高地温水工高压隧洞结构模型试验研究被引量：5
- 2019年
- 为揭示高地温梯度与高内水压力联合作用下水工隧洞围岩的承载特性,在研制完整硬岩多物理场相似材料的基础上,通过温度荷载与内水压力联合加载技术开发,结合声发射的信号监测与空间定位技术,开展大比尺高地温水工高压隧洞的水工结构模型试验,对隧洞围岩的温度场、渗压场、声发射和裂纹发育的动态演化过程进行了测试与分析。试验结果表明,与非高地温条件相比,高地温条件下水工高压隧洞围岩出现水力劈裂所需的临界内水压力明显较低;与非高地温条件下围岩出现少数几条主裂缝不同,高地温条件下围岩主裂缝之间的次生裂缝甚为发育;高地温条件下水工高压隧洞围岩的热-水-力多物理场耦合效应明显,内水压力不变条件下围岩的裂缝扩展与损伤增长呈现非连续阶跃变化特征;高地应力条件下高地温水工高压隧洞水力劈裂位置与裂缝扩展受地应力侧限系数影响较大。
- 彭立锋苏国韶胡小川秦子华何保煜
- 关键词：水工隧洞高地温高水压
- 基于高斯过程回归的工程结构失效概率快速估计方法
- 2014年
- 高斯过程机器学习是基于严格的统计学习理论而新发展的方法,该方法在求解小样本、高维数的非线性问题上具有一定的适应性.针对采用直接蒙特卡洛方法进行功能函数计算代价较高的结构可靠度分析时计算效率过低的瓶颈问题,提出了一种基于高斯过程回归模型的直接蒙特卡洛模拟方法.该方法利用有限元等数值方法构造少量的学习样本,通过学习后的高斯过程回归模型重构隐式功能函数,直接建立随机变量与功能函数值的映射关系,进而结合直接蒙特卡洛方法推求结构的失效概率与可靠指标.算例研究表明,该方法简单易行,与传统蒙特卡洛模拟法相比较,计算效率明显较高,且易于与各种工程结构分析程序或商业计算软件相结合.
- 郝俊猛苏国韶王志成肖义龙
- 关键词：结构可靠度蒙特卡洛法高斯过程有限元法
- 基于热-水-力-损伤耦合数值模型的高地温水工高压隧洞围岩承载特性被引量：5
- 2018年
- 针对高地温水工高压隧洞围岩的力学行为特点,在考虑岩体的渗透系数、热传导系数随岩体损伤发生变化的基础上,基于多物理场耦合理论,提出一种考虑硬岩强度力学参数劣化的含损伤演化的热-水-力-损伤耦合模型,并给出了该模型的FLAC3D数值实现方法。通过与物理模型试验结果对比,验证了模型的可靠性,进而利用该模型推演了高地温水工高压隧洞的多物理场耦合演化过程,分析了不同影响因素下的承载特性。研究结果表明:隧洞充水运行后,高地温水工高压隧洞的多场耦合效应显著,尤其高地温梯度和高内水压力联合作用下产生的迭加拉应力对围岩的承载安全具有不利影响;温度梯度、内水压力以及岩体线膨胀系数越大,隧洞围岩的损伤程度与开裂深度越大;当隧洞横断面的侧压力系数趋向于1时,洞周出现的宏观裂缝较多,且出现方位不确定;当隧洞横断面侧压力系数小于1/3时,洞周出现的宏观裂缝相对较少,且主要出现在与初始地应力的最大主应力方向相平行的方向上。常规锚喷支护对高地温水工高压隧洞的加固效果不佳。
- 苏国韶秦子华彭立锋邹亚峰胡小川
- 关键词：岩石力学水工隧洞高地温多场耦合
- 弧门型钢混凝土闸墩内型钢布置形式研究被引量：7
- 2017年
- 为研究闸墩内型钢布置形式对闸墩工作性能的影响,依据弧门支座附近闸墩局部受拉区配钢量不变原则,基于ANSYS软件建立不同布置形式的型钢混凝土闸墩模型,分别从闸墩位移、应力、裂缝分布和承载能力4个方面对闸墩内型钢布置角度和数量对闸墩工作性能的影响进行对比分析,得出型钢布置形式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响规律。结果表明:对称荷载作用下,随着型钢数量增加,型钢混凝土闸墩位移、应力逐渐减小,承载能力逐渐增强;非对称荷载作用下,随型钢数量的增加,闸墩位移先减小后增大,闸墩应力变化不明显,闸墩承载能力先增强后减弱;保持型钢数量不变,随着布置角度的增加,型钢混凝土闸墩位移、应力先减小后增大,型钢布置扩展角为20°~30°时,闸墩裂缝扩散速度较慢。综合考虑,提出型钢混凝土闸墩内采用三根型钢以25°扩展角进行布置时为较好布置形式,这一结论在型钢混凝土闸墩设计中具有推广和应用价值。
- 张小飞胡瑞昌成曦骆文广
- 关键词：型钢混凝土
- 复杂工程结构非概率可靠度分析的高斯过程动态响应面法被引量：6
- 2015年
- 复杂工程结构非概率可靠度分析中,由于功能函数是隐式的,采用解析方法难以求解,针对这一问题提出基于粒子群优化的高斯过程动态响应面方法.该方法通过有限元生成少量训练样本,然后采用高斯过程回归模型重构隐式功能函数的响应面,实现小样本下隐式函数的显示表达,进而利用粒子群优化算法搜索设计点,并构造合理的迭代方式,利用各迭代步的设计点信息动态提升响应面对结构功能函数的重构精度.算例结果表明,该方法是可行的,与基于二次多项式的传统响应面法相比较,该方法的计算效率与计算精度均较高,易于与已有的有限元软件相结合,适用于具有隐式功能函数且计算代价较高的复杂工程结构非概率可靠度分析.
- 苏国韶郝俊猛
- 关键词：响应面高斯过程粒子群优化算法
