考虑滑面贯通和退化的岩质边坡动力稳定性分析

本文在岩质边坡离散元模型中的岩石块体中设置虚拟节理,将滑动面切割为许多线段相连的直线段,使得模拟滑动面贯通破坏过程成为可能,进而改进了UDEC软件中的Mohr-Coulomb结构面接触模型,使其能够反映结构面在循环荷载下的退化效应。通过算例分析结果表明:考虑滑动面贯通过程的岩质边坡安全系数小于不考虑贯通过程的安全系数,且随着虚拟节理间距的减小,安全系数逐渐增大,最后趋于定值;考虑滑动面退化过程的岩质边坡的安全系数小于不考虑滑动面退化的安全系数,且随着滑动面抗损伤能力的下降,安全系数变小。     

基于GH-B强度准则的节理岩质边坡稳定性分析

在岩质边坡工程数值模拟计算分析中,其难题之一就是如何较准确地确定岩体强度参数,而边坡岩体抗剪强度是影响计算分析成果的控制因素,也是支护设计成败的关键所在。采用GH-B强度准则对深水河大桥4号桥墩边坡进行了稳定性分析,同时与采用M-C强度准则的模拟结果进行了对比分析。结果表明:GH-B强度准则采用基于应力水平的塑性流动法则,更好地体现了节理岩体的变形和破坏机理,可有效反映岩体的非线性破坏特征,更加接近于工程实际,适于节理岩体的强度计算及稳定性分析。     

基于数值流形法的反倾层状岩质边坡倾倒破坏模拟

倾倒变形破坏是岩质边坡的一种典型破坏失稳形式,为研究重力作用下反倾层状岩质边坡在不同岩层倾角下的破坏特征,使用石根华博士提出的二维数值流形法(NMM),以青藏高原金沙江流域的西藏昌都地区芒康县索多西乡贡扎倾倒滑坡为研究案例,依据实地考察数据建立数值计算模型,模拟反倾岩质边坡的倾倒破坏过程。研究表明:岩层倾角小于45°时,反倾斜坡的变形破坏是从边坡中部倾倒区域开始的,倾倒区的破坏使得上部的稳定区岩石逐级发生破坏成为倾倒区的主体,从而提供了巨大的下滑力推动下部岩体发生滑移,使得整个斜坡发生倾倒破坏;当岩层倾角大于45°时,边坡的变形是由边坡下部逐渐向上部坡顶发展,且边坡上部也会出现明显的弯曲变形,呈“点头哈腰”式变形破坏。     

岩质边坡随机楔体稳定性分析的Monte-Carlo模拟

结构面组合形成的楔体滑动是岩质边坡的一个主要失稳模式.本文依据统计学理论和概率理论,将Monte-Carlo模拟引入到岩质边坡随机楔体的稳定性分析中,通过设定随机过程,计算参数估计量和统计量,研究了节理的随机分布特征,同时建立了随机楔体模型,采用极限平衡理论计算了楔体的破坏概率,并针对实际工程中经常遇到的小楔体失稳概率...     

某边坡地震工况下的稳定性数值模拟分析

地震是引起边坡失稳的重要因素之一,文章以怒江上游干流左岸一边坡为例,利用Flac3D软件对其在地震工况下的稳定性进行了数值模拟分析。通过对比得出:在天然工况下,边坡塑性区域分布范围较小且零星,剪应变增量和位移场分布均合理分布,边坡处于稳定状态;在地震工况下,塑性区域形成贯通面,剪应力增量集中分布在基岩与变形带分界面,并且位移大幅增加,此时边坡处于失稳破坏状态。文章对揭示边坡在地震作用下失稳机制提供有益参考。     

填方边坡变形机制研究

在对西南地区某800 kV换流站填方边坡现场进行工程地质调查的基础上,通过对经过先期治理但仍发生变形的填方边坡的变形特征和监测数据进行分析,总结边坡稳定性影响因素,并结合FLAC3D数值模拟对边坡变形破坏机制进行了研究.结果表明:该填方边坡破坏模式为整体滑移破坏,导致边坡经过治理但仍发生变形的主要诱因是强降雨,但边坡的前期治理设计也存在不足;由于降雨导致边坡重度增大,底部强风化泥岩软化,填土抗剪强度降低,在边坡内形成贯通的滑动面,滑动面绕过加筋土挡土墙的加筋带,边坡顺着强风化层从软化的坡脚剪出;位移监测显示边坡处于加速变形阶段;边坡应急治理措施应重点放在控制边坡继续沿软弱面的滑移变形上,并加强坡体排水,该边坡变形控制的治理方案对同类工程的设计与应急治理具有一定的参考价值.     

运用FLAC3D分析澜沧江某边坡地震稳定性

本文运用FLAC3D对澜沧江左岸某边坡进行地震作用下的数值模拟,通过人工合成50年超越概率10％加速度时程的地震波,将其利用积分转换成应力时程输入到边坡模型中,并采用莫尔-库仑本构模型分析了该某边坡在地震波作用下剪应力位移矢量的变化情况,结果表明:应力方面,坡肩出现剪应力集中的现象,随着最大主应力和最小主应力两者差异增...     

特高压直流输电线路塔基边坡的稳定性分析

山区输电线路工程塔基一般修建于自然边坡上,塔基边坡的稳定状态是涉及输电线路工程安全的关键技术问题。以甘肃酒泉—湖南±800 kV特高压直流输电线路工程5535~#塔基边坡为例,采用三维有限差分数值模拟方法,利用FLAD~(3D)软件对塔基和塔基边坡的稳定性进行了分析。结果表明:塔基在荷载作用下,桩顶位置产生了向坡外向下的位移,桩端位置产生了向坡内的位移,且桩水平位移最大值为4.025 mm,处于桩水平变形允许范围内;塔基荷载作用对边坡的应力总体影响不大,局部范围内应力有所增加,且仅在坡顶局部出现拉破坏,坡顶以下坡体处于弹性变形范围,未形成整体变形失稳的破坏区,对边坡的整体稳定性影响较小;建议对塔基边坡坡顶进行适当的加固处理,以满足特高压直流输电线路工程安全运行的要求。     

考虑滑带土蠕变特性的边坡长期稳定性分析

为明确边坡软弱夹层中滑带土的蠕变特性对边坡长期稳定性的影响,选取某典型岩质边坡工程为实例,首先在查找、分析已有滑坡事故发生原因的基础上,通过现场监测和室内环剪试验,研究了不同含水量和法向应力条件下边坡滑带土的蠕变变形曲线特征;然后通过引入有关损伤变量的经验关系式,建立了考虑含水量变化的用于描述边坡滑带土蠕变非线性蠕变本构模型;最后将模型计算结果与实测结果进行对比,验证所建立模型的有效性和正确性,并通过预测一年后边坡软弱夹层变形的发展规律,对该边坡长期稳定性做出评价,探讨了计算模型对于外部环境因素影响的局限性。结果表明:①边坡滑带土的蠕变特性与含水量密切相关,引入的损伤变量经验关系式可以有效地描述这一特性;②基于边坡滑带土蠕变特性的应力-应变计算模型,可以准确、有效地评价边坡软弱夹层的变形情况;③边坡软弱夹层的塑性剪切变形随时间的推移呈不断增加趋势,其累积变形量逐渐贯通于整个软弱面,最终导致滑坡的发生;④计算模型中未考虑自然条件的影响,在强烈自然环境的作用下,应加强边坡变形的实时监控,并与模型计算结果进行对比与分析,针对异常情况,及时采取合理的工程防护措施。该研究结果可为此类边坡的长期安全评价提供理论指导。     

基于PFC对含断续节理岩质边坡静力荷载下破坏形式的研究

在含断续节理岩质边坡的破坏中,阶梯状破坏尤其显著,是一种常见的失稳破坏形式。借助二维颗粒流软件(PFC2D5.0)进行简单地质结构模型下的边坡数值模拟,通过采用PFC软件中的人工合成岩体技术,研究了7种不同组合形式下含断续节理岩质边坡的破坏形式及其内部微观接触力场的演变规律。首先对PFC软件中采用的微观力学性质参数进行了验证模拟,通过对完整岩块进行双轴压缩试验和巴西劈裂试验的模拟,得出其应力-应变曲线和强度包络线,从而计算出完整岩块的内聚力、内摩擦角等宏观力学参数;然后通过对含裂隙的颗粒集合体进行直剪试验的模拟,得出其剪应力-剪切位移曲线以及峰值强度和残余强度与正应力的关系曲线,从而计算出裂隙的内聚力和内摩擦角;最后对含上述微观力学性质参数的边坡进行静力荷载下破坏形式的模拟,得出裂隙萌生前应力集中、裂隙萌生后应力释放,以及可将潜在滑动面上方的坡体位移分成4个区,即坡脚处最大位移区、坡肩处较大位移区、坡体内部较小位移区、坡体后缘最小位移区,并验证了萌生的裂隙一般会近垂直于岩桥向坡体表面扩展,切割潜在滑动面以上坡体。     

高地应力作用下乌鞘岭深埋长隧道软弱围岩流变规律研究

在高地应力环境下的软弱围岩中修建深埋长隧道,软弱围岩流变一是个突出的工程地质问题。位于兰新铁路上的鸟鞘岭隧道工程在穿越宽迭785m的活动断裂带F7时,软弱围岩发生了显著流变,围岩最大收敛变形超过1m,对支护结构造成了严重破坏。本文在对鸟鞘岭隧道进行长期围岩收敛变形的基础之上,分析了乌鞘岭左右两主洞的收敛变形规律。此外,作者提出了对软岩围岩流变进行工程治理的原则。     

五强溪水电站左岸船闸边坡岩体变形机制分析

五强溪水电站左岸船闸边坡岩体软弱破碎。地质条件复杂。该边坡变形机制一直是个有争议的问题。笔者通过研究,首次提出了弯曲倾倒一上抬反翘的层状结构岩体复合变形模式。大量边坡监测资料分析对这种变形模式做了进一步证明。     

挤压过程数字模拟的双重网格技术

双重网格技术是将有限元计算用网格与材料质点网格分开,通过两层网格的信息传递,可将有限元网格上的位移、速率、应变速率映射到材料质点网格上去.采用这种方法,避免了大变形中需多次重新生成网格的问题,大大缩短了上机时间,同时还能直观反映各质点从变形开始到变形结束时的位移.     

某隧道进口段边坡的变形破坏机理分析

某隧道进口段滑坡的发生是由于隧道开挖过程中破碎围岩向隧道开挖临空面位移,进而引发的坡面岩土体的失稳。数值模拟结果表明,因隧道开挖引起的洞顶区边坡岩体应力水平下降的区域一直延续到地表,这种应力场的变化会直接导致边坡表面的变形和破坏,表现在以隧道轴线为中心,向两侧呈扇形展开的坡体产生了一定的沉降变形。对比结果表明滑坡区与由隧道开挖引起的坡体附加位移较大的区域基本相当,说明此滑坡是由于隧道开挖引起了围岩应力场调整,导致围岩产生向洞内的位移变形,从而使岩体发生松动而引发的。     

四川九寨黄龙机场高填方地基变形与稳定性系统研究

<正>随着我国西部大开发战略实施,多山的西南地区机场建设进入迅猛发展阶段。这些机场的特点是高填方、高地震烈度、场区地质条件复杂、常分布有软弱土层,且机场建设周期短。因而妥善解决机场高填方地基的稳定与变形(沉降与差异沉降)是该地     

某型飞机典型电连接器接插件插拔特性和接触电阻仿真研究

目的仿真分析电连接器的插拔特性和接触电阻的变化规律。方法以海军某型飞机典型电连接器接插件为研究对象,采用ANSYS Workbench静力学模块,对电连接器接插件进行插拔特性分析,采用COMSOL对接触电阻进行仿真。结果开始接触与插针圆形倒角完全进入簧片收口端倒角的中间阶段,插入力达到峰值。插针圆形倒角完全插入插孔簧片倒角,簧片变形量达到最大。最大应力位于簧片根部截面内侧开槽处。接触电阻随接触压力的增大而减小,随表面粗糙高度的增大而增大,随粗糙斜率的增大而减小。结论插拔力、接触压力和形变量在插拔过程中的变化规律由接插件的材料和结构决定,接触压力和表面粗糙度的变化对接触电阻产生了显著的规律性影响。     

危岩体断裂特性的网格重构数值仿真研究

危岩体稳定是三峡库区的主要关注点之一。为探究不同裂纹赋存形态以及不同降雨工况下危岩体断裂的变形特性,基于围道积分原理,在Abaqus平台上利用Python语言开发了基于断裂力学理论的危岩体任意裂纹扩展的网格重构数值模拟方法,该方法与以往危岩体裂纹扩展数值模拟方法相比,能够体现危岩体裂纹尖端的断裂力学特征,实现连续介质中的非连续表达。利用此方法对重庆市万州太白编号为W15的危岩体稳定性进行了数值仿真研究,结果表明:提出的基于断裂力学理论的网格重构新型数值模拟方法在危岩体裂纹扩展研究中的适应性良好,为危岩体断裂变形特性模拟提供了一种新的数值模拟方法;危岩体的最大主应力值和剪应力值随着裂隙角度的增大呈现先增后减的趋势,危岩体的水平位移值随着裂隙倾角的增大持续减小;随着裂隙角度的增大,裂隙对危岩体变形的影响逐渐减小,危岩体的水平位移主要集中于危岩体的突出部位;危岩体裂隙长度的增大对危岩体应力及变形的影响最大,使得危岩体的变形由危岩体的突出部位向裂隙处集中;暴雨工况下危岩体的变形及位移较之天然工况要大,是影响危岩体稳定的重要因素之一;危岩体裂纹朝着危岩体的突出部位进行扩展,主要受到Ⅰ型扩展主导,随着裂纹的不断扩展,危岩体裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子呈现指数型上升,Ⅱ型应力强度因子变化不大,危岩体初始裂纹长度越长,危岩体裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子和Ⅱ型应力强度因子的绝对值越大。     

Deformation inhomogeneity in roll drawing process

The deformation inhomogeneity of flat wires produced with roll drawing process is analyzed. The effect of main process parameters, i.e., initial wire diameter, forming roll dimension and thickness reduction on deformation inhomogeneity is established by means of experimental tests and a developed FE model. Vickers microhardness–strain relationship is developed for the analyzed material (low carbon steel AISI-1010) by correlating the microhardness measurements and effective strain fields as predicted by an axisymmetric numerical model of a compression test. A non-linear finite element model of roll drawing process is developed for a thorough understanding of process parameters effect on deformation inhomogeneity. Thus, in order to encompass the wide range of process conditions, an inhomogeneity index, calculated as the coefficient of variation of effective strain, is used. The numerical results showed that the inhomogeneity factor of flat wires produced with roll drawing is highly dependent on area reduction.