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土石坝水力劈裂发生过程的有限元数值模拟

岩土工程学报 2007年第2期29卷 212-217页

作者：李全明张丙印于玉贞王建国清华大学水利水电工程系北京100084 新加坡国立大学新加坡119260

在总结国内外关于水力劈裂机理分析及数值模拟方法的基础上,将所提出的渗透弱面水压楔劈作用模型引入基于比奥固结理论的有效应力法,采用弥散裂缝理论描述水力劈裂裂缝的发展过程,建立了用于描述水力劈裂发生和扩展过程的数学模型及有... 详细信息

在总结国内外关于水力劈裂机理分析及数值模拟方法的基础上,将所提出的渗透弱面水压楔劈作用模型引入基于比奥固结理论的有效应力法,采用弥散裂缝理论描述水力劈裂裂缝的发展过程,建立了用于描述水力劈裂发生和扩展过程的数学模型及有限元计算模式。模拟了挪威Hyttejuvet坝水力劈裂破坏的发生过程。计算结果表明:本文建立的数学模型和相应计算模式能够较好地模拟土石坝水力劈裂的破坏过程,可用于土石坝工程的安全性评价。

关键词：水力劈裂:比奥固结理论弥散裂缝理论 Hyttejuvet坝

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土水特征曲线在滑坡预测中的应用性探讨

岩石力学与工程学报 2009年第12期28卷 2569-2576页

作者：林鸿州于玉贞李广信彭建兵长安大学西部矿产与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

通过模型试验与数值分析方法的结果对比,研究土水特征曲线中的主要增湿路径与主要减湿路径对降雨型滑坡预测的影响。研究结果表明,采用不同状态路径的土水特征曲线来进行降雨条件下边坡的有限元渗流分析,会得到不同的基质吸力和孔压变... 详细信息

通过模型试验与数值分析方法的结果对比,研究土水特征曲线中的主要增湿路径与主要减湿路径对降雨型滑坡预测的影响。研究结果表明,采用不同状态路径的土水特征曲线来进行降雨条件下边坡的有限元渗流分析,会得到不同的基质吸力和孔压变化趋势,进而影响强度折减有限元法的计算结果;而对于相同的基质吸力条件下,采用主要增湿路径所预测的非饱和渗透系数会低于主要减湿路径的预测值,使得主要减湿路径预测滑坡破坏时间较主要增湿路径快。此外,若边坡产生滑动型破坏,则实际滑坡发生时间在主要减湿路径与主要增湿路径的预测值之间。研究成果说明,采用作为界限的主要增湿和主要减湿路径作为土水特征曲线的滞后模型,对降雨型滑坡灾害的防灾预警具有一定的实用价值,可利用主要增湿与减湿路径预测滑坡发生的时间差,规划与建立合适的滑坡雨量预警基准。

关键词：边坡工程土水特征曲线模型试验边坡稳定性渗流滑坡预测非饱和土

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自流可控灌浆技术的开发与应用

清华大学学报（自然科学版） 2014年第8期54卷 1013-1017页

作者：陈长久安雪晖金峰于玉贞周虎清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

裂隙发育的复杂地质条件灌浆是在灌浆施工中经常遇到的难题之一,该文旨在开发一种适用于此类灌浆需求的自流可控灌浆技术。首先通过实验考察自流可控砂浆的性能,结果表明自流可控砂浆可独立调节其坍落扩展度和V型漏斗通过时间,且稳定性... 详细信息

裂隙发育的复杂地质条件灌浆是在灌浆施工中经常遇到的难题之一,该文旨在开发一种适用于此类灌浆需求的自流可控灌浆技术。首先通过实验考察自流可控砂浆的性能,结果表明自流可控砂浆可独立调节其坍落扩展度和V型漏斗通过时间,且稳定性好。然后基于自流可控砂浆的特点,提出自流可控灌浆技术的工艺流程,通过调节自流可控砂浆的坍落扩展度和V型漏斗通过时间以适应不同裂隙宽度(毫米级以上宽度)和扩散距离的要求。最后,通过工程应用验证该技术的可行性。结果表明:自流可控灌浆技术能有效填充毫米级以上宽度的贯通裂隙,适用于将裂隙发育的复杂地质条件转变为常规地质条件。通过自流可控灌浆技术灌注关门孔形成相对封闭灌浆区域,结合水泥灌浆可以满足发育裂隙的复杂地质条件灌浆需求。

关键词：灌浆工艺发育裂隙 Bingham流体关门孔

土质边坡中部与顶部抗滑桩动力响应和边坡变形比较

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山地学报 2010年第2期28卷 135-140页

作者：李荣建于玉贞李广信西安理工大学岩土工程研究所清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室

地震作用及其诱发的变形或滑坡常会使抗滑桩受力发生显著变化,为此,研究了地震作用下不同加固位置的抗滑桩的动力响应和边坡变形情况。试验分析表明:中桩位边坡坡顶变形比高桩位边坡坡顶变形大,但中桩位边坡坡脚堆积变形比高桩位边坡坡... 详细信息

地震作用及其诱发的变形或滑坡常会使抗滑桩受力发生显著变化,为此,研究了地震作用下不同加固位置的抗滑桩的动力响应和边坡变形情况。试验分析表明:中桩位边坡坡顶变形比高桩位边坡坡顶变形大,但中桩位边坡坡脚堆积变形比高桩位边坡坡脚变形较小;在同样条件下中桩位抗滑桩的静力、动力弯矩小于高桩位抗滑桩相应位置的弯矩;地震结束后由于坡体震动残余变形较大,抗滑桩最终承担着震后残余弯矩,但高桩位抗滑桩的承载能力在震后仍然发挥较大。研究结果表明:高桩位加固位置可以有效发挥抗滑桩的抗弯承载能力,但中桩位可以有效抑制坡底坡脚变形。

关键词：边坡抗滑桩动力试验变形弯矩

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扩展有限元中非连续区域的一种积分方案

清华大学学报（自然科学版） 2009年第3期49卷 351-354页

作者：喻葭临张其光于玉贞孙逊清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为促进和推广扩展有限元在实际复杂问题中的应用,提出一种适用于扩展有限元非连续区域积分的简易积分方案。利用基于该积分方案的扩展有限元程序,结合粘聚裂纹模型实现了对三点弯梁开裂过程的模拟。结果表明,由此积分方案得出的结果与... 详细信息

为促进和推广扩展有限元在实际复杂问题中的应用,提出一种适用于扩展有限元非连续区域积分的简易积分方案。利用基于该积分方案的扩展有限元程序,结合粘聚裂纹模型实现了对三点弯梁开裂过程的模拟。结果表明,由此积分方案得出的结果与常规分片积分法方案得到的结果以及已有研究结果十分吻合。与已有积分方案相比,此简易积分方案既能保证精度和收敛性,同时无需复杂的分片积分过程,也无需考虑零能模式的控制措施,大大地降低了建模的复杂性和成本。

关键词：扩展有限元虚结点积分方案三点弯梁

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非饱和土边坡稳定分析方法探讨

岩土力学 2007年第10期28卷 2060-2064页

作者：李荣建于玉贞邓丽军李广信清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室(筹) 北京100084

在对非饱和土边坡进行稳定分析时,应该全面地考虑基质吸力对边坡稳定的贡献。首先,分别探讨了基于Fredlund非饱和土强度表达式和Bishop非饱和土有效应力强度公式将强度折减有限元法推广到非饱和土边坡稳定分析中的具体方法;然后,开发了... 详细信息

在对非饱和土边坡进行稳定分析时,应该全面地考虑基质吸力对边坡稳定的贡献。首先,分别探讨了基于Fredlund非饱和土强度表达式和Bishop非饱和土有效应力强度公式将强度折减有限元法推广到非饱和土边坡稳定分析中的具体方法;然后,开发了可以考虑基质吸力两种处理方法的强度折减有限元计算程序;最后,给出了一个非饱和土边坡稳定分析的对比算例,说明了二者的不同特点。

关键词：非饱和上基质吸力边坡稳定性强度折减有限元法

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糯扎渡高心墙堆石坝的抗震措施研究

水力发电学报 2008年第4期27卷 89-93页

作者：杨光雷红军于玉贞吕禾清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

本文在广泛收集调研国内外强地震区已建心墙堆石坝抗震加固措施的基础上,通过有限元分析,研究采用上缓下陡坝坡抗震措施的效果,并用杆单元模拟堆石体中的加筋,探讨对坝顶一定范围进行坝体加筋抗震措施的可行性。根据动力有限元分析计算... 详细信息

本文在广泛收集调研国内外强地震区已建心墙堆石坝抗震加固措施的基础上,通过有限元分析,研究采用上缓下陡坝坡抗震措施的效果,并用杆单元模拟堆石体中的加筋,探讨对坝顶一定范围进行坝体加筋抗震措施的可行性。根据动力有限元分析计算的坝体加速度分布、坝体永久位移结果,总结糯扎渡坝体动力反应的规律,评价糯扎渡坝坡的抗震安全性。

关键词：水工结构抗震措施动力反应分析高心墙堆石坝有限元

基于扩展有限元法的大坝面板脱空三维模拟分析

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岩土力学 2020年第S1期41卷 329-336页

作者：王翔南郝青硕喻葭临于玉贞吕禾清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国水电顾问集团北京100120

混凝土面板与堆石体之间由于变形不协调导致的面板脱空是面板堆石坝工程中常见的现象,严重时可引起面板的开裂并威胁大坝的整体安全,非常有必要计算分析面板是否会出现脱空以及脱空值的大小。针对以往的计算方法难以在直观性、计算精度... 详细信息

混凝土面板与堆石体之间由于变形不协调导致的面板脱空是面板堆石坝工程中常见的现象,严重时可引起面板的开裂并威胁大坝的整体安全,非常有必要计算分析面板是否会出现脱空以及脱空值的大小。针对以往的计算方法难以在直观性、计算精度和容易实施之间取得平衡的现状,尝试将脱空视为物体内部不连续界面发生的相对位移,用扩展有限元法(XFEM)进行模拟分析。首先将一种复合式XFEM接触本构模型扩展到三维,实现在三维条件下XFEM对不连续界面发生张开和错动的表述,再通过一个滑块模型算例用自编程序和ABAQUS的接触力学方法进行模拟和对比,验证该三维界面接触算法的正确性,最后以天生桥面板堆石坝为算例计算了面板部位的脱空情况,并与实测值和对偶mortar方法的计算结果进行对比,验证该方法计算大型实际工程的能力。

关键词：扩展有限元法脱空接触本构模型三维模拟

饱和砂土地基上边坡地震动力离心模型试验研究

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清华大学学报（自然科学版） 2008年第9期48卷 1422-1425页

作者：于玉贞李荣建李广信郑瑞华清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

地震液化导致地基土体强度丧失往往对土工建筑物安全造成严重威胁。为借助动力离心模型试验研究地震液化对边坡稳定性的影响,该文采用粘度50 cs的硅油作为孔隙流体,通过二步抽真空法制作具有饱和地基的边坡模型,利用不规则任意波作为地... 详细信息

地震液化导致地基土体强度丧失往往对土工建筑物安全造成严重威胁。为借助动力离心模型试验研究地震液化对边坡稳定性的影响,该文采用粘度50 cs的硅油作为孔隙流体,通过二步抽真空法制作具有饱和地基的边坡模型,利用不规则任意波作为地震输入进行动力离心模型试验,研究了饱和地基边坡的动力响应、动孔压变化以及坡底液化和滑坡等规律。试验表明:地震中超静孔压有明显增长,地震结束后超静孔压逐渐消散;边坡不同位置超静孔压比明显不同;饱和地基部分液化导致边坡刚度减小和土体阻尼增大从而使边坡土体的加速度明显减小。

关键词：边坡饱和地基模型试验动力离心试验地震响应液化