检索结果-南通市图书馆

安全与环境工程 2022年第4期29卷 101-109页

作者：刘煜崔德山杨赫楠任晋岚中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国电建集团北京勘察设计研究院有限公司北京100024

受自然环境的影响,宁夏须弥山石窟5号窟窟檐周边岩体风化严重,构造裂隙和卸荷裂隙发育,岩体的力学性质变差,直接威胁石窟窟檐和大佛的安全。为研究须弥山石窟5号窟窟檐的地震动力响应,根据现场勘察和倾斜摄影数据,建立了须弥山石窟5号... 详细信息

受自然环境的影响,宁夏须弥山石窟5号窟窟檐周边岩体风化严重,构造裂隙和卸荷裂隙发育,岩体的力学性质变差,直接威胁石窟窟檐和大佛的安全。为研究须弥山石窟5号窟窟檐的地震动力响应,根据现场勘察和倾斜摄影数据,建立了须弥山石窟5号窟的三维实体数值模型,并利用通用有限元软件ABAQUS对石窟造像及窟檐的地震动力响应进行了数值模拟计算,重点分析了石窟窟檐整体在地震作用下的应力场和位移场,进而利用应力等值线图结合现场调查判断了石窟窟檐整体可能产生的破坏模式。结果表明:在静力条件下,石窟窟檐局部产生应力集中,位移及应变都较小;在极端地震荷载作用下,石窟窟檐整体发生较大的不均匀沉降和滑动,威胁大佛的安全;石窟窟檐上的最大主应力和最小主应力数值都较大,石窟窟檐整体的破坏模式为拉张-倾倒破坏;在地震荷载作用下,地震波在混凝土中经过折射、反射、叠加,导致石窟窟檐中部的加速度放大系数比窟檐两侧的大,且石窟窟檐左侧的加速度放大系数大于右侧。该研究结果可为须弥山石窟5号窟窟檐加固设计提供科学依据。

关键词：须弥山石窟窟檐地震动力响应模拟 ABAQUS

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基于广义Hoek-Brown准则的瞬时线性化强度折减技术

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岩土力学 2019年第12期40卷 4865-4872页

作者：任晋岚陈曦王冬勇吕彦楠北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室

广义Hoek-Brown(HB)准则广泛应用于岩体的计算和分析,然而,广义HB准则是典型的非线性强度准则,不能直接在有限元强度折减法中采用来开展岩体的稳定性分析。针对这一问题,开展瞬时线性化研究,根据已有的应力状态将HB强度包线上一点的抗... 详细信息

广义Hoek-Brown(HB)准则广泛应用于岩体的计算和分析,然而,广义HB准则是典型的非线性强度准则,不能直接在有限元强度折减法中采用来开展岩体的稳定性分析。针对这一问题,开展瞬时线性化研究,根据已有的应力状态将HB强度包线上一点的抗剪强度转化为该点切线对应的黏聚力和内摩擦角,并提出了两种瞬时线性化强度折减方案:(1)基于弹塑性分析获得的应力场,对每个应力点专属的瞬时Mohr-Coulomb(MC)强度参数进行折减,相应的方法记为Point-IL-SSRFEM;(2)由于传统有限元法要求单元的抗剪强度参数保持不变,在每个单元上各个应力点获得瞬时MC强度参数后,对这些参数进行单元均一化处理并进行折减,相应的方法记为Element-IL-SSRFEM。基于岩质边坡算例,对比和评述了三参数等比折减技术和瞬时线性化强度折减技术。数值分析结果表明:与Element-IL-SSRFEM相比,Point-IL-SSRFEM对网格划分的要求较低,计算精度和计算效率相对较高;与三参数等比折减相比,Point-IL-SSRFEM的计算精度高、计算性能稳定。因此,推荐使用Point-IL-SSRFEM来分析岩质边坡的稳定性。

关键词：岩质边坡广义Hoek-Brown准则瞬时线性化强度折减安全系数

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基于非线性强度准则的广义强度折减法研究

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作者：任晋岚北京交通大学

学位级别：硕士

传统有限元强度折减法采用线性强度准则来分析边坡的稳定性,然而,大量实验结果表明岩土材料大多遵循非线性的强度准则,尤其在低应力区,其非线性特征十分显著,因此,近似将非线性强度准则简化为线性强度准则会导致岩土体稳定性计算方面的... 详细信息

传统有限元强度折减法采用线性强度准则来分析边坡的稳定性,然而,大量实验结果表明岩土材料大多遵循非线性的强度准则,尤其在低应力区,其非线性特征十分显著,因此,近似将非线性强度准则简化为线性强度准则会导致岩土体稳定性计算方面的偏差。本文以目前常用的两种非线性强度准则(即广义Hoek-Brown(HB)准则和非线性Mohr-Coulomb(MC)准则)为例,对基于应力点瞬时线性化强度参数的广义强度折减法(GSRFEM)进行研究,主要研究内容如下:(1)两种HB参数折减法研究:比较由σci、GSI和mi组合成的四种参数折减方案的折减效果,分析HB参数折减优选方案和等效MC参数折减法的适用范围;(2)广义强度折减法研究:以HB准则为例,分析单元均一化瞬时线性化参数折减(Element-IL-SSRFEM)和应力点瞬时线性化参数折减(Point-IL-SSRFEM)两种方法的差异,探讨广义强度折减法的合理性;(3)三种瞬时线性化方法研究:以HB准则和非线性MC准则为研究对象,利用广义强度折减技术,评价最小化安全系数法(ILminOS)、几何关系法(ILGeo)和二分试算法(ILBisec)三种方法的求解效果。通过上述研究,本文获得的成果如下:(1)对于非线性HB准则,三参数等比折减优选方案和等效MC参数折减法两者的计算结果只有在HB强度参数的取值较小时才有参考价值;(2)数值结果表明,与Element-IL-SSRFEM相比,Point-IL-SSRFEM对有限元网格划分的要求低,在计算结果精度和计算效率方面有突出优势,因此,基于应力点瞬时线性化强度参数的广义强度折减法是可行的;(3)对于同一应力状态,三种瞬时线性化方法确定的瞬时MC强度参数是相同的,因此,在广义强度折减法中,改变瞬时线性化方法对其计算结果的影响甚微;(4)在广义强度折减法中,使用不同的瞬时线性化方法会导致计算效率方面的差异,对于HB准则,ILGeo-GSRFEM因在计算效率方面的优势而被推荐使用,对于非线性MC准则,推荐使用的则是ILmin FOs-GSRFEM。

关键词：非线性强度准则瞬时线性化技术广义强度折减法有限元边坡稳定性分析

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基于二阶锥规划理论的有限元强度折减法及应用

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岩土工程学报 2019年第3期41卷 457-465页

作者：王冬勇陈曦吕彦楠任晋岚北京交通大学土木与建筑工程学院北京100044

针对岩土体稳定性问题,常用的方法有极限平衡法和有限元强度折减法等。传统的有限元强度折减法通常需设置很大的最大允许非线性迭代次数(如200或500),计算耗时严重,此外,采用的平衡迭代和应力积分算法可能导致岩土体塑性区计算不够准确... 详细信息

针对岩土体稳定性问题,常用的方法有极限平衡法和有限元强度折减法等。传统的有限元强度折减法通常需设置很大的最大允许非线性迭代次数(如200或500),计算耗时严重,此外,采用的平衡迭代和应力积分算法可能导致岩土体塑性区计算不够准确,进而影响稳定性分析结果。提出一种二阶锥规划有限元强度折减法,该方法基于Hellinger–Reissner混合变分原理和有限元法,将岩土体弹塑性问题构造成基于有限元框架的二阶锥规划问题,结合强度折减技术来分析岩土体稳定性。将该新方法应用于平面应变岩土体稳定性分析,结果表明:与传统的有限元强度折减法相比,新方法结果可靠,但其计算效率更高,所获得的塑性区更加平滑。

关键词：岩土体稳定性二阶锥规划强度折减技术剪胀性塑性区

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