初始缺陷对非均质SFRCC单向受拉特性影响细观分析

初始缺陷会对钢纤维增强水泥基复合材料(SFRCC)的力学性能产生较大影响。通过参数化语言,建立了由钢纤维、水泥砂浆基体及界面过渡区构成的二维SFRCC模型,布置了界面、砂浆、表面和三处同时存在的四种初始缺陷类型,并结合Weibull分布函数建立非均质模型,模拟了不同初始缺陷下非均质SFRCC试件单轴拉伸破坏的过程。结果表明:不同类型初始缺陷对不同平均方向效应系数SFRCC材料抗拉强度影响程度不同;探究了不同类型初始缺陷对SFRCC材料细观单元力学性能的影响;揭示了非均质SFRCC材料存在不同初始缺陷时的拉伸损伤过程及破坏机理。

剪切破坏过程中岩体单裂隙力学及非线性渗流特性试验研究

裂隙岩体在复杂应力和渗流环境下的物理力学特性对库坝系统岩体稳定极为重要。为了厘清剪切-渗流耦合作用下的岩体裂隙力学及渗流特性,通过制作类岩试件开展了岩体单裂隙剪切-渗流耦合试验,分析了剪切过程中裂隙剪切强度、法向位移增量、剪胀角、FORCHHEIMER定律系数等参数的演化过程,以峰值剪切位移为分界点,基于PATTON强度公式以及峰后剪胀公式构建了全剪切强度计算公式。以FORCHHEIMER定律为基础阐明了高水压和剪切破坏共同作用下裂隙非线性渗流特性的演化过程,揭示了FORCHHEIMER定律线性项及非线性项系数的演化过程,建立了用于判断渗流流态的临界雷诺数计算公式。结果表明:剪切破坏产生的碎屑充填物对裂隙峰后剪切强度、剪胀角和渗流特性影响显著,构建的剪胀公式和剪切强度计算公式可确定任意时刻的裂隙剪切强度值和隙宽变化值;由于水流惯性力的影响高渗压作用下裂隙非线性渗流特性显著,剪切过程中FORCHHEIMER定律线性项及非线性项系数不断减小并趋于稳定,并且临界雷诺数在剪切过程中不断增大。

变温条件下胶粉改性沥青混凝土抗裂特性研究

为探究胶粉改性沥青混凝土在水利工程环境下的抗裂性能,本文基于小梁弯曲试验及全应力-应变曲线脆性指标,探究了变温条件下胶粉改性沥青混凝土的抗裂性能。结果表明:胶粉改性沥青抗裂性能最优时的配比为80M,掺量20%;低温条件下,胶粉改性沥青混凝土的抗弯强度及峰值应变优于基质沥青混凝土;温度越低,沥青混凝土的脆性指标越大,试件越容易开裂;胶粉的加入降低了基质沥青混凝土的脆性指标,使其抗裂性能有所提升,同时改变了基质沥青混凝土在-10℃时的受力状态,其应力-应变曲线由脆性特征转变为塑性特征。本文研究有望为面板选材提供新思路。

米箭沟尾矿坝加高方案渗流场数值分析

米箭沟尾矿坝为了进行加高设计而进行了尾矿库区的地质钻孔勘探。基于实际钻孔勘探成果的最佳反演分析各分区—尾矿砂、风化岩体和初期坝堆石体的模型渗透参数和加高设计方案,采用三维有限元数值计算方法,应用自主开发的3D-Seepage-Stress程序进行了该尾矿坝加高后渗流场数值分析,得出渗流场各要素分布图。可以看出,在此加高方案下,尾矿坝库区浸润线和溢出点都很高,不利于尾矿坝的稳定安全和运行管理。为此提出了在加高方案设计中加强排渗设施设计的初步方案与建议。

岩体中裂隙水流对裂隙壁的双重力学效应

岩体中裂隙水流对裂隙壁同时具有法向的渗透静水压力作用和切向的拖曳力(渗透动水压力)作用。本文提出在单一光滑平直裂隙、充填裂隙、水流和充填物一起流动三种情况下裂隙壁所受的渗透静水压力和拖曳力公式,并采用算例定量分析裂隙水流对裂隙壁的这种双重力学效应。结果表明,裂隙水流的渗透静水压力和切向拖曳力作用都会使岩体各应力分量增大,计算岩体应力时应考虑裂隙水流的双重力学效应。

三峡库区泄滩滑坡渗流场与应力场耦合分析

泄滩滑坡坡体从水力学特性来看为3层透水性较强的岩层(坡积物、滑坡堆积物和滑坡影响带)和2层透水性较弱的岩层(滑带和基岩)构成的互层状结构。以此为基础,进行了三峡库区蓄水至175 m水平时泄滩滑坡的渗流场与应力场耦合分析,得出滑坡体内水头分布﹑滑带底面承受的浮托力分布以及各应力分量分布。可以看出,泄滩滑坡水力学特性上的这种互层状结构不利于滑坡体的稳定,耦合作用对渗流场的影响不大,但对应力场的影响较大。

作用在裂隙中的渗透力分析

裂隙岩体中流体对岩体的作用力 ,是研究岩体稳定性的重要问题。本文认为流体作用于裂隙壁面上的力包括两部分 ,即垂直于裂隙壁面的流体静水压力 (导致裂隙垂向变形 )和平行于裂隙壁面的拖曳力 (导致裂隙切向变形 ) ,此拖曳力为面力。文中以单裂隙水流的立方定律为基础 ,运用流体力学的动量方程 ,推导出了单一平直光滑无充填裂隙、有充填的裂隙及水流和充填物一起运动情况下 ,裂隙壁面承受的切向拖曳力公式。该公式对于分析流体对裂隙岩体变形性能及强度的影响具有重要价值。

岩体渗流场与应力场耦合分析的多重裂隙网络模型

将岩体中的各种裂隙和孔隙按规模和渗透性分为四级处理 ,即一级真实裂隙网络、二级随机裂隙网络、三级等效连续介质体系、四级连续介质体系。各级裂隙 (孔隙 )都形成各自的裂隙网络 ,以水量平衡原理建立各级裂隙网络之间的联系 ,并考虑各级裂隙渗流与应力不同的相互作用关系 ,建立起岩体渗流场与应力场耦合分析的多重裂隙网络模型 。

高拱坝研究新进展

以西部水电能源开发为背景讨论高拱坝研究的意义和重要性 ;综述高拱坝的体形与优化设计、场仿真分析与应力控制标准、破损机理与安全度分析、抗震分析与抗震工程措施等方面的最新研究进展 .认为今后高拱坝研究的发展方向是 :努力使高拱坝体形优化设计进入实用阶段 ;结合仿真应力分析 ,提出更接近实际的高拱坝应力控制标准 ;总结已建工程的经验 ,进行高拱坝安全度分析 ;开展广泛的高拱坝抗震分析与抗震工程措施研究 .

岩体多重裂隙网络渗流模型研究

将岩体中的各种裂隙和孔隙按规模和渗透性分为 4级处理 ,即一级真实裂隙网络、二级随机裂隙网络、三级等效连续介质体系和四级连续介质体系。各级裂隙 (孔隙 )都形成各自的裂隙网络 ,并以水量平衡原理为基础建立各级裂隙网络之间的联系 ,组合形成岩体多重裂隙网络渗流模型 ,从而较全面地反映了地下水在岩体中的运动规律 。

考虑动水压力裂隙网络岩体渗流应力耦合分析

渗流对裂隙网络岩体的作用力包括渗透静水压力和渗透动水压力(裂隙壁切向拖曳力)两部分。较全面地引入渗流与应力之间的相互作用关系,同时考虑渗透静水压力和切向拖曳力的作用,以裂隙(等效)隙宽与岩体应变的关系为桥梁,建立裂隙网络岩体渗流场与应力场耦合分析的数学模型,并采用有限元数值方法进行某工程实例的双场耦合分析,验证所建立模型的可靠性。

大柳树水利枢纽坝区渗流场与应力场耦合分析

黄河大柳树水利枢纽坝区岩体大范围发生了松动,确定其渗透特性指标并进行渗流场与应力场耦合分析具有重要的现实意义。首先,根据坝区两岸平硐内测量的优势节理裂隙组资料和左岸固结灌浆试验资料,综合确定坝区岩体初始渗透系数张量;然后,应用多重裂隙网络模型,进行3个重要断面的渗流场与应力场耦合分析。可以看出,坝区工程范围内岩体渗透性很强,初始渗透系数张量量级达10^(-5)～10^(-4)m/s;绕坝渗流的两个断面(A-A,B-B)主要是渗流损失问题,通过坝基渗流的断面(C-C)在坝踵处出现了应力集中现象。

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从碾压混凝土坝的渗透特性出发 ,分析了碾压混凝土坝层 (缝 )面渗流与坝体应力相互影响的耦合机理 ,层 (缝 )面渗流向层 (缝 )壁面施加法向渗透压力和切向拖曳力来影响坝体应力 ,坝体应力改变层 (缝 )面的等效隙宽来影响渗流 ,进而提出了碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型 ,讨论了该耦合模型的有限元数值解法 ,并给出了工程应用实例 .由计算实例可以看出 ,耦合作用使坝体渗流场发生变化 ,并且使坝体应力增大 。

大柳树水利枢纽坝区松动岩体的水力学特性

黄河大柳树水利枢纽坝区岩体大范围发生了松动,确定其水力学特性指标并进行渗流分析具有重要的现实意义。首先,根据坝区两岸众多平硐和过河平硐资料,统计出两岸和坝基岩体的优势节理裂隙组参数分布,采用等效连续介质渗流理论,求出两岸和坝基岩体的渗透系数张量;然后依据坝区左岸固结灌浆试验(包括压水试验)资料和过河平硐实测渗水量资料,对渗透系数张量进行修正;最后,进行3个重要断面的渗流分析。可以看出:坝区工程范围内岩体渗透性很强,渗透系数张量量级达10-5～10-4 m/s;绕坝渗流量大,帷幕灌浆工程量大。

耦合水头梯度、温度梯度及应力影响的一维渗流模型分析

在普通一维（等效）连续介质渗流模型（只考虑水头梯度的影响）的基础上，又考虑了温度梯度引起的水流运动及应力对渗透系数的影响，对考虑水头梯度，浊度梯度在力影响的一维渗流模型进行了解析演算，分析了各种情况及各种边界条件下三种因素对渗流各要素的定量影响。

碾压混凝土坝层(缝)面渗流及其对坝体应力的影响

从碾压混凝土坝的渗透特性出发 ,采用裂隙流模型分析了碾压混凝土坝层 (缝 )面渗流问题 ,进而提出碾压混凝土坝层 (缝 )面渗流对坝体应力影响的作用机理 :渗流向层 (缝 )壁面施加垂直于壁面的法向渗透压力及平行于壁面的切向拖曳力 ,并采用有限元数值方法具体分析了碾压混凝土坝工程实例层 (缝 )面渗流对坝体应力的定量影响 .

均质土坝渗流场与应力场耦合分析的数学模型

从均质土坝的渗透特性出发，分析了均质土坝渗流场与应力场相互作用的力学机制，提出了均质土坝渗流场与应力场耦合分析的连续介质数学模型，并讨论了该数学模型有限元数值解法。

岩体三维主干裂隙网络渗流分析

基于流体力学的基本理论和二维岩体裂隙网络渗流原理 ,推广得到了三维岩体裂隙网络渗流基本方程。将三维岩体裂隙网络渗流理论及有限元数值方法应用于主干岩体裂隙网络渗流分析中 。

三峡库区泄滩滑坡的水力学特性

泄滩滑坡坡体在剖面上从上到下共分为坡积物、滑坡堆积物、滑带、滑坡影响带以及基岩五层 ,从水力学特性来看为三层透水性较强的岩层 (坡积物、滑坡堆积物和滑坡影响带 )和两层透水性较弱的岩层 (滑带和基岩 )构成的互层状结构。以此为基础 ,进行了三峡库区蓄水至Δ 1 35m和Δ 1 75m时泄滩滑坡的渗流场分析 ,得出滑坡体内水头分布和滑带承受的浮托力分布。可以看出 。

裂隙水流对裂隙壁的双重力学效应

裂隙水流对裂隙壁同时具有法向渗透静水压力作用和切向的拖曳力 (渗透动水压力 )作用。本文提出单一光滑平直裂隙、充填裂隙、水流和充填物一起流动 3种情况下裂隙壁所受的渗透静水压力和拖曳力公式 ,并采用算例定量分析裂隙水流对裂隙壁的这种双重力学效应。结果表明 ,裂隙水流的渗透静水压力和切向拖曳力作用都使岩体各应力分量增大 ,计算岩体应力时应考虑裂隙水流的双重力学效应。