无单元法对三维不连续面的模拟

提出了一种用无单元法模拟弹性体中三维不连续面的处理方法。该法采用可视准则来处理不连续面对高斯点影响域的隔离作用并考虑不连续面两表面的相互作用对整体平衡方程组的贡献。为此,推导了不连续面对整体平衡方程组的贡献方程,研究了模拟不连续面实际接触状态的非线性迭代算法。在上述基础上,编制了模拟三维不连续面的无单元法程序。最后,应用上述方法和程序对一含裂纹的立方体进行了受力分析,结果表明该方法和程序是合理可行的。

裂隙化岩体不连续面密度的分形研究

不连续面密度是表征岩体内部不连续面分布特征的重要参数之一,但是岩体内不连续面的分布是随机的、不规则的,要想准确获得岩体不连续面密度的真实值是不可能的。基于现场调查的岩体露头不连续面特征,借助计算机模拟技术建立岩体不连续面分布的二维、三维随机裂隙网格模型,从数理统计学的角度计算岩体不连续面密度数值。并基于分形理论计算岩体不连续面分布的二维、三维分布特征,尝试建立岩体不连续面密度与分维数的数学关系。计算结果表明,岩体不连续面密度与分维数具有相同的变化趋势,随着不连续面分维数的增大,不连续面密度增大,不连续面密度与分维数之间存在线性关系。研究结果表明,不连续面分布的体密度和三维分形维数,可以更加综合地反映岩体内部不连续面的分布特征和空间信息及对岩体强度参数的影响,对工程应用具有更好的实际作用。且在此基础上,提出基于不连续面分布的体密度和三维分形维数的岩体等效抗剪强度指标的折减计算。

三维无单元伽辽金法及其在拱坝分析中的应用

本文介绍了三维无单元伽辽金法的基本理论,并将其应用于拱坝结构分析中,基于变分原理推导出三维线弹性无单元伽辽金法的整体平衡方程。为了处理实际水利工程中断层、宏观裂纹等不连续情况,采用可视准则处理不连续面对积分点影响域的影响,同时考虑不连续面两表面相互作用对整体平衡方程的贡献。编制了三维无单元法计算程序并用以分析拉西瓦水电工程拱坝-地基系统模型,结果表明,其反映了拱坝在水荷载作用下的位移分布规律。

应用三维无单元伽辽金法追踪裂纹扩展

本文应用三维无单元伽辽金法追踪裂纹扩展。将可视准则推广到三维以处理三维不连续面对积分点影响域的影响,同时考虑不连续面刚度对整体平衡方程的贡献。利用单点位移公式计算裂纹前缘应力强度因子,假设裂纹在法平面内扩展,采用最大能量释放率判据作为三维复合型裂纹扩展判据,编制EFGM3D程序实现对线弹性体中三维准静态裂纹扩展的追踪。通过对含半币形表面裂纹的立方体算例的分析,证明本文方法和程序在裂纹扩展模拟上是合理有效的。

隧道掘进块体塌落灾害超前预报方法研究

介绍了不连续面三维网络模拟、施工掌子面前方断层地震波法探测和块体理论相结合的隧道掘进不稳定块体超前预报方法 。