十年来我国计算岩土力学发展浅述

十年来我国计算岩土力学无论在计算方法、程序编制还是在工程应用等方面都取得了重要的进展。从七十年代初期的线弹性平面问题的计算分析发展到现今对三维非线性、大变形、时间效应、粘弹塑性等问题的计算分析。目前计算方法也是多种多样的。从有限元到边界元、离散元、杂交元,块体法以及无穷元法等等。此外半解析元法、摄动有限元法和反分析方法亦日益引起人们注意。在工程应用方面,计算岩土力学已广泛应用于各种岩土工程结构的分析设计。课题涉及到工程开挖、地下洞室、边坡、堤坝等水工建筑、各种形式的地基基础,以及地应力、渗流,岩土介质与上部结构的相互作用等等。计算岩土动力学,如应力波在岩土介质中的传播和动态断裂问题也有很大进展。

殷建华教授在意大利都灵荣获国际岩土力学计算方法与进展协会2005年度杰出贡献奖

2005年6月19～24日，第11届国际岩土力学计算方法与进展协会国际会议（11th Conference of International Association for Computer Methods and Advances in Geomeclaanics—IACMAG）在意大利历史名城都灵（Turin）隆重召开，香港理工大学土木与结构工程系殷建华教授荣获“国际岩土力学计算方法与进展协会”（IACMAG）2005年度地区杰出贡献奖。

土工常用数值计算软件探析

计算机技术引入土力学后产生了计算土力学这一新的土力学分支,并于近年来得到了飞速发展。目前市场上涌现出的大型离散元、有限元通用计算程序,掀起了计算土力学研究的新热潮,并推动了计算土力学的巨大发展和进步。本文分析了PFC、FLAC、Plaxis、Geostudio等常用岩土工程分析软件的计算原理、主要功能及工程应用等情况,以期对相关工程设计分析人员提供一定参考和帮助。

基于非保守体力的大变形固结有限元法

考虑土体固结过程中体力的非保守特点,完善了T.L.描述的大变形固结平衡方程,并以伴生体力代替非保守体力,提出了相应的大变形固结增量有限元列式.当忽略土体体积应变的影响时,改进的大变形固结平衡方程及其有限元法均可退化为基于保守体力的传统形式.采用自主开发的程序对大变形自重固结算例进行分析,结果初步表明:传统方法低估了地基固结度,但高估了地基沉降量和超静孔隙水压力.基于非保守体力的大变形固结分析在理论上能够更合理地预测地基的固结性状.

土力学实用计算模型、参数与方法

本文系作者从事岩土工程勘察在建筑物地基、尾矿坝、挖方支撑及双介质等方面的计算经验，分别介绍其实用计算模型，所需参数及方法．其中，多数建筑物地基均宜采用线性模型。尾矿坝及土坝采用非线性模型。双介质根据各介质特性分别采用不同模型。各种计算建议采用二维有限元法进行。

近代土力学研究动向

本文介绍土力学的三个主要组成部分,即理论土力学、计算土力学和实验土力学在近10年来的发展状况。理论土力学主要研究土体中发生的各种现象的宏观、微观机理及其影响因素,并且尽可能将这些物理现象抽象化为数学方程,以便在不同的初始和边界条件下求解,进行理论计算分析。由于土体性质和实际工程的边界条件往往过于复杂,以致在许多情况下很难得出精确解或闭合解,从而使理论土力学在定量地分析工程问题方面的作用受到一定的限制。计算土力学的兴起,为各种岩土工程问题提供了许多有力的分析计算手段。实验土力学则为上述理论分析和数值计算测定有关计算指标和参数,研究各种室内或原位试验,以及为校核和验证这些分析计算结果而进行的模型试验和离心模型试验等。

降雨作用下浅层碎石土滑坡解体破坏机理研究

为了揭示浅层碎石土滑坡的变形解体破坏机理,通过资料搜集整理与分析、现场工程地质调查与勘探和室内外的物理力学试验,采用数理统计分析方法、不平衡推力法和不分离接触弹塑性有限元强度折减法,获得了滑坡的整体稳定性系数;运用碎石土边坡地下水管网状排泄系统的理论,分析了该类型滑坡的变形解体破坏过程,揭示了强降雨作用下浅层碎石土滑坡变形解体破坏的主要机理和一般的力学机理。结果表明,浅层碎石土滑坡的解体破坏过程中,滑体位移、滑体沿滑面滑动状态和塑性应变的发展以及滑面上摩擦应力的发挥程度是不一致的;强降雨是浅层碎石土滑坡体发生失稳的主要触发因素;采用弹塑性接触有限元算法可以更好地反映该类型滑坡在降雨作用下所处的实际状态及滑坡的滑动过程,为该类型滑坡稳定性的准确评价和预测预报提供可资借鉴的方法。

三维弹塑性接触有限元滑坡稳定性分析

为了准确评价碎石土滑坡的稳定性,通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探和室内外的物理力学试验,采用三维弹塑性接触有限元算法计算碎石土滑坡的整体稳定性系数和分析滑坡的稳定性。研究结果表明,采用三维弹塑性接触有限元强度折减法计算碎石土滑坡的稳定性系数,可以考虑滑坡体的空间效应,使计算结果更加精确;在碎石土滑坡变形解体破坏过程中,在空间上滑体塑性应变和滑面上岩土体抗剪强度的发挥程度是不一致的;根据三维弹塑性接触有限元算法计算的滑面接触摩擦应力计算二维剖面碎石土滑坡稳定性系数的方法比较适宜于该类型滑坡稳定性的分析评价,能够比较客观、准确地反映滑坡所处的实际状态。

大变形弹塑性有限元与极限平衡法滑坡耦合分析

为了精确确定碎石土滑坡的滑动面和计算滑坡的稳定性系数,通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探和室内外的物理力学试验,采用大变形弹塑性有限元极限塑性应变分析法确定碎石土滑坡的滑动面,并根据极限状态下塑性应变值的大小确定滑面不同抗剪强度的取值段,提出全面考虑滑面上岩土体抗剪强度不同发挥程度的不平衡推力法,并通过实例分析表明该方法能更加精确地计算碎石土滑坡的稳定性系数和分析滑坡的稳定性,更加真实地反映滑坡所处的实际状态。

碎石土古滑坡弹塑性接触有限元稳定性分析

为了准确评价碎石土古滑坡的稳定性,通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探和室内外的物理力学试验,采用三维大变形弹塑性接触有限元算法,结合复活碎石土古滑坡工程实例,提出利用三维计算结果计算二维剖面稳定性系数的方法,分析了滑坡的稳定性。结果表明,采用三维大变形弹塑性接触有限元算法分析滑坡稳定性可以考虑滑坡体的空间效应,使计算结果更加符合实际。新方法可以更准确分析碎石土滑坡的稳定性和获得该类型滑坡所处的实际状态,为滑坡治理提供准确的科学信息。

地质灾害危险评估中两种地面沉降的预测评估方法

近年来,国家与社会愈来愈关注地质灾害对人们居住环境、工程项目的影响与破坏,新建项目用地前一般都要进行地质灾害危险性评估工作,为建设单位提供减灾防灾的依据,地面沉降是需要进行危险性评估的六大灾种之一,其变形是较为缓慢的,但是影响程度及范围又是较大的,如何能较为准确地预测评估地面沉降的发展及其危险性是一个较为重要的问题。运用岩土力学计算法和类比法对地面沉降进行定量的评价,收到了较好的结果。

拉森钢板桩在基坑支护中的应用

文中结合工程实例,论述了拉森钢板桩在基坑支护中的应用;介绍了拉森钢板桩的设计、施工要点以及注意事项。