国家自然科学基金(51008309)
- 作品数：17 被引量：110H指数：7
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- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学更多>>
- 用于上限有限元的非结构化网格重划加密方法研究被引量：4
- 2014年
- 提出一种用于二维上限有限元的非结构化网格数据转化方法并编制数据处理和上限有限元程序,借助MESH 2D非结构化网格划分工具建立基于耗散能密度为评判参数的网格重划加密方法,可达到不明显增加单元数量而获得较优上限解的目的。同时,分别实现用于上限有限元的六节点三角形单元无间断线和三节点三角形单元+速度间断线这2种网格模式。研究结果表明:六节点三角形单元无间断线模式结合非结构化网格重划加密方法能在同等单元数量的前提下显著提高上限解精度,显示出明显的优势和实用性。
- 杨峰阳军生
- 关键词：破坏模式非结构化网格
- 软弱围岩大断面隧道相向施工围岩稳定性分析与掌子面加固研究被引量：15
- 2013年
- 相向施工的软弱围岩隧道临近贯通时,两开挖面的扰动区将会叠加,围岩应力及变形异常复杂,存在掌子面大变形和失稳问题。结合狮子垄隧道,采用数值手段分别对单向、相向施工时的隧道围岩应力与位移场进行研究,分析临近贯通时围岩的稳定性。结果表明,相向施工时,随着掌子面前方土体长度的减小,围岩塑性区明显增大,变形加剧,拱效应逐渐减弱,稳定性大大降低;两开挖面间存在极限距离,当2个掌子面距离小于该值时,围岩大范围临近塑性破坏,必须采取有效应对措施,方可保证隧道施工安全。在对掌子面加固、提高初支强度等措施效果分析的基础上,采用竹锚管注浆对狮子垄隧道贯通段掌子面进行加固,并提高初支强度,保证了该软弱围岩大断面隧道顺利安全贯通。
- 石钰锋阳军生杨峰唐鹏
- 关键词：隧道工程围岩稳定性
- 隧道掌子面稳定性刚体平动运动单元上限有限元分析被引量：3
- 2014年
- 为了研究地层自重作用下隧道掌子面的破坏模式,开展刚体平动运动单元上限有限元分析,获得了地层参数、隧道埋深等因素与掌子面稳定性临界系数间的无量纲化计算结果,探讨了刚体平动运动单元上限有限元法搜索得到的隧道掌子面破坏模式。研究结果表明,隧道掌子面破坏临界系数随内摩擦角的增加而增加、随埋深增加而减小,当土体内摩擦角较大时,埋深对临界系数的影响逐渐变小,以致可忽略;刚体平动运动单元上限有限元法所得隧道掌子面破坏模式特征清晰,去除未发生滑移的速度间断线后对应的形态与土体破坏时形成的滑移线近似,可为研究隧道破坏机理和构建破坏模式提供参考。
- 靳柒勤杨峰
- 关键词：隧道掌子面稳定性运动单元法破坏模式
- 用颗粒流方法研究裂隙对岩石力学性质的影响被引量：1
- 2015年
- 岩石力学参数受其组成材料的细观力学性质和含有的裂隙控制。本文采用颗粒流方法,以校核试验参数的方法确定模型细观参数,进而建立不同高度和半径的圆柱模型,然后根据试样体积,在模型中添加不同数量的随机分布裂隙,研究裂隙对宏观力学性质的控制作用,发现:1)对于不含有裂隙的试样,圆柱试样的高度和半径对单轴抗压强度和弹性模量的影响较小,但试样半径对宏观力学性质的影响比高度明显;2)对于含有裂隙的试样,试样单轴抗压强度和弹性模量受试样半径和高度影响明显,表现为单轴抗压强度和弹性模量随高度或半径增加而呈现指数形式衰减;3)不同尺寸的裂隙试样应力-应变曲线在峰值轴向应力之前,曲线斜率与试样尺寸有较为明显的相关性。
- 康石磊阳军生杨峰
- 关键词：颗粒流细观参数裂隙试样尺寸
- 基于强度折减和上限有限元的椭圆形毛洞隧道围岩稳定性分析被引量：13
- 2015年
- 将强度折减法引入刚体平动运动单元上限有限元并编制计算程序，针对椭圆形毛洞隧道围岩稳定性和破坏模式开展计算分析，获得了围岩抗剪强度参数、隧道埋深、跨度等与安全系数的关系曲线，并探讨了围岩强度折减极限状态对应的刚性块体破坏模式的形态特征.结果表明：强度折减法可方便嵌入运动单元上限有限元非线性规划模型；围岩安全系数与其围岩强度参数正相关，与埋深比和跨度比负相关；隧道跨度对安全系数的影响较为明显，当隧道跨度与高度比（B/D）由0.5增加到2.0时，安全系数降低幅度处于27%-46%之间；强度折减极限状态下刚体平动运动单元上限有限元所得围岩破坏模式形态鲜明，其主要滑动破坏面由隧道底部或边墙处延伸至地表，错动的滑移线集中于隧道拱部和边墙上方，而水平破坏区域延伸范围均小于1.5倍隧道高度.
- 康石磊杨峰张箭阳军生
- 关键词：强度折减非线性规划破坏模式
- 含裂隙类岩试样破坏行为的宏细观数值分析被引量：5
- 2016年
- 为了获得单轴荷载下裂隙岩体的裂纹扩展过程及接触力变化的规律,以石膏为相似材料制作含有2种倾角组合的裂隙试样,在刚性试验机上进行单轴条件下的破坏试验,记录裂隙试样的破裂过程。采用离散元软件PFC2D建立数值分析模型,通过校核试验数据确定细观参数值,从宏观和细观两方面分析裂隙试样在压缩过程中微裂隙增长与轴向应力关系、接触力变化与裂纹的产生和扩展的关系,进行裂纹扩展的数值模拟和室内试验对比。结果表明:颗粒间接触力分布随压缩而变得不均匀,主要集中在裂隙的端部,进而产生微裂隙,微裂隙聚集形成宏观裂纹;微裂隙数量在峰值轴向应力之前增加较缓慢,在峰值轴向应力之后迅速增加,微裂隙的增长与应力增长有一定关系;峰值轴向应力之前,观察到轴向应力暂停增加或略微下降,但微裂隙数量持续增加现象,该现象与裂纹扩展有关;用颗粒流程序能较好地分析加载过程试样内细观变化和裂纹的扩展,与试验现象吻合较好。
- 康石磊阳军生杨峰
- 关键词：接触力节理岩体数值模拟
- 浅埋软弱围岩隧道掌子面失稳破坏模式研究被引量：3
- 2013年
- 将浅埋隧道掌子面稳定性问题简化为二维平面问题,构造了更符合实际工况的隧道掌子面破坏模式。在此基础上,采用极限分析上限法得到浅埋隧道掌子面支护反力的目标函数,并建立了优化变量约束条件。利用Matlab编制计算程序进行优化求解,通过算例得到了不同边界条件下维持浅埋隧道掌子面稳定所需支护反力系数,解释了浅埋隧道掌子面失稳机理,并分析了影响掌子面失稳的主要因素。
- 周森张学民杨峰罗强龙万学
- 关键词：浅埋隧道失稳机理破坏模式
- 浅埋隧道掌子面稳定性二维自适应上限有限元分析被引量：17
- 2015年
- 为研究浅埋隧道掌子面稳定性及获取精细化的破坏模式,提出了一种上限有限元非结构化网格自适应加密策略。以单元耗散能权重指标作为网格自适应加密评判准则,该策略同时兼顾了单元尺度与塑性应变。应用高阶的6节点三角形单元并建立上限有限元线性规划模型,以多次反复计算和网格加密的方式实现了二维自适应上限有限元分析并编制了计算程序。利用条形基础地基极限承载力课题,从上限解精度和网格加密形态方面验证了该程序的有效性。针对浅埋隧道掌子面稳定性问题,展开多参数条件下的自适应上限有限元计算,分析了网格加密过程中单元总数与上限解精度的关系,列出不同隧道埋深和内摩擦角对应的隧道掌子面稳定性临界值的上限解,揭示出掌子面稳定性变化规律及精细化的破坏模式。
- 阳军生张箭杨峰
- 关键词：浅埋隧道破坏模式
- 三联隧道穿越煤系地层软岩大变形控制研究被引量：15
- 2013年
- 三联隧道煤系地层段围岩软弱,地应力高,初期支护变形速率快,累计变形量大。初支封闭成环后变形仍持续发展,大变形问题突出。运用FLAC2D有限差分软件对隧道施工情况进行二维模拟,数值模拟结果及现场情况分析表明,地质复杂、围岩软弱、高地应力、初支刚度不足等是导致大变形的原因。根据弱支护和强支护两种工况数值模拟结果对比,提出了采用强支护控制大变形;同时加强辅助施工措施、及时施作仰拱和尽量紧跟加强型二衬。采用上述措施后,位移量测结果表明大变形控制效果良好,二衬应力测试结果表明衬砌结构安全。因此,上述大变形控制措施切实可行。
- 王一鸣任登富王立川李习平阳军生
- 关键词：大变形
- 浅覆盾构隧道开挖面挤出刚性锥体破坏模式极限分析被引量：15
- 2014年
- 浅覆隧道盾构施工过程中可能引起开挖面挤出破坏。为研究开挖面破坏规律,借助已有刚性锥体破坏模式,推导隧道开挖面三维临界挤出压力表达式,建立极限分析上限法非线性规划模型并编程求解。利用该程序,研究了隧道埋深、地层参数等因素与开挖面临界挤出压力曲线关系及破坏模式的演化特征。结果表明,隧道埋深和土体内摩擦角对开挖面临界挤出压力及挤出破坏模式影响较大。发生挤出破坏时,开挖面附近和上方地表范围为主要破坏区域。最后,利用上限法和有限差分法对长沙地铁2号线长沙大道—体育公园站区间隧道某浅埋段进行开挖面稳定性分析,上限法与有限差分法所得结果相互印证,但上限法计算更为简便。
- 张箭杨峰刘志阳军生
- 关键词：上限法
