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大型地下洞室群围岩应力-损伤-渗流耦合分析 总被引：5，自引：2，他引：3
以渗透体力来考虑渗流场的力学效应,建立了应力-损伤-渗透系数关系方程来考虑应力和损伤对渗流场的影响,结合岩体结构的三维弹塑性损伤有限元分析,建立了大型地下洞室开挖围岩应力-损伤-渗流耦合的计算模型。该计算模型求解的难度主要体现在岩体材料弹塑性、损伤、渗流自由面边界、渗流溢出边界、应力-损伤-渗流相互影响关系等。提出分步迭代法对以上因素进行归纳后按一定顺序分别进行迭代求解,取得了良好的计算效果。将该方法应用于某水电站大型地下洞室群分析,得出了一系列有意义的结论。 相似文献
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岩溶坝区透水参数的随机模型 总被引：1，自引：0，他引：1
岩溶坝区的渗透特性受高应力场的作用,使其固有的非均质各向异性更趋复杂,采用确定性的方法不能准确的描述其本质特性。本文在对岩溶坝区透水性随机场进行分析的基础上,提出了渗透随机性的数学描述。考察岩溶坝区主要的两场作用,即渗流与应力场的耦合。基于Taylor随机有限元建立了渗流应力耦合的随机微分方程格式,并对耦合随机模型反演求解渗透参数提出了思路。 相似文献
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溶蚀岩体的溶渗作用及岩溶坝区的渗透性研究 总被引：5，自引：1，他引：4
溶蚀岩体的溶蚀作用漫长而不均,处于岩溶坝区其溶渗作用会显著加剧,机理更为复杂。坝区的渗透特性受高应力场的作用,其固有的非均质各向异性更趋复杂,采用确定性的方法不能准确的描述其本质特性。在分析溶蚀岩体溶渗作用的基础上,对K.G.Magomedov预测模型进行了讨论,提出了岩溶管道渗透特性的处理方法。对岩溶坝区透水性随机场进行分析,考察岩溶坝区主要的两场作用,即渗流与应力场的耦合,基于Taylor随机有限元建立了渗流应力耦合的随机微分方程格式,并对耦合随机模型反演求解渗透参数提出了思路。 相似文献
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岩体系统渗流场与应力场耦合的广义双重介质模型的应用研究 总被引：11，自引：1，他引：11
本文通过实验资料分析, 提出了裂隙岩体应力与渗流之间的分形几何关系式。以研究区岩体系统结构为基础, 提出了岩体系统应力场与渗流场耦合的广义双重介质模型, 并将该模型应用于某水利水电工程的渗流与控制中, 对坝区岩体进行了应力场和渗流场的耦合分析, 取得了比较满意的结果。 相似文献
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地下非均匀非饱和带中地下洞室的渗流问题数值模拟--介质参数的灵敏度分析 总被引：3，自引：0，他引：3
影响任何一个地下废物处置场所长期行为的一个重要因素是进入地下废物贮置洞室内的渗流量的大小，预测地下洞室中的渗流量是困难的，特别是当地下废物贮置洞室位于非均质非饱和带中，三维数值模型用于研究地下非均质中非饱和流动及流入地下洞室中的渗流量，讨论了非均质模型与均质模型的比较以及数值剖分尺度对计算结果的影响，进入洞室中的渗漏率随着引入系统中入渗量的增加而增大，选用4个参数来衡量渗流场的非均质程度：(1)介质的平均渗透率K0；(2)Van Genuchten参数α；(3)渗透率空间分布相关尺度；(4)渗透率空间分布变化的标准差σ，根据一个随机实现的渗透率分布，通过改变平均渗透率来研究其对流入洞室中渗透量的影响，对一个固定的入渗率而言，流入洞室中的渗漏率将随着Van Genuchten参数α的减小而减小，模拟结果表明流入洞室的渗漏率与介质的平均渗透率相关，即随平均渗透率的增大，流入洞室的渗漏率亦增大，流入洞室的渗漏率还高度依赖于非均质渗透率场的空间分布相关长度与标准差，一个大的相关长度或高的标准差均能导致流入洞室的渗漏率增大。 相似文献
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水下隧道裂隙围岩渗流控制因素敏感性层次分析 总被引：8，自引：0，他引：8
在分析裂隙介质水力特性的基础上,采用层次分析法,结合工程实践经验,分析影响水下隧道裂隙围岩渗流控制的主要因素,并确定它们各自的权重。结果表明,每延米洞长洞室围岩断层等破碎带的平均宽度权重最大,是影响裂隙围岩渗流控制的最主要因素;其次为上覆含水体富水性和每延米洞长洞室围岩张开裂隙的平均数量。当洞室位置和洞室尺寸等参数设定后,每延米洞长洞室围岩断层等破碎带的平均宽度、上覆含水体富水性和每延米洞长洞室围岩张开裂隙的平均数量是影响水下隧道裂隙围岩渗流控制的最主要因素。研究结果可以为海底隧道及地下水封储油岩洞库等水下隧道的渗流控制及灾害防治提供科学的依据。 相似文献
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基于多孔弹性连续介质流固耦合理论,通过合理选取围岩主要物理力学参数,建立了大型石油储备地下水封洞库全断面开挖后洞室涌水量计算模型,利用大型商业软件Comsol对黄岛国家石油储备地下水封洞库地下水渗流场和位移场进行数值模拟分析。通过不同注浆方案及不同注浆厚度情况下地下水渗流量的比较分析发现,并不是注浆圈的厚度越大对洞室渗水量的控制效果越好,而是存在相对经济合理的阈值。研究表明,最佳的注浆方式是形成全断面闭合注浆圈,最佳注浆厚度为5 m。 相似文献
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A simple and efficient method for the solution of uncoupled transient thermoelastic problems using boundary integral techniques is presented. The method employs a Laplace transformation to remove temporarily the time dependence of the governing equations. Numerical analysis is then carried out in the transform space, and results in the time-position space are found by numerical inversion of the Laplace transform. The method has the advantage that it avoids time-stepping and the costly evaluation of domain integrals. Boundary element and analytic solutions are compared, and the effect of cooling on the stresses around a deep underground opening is examined. 相似文献
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The elasto-plastic analysis of a circular underground opening using the finite element method (FEM), the coupled finite element and the boundary element method (FEBEM) is presented. The coupling procedure and elasto-plastic formulation are discussed. The effect of in situ stress ratio on yielded zone, displaced shape and principal stresses is presented. The results of FEBEM analysis are compared with those obtained from FEM. The computation time and the number of iterations as required by FEBEM and FEM are compared. 相似文献
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Estimation of elastoplastic deformation around an underground opening induced by the excavation of it, especially displacement and strain field in plastic region, is presented in this paper, as well as the formulation for calculating the displacement and strain in the plastic region around the underground opening by the coupled Boundary Element Method - Characteristics Method (BEM-CM). In this method, the non-associated flow rule is adopted to calculate the displacement and strain field in the plastic region, which is determined by the integration of the displacement along characteristics lines under the boundary condition of the elastic displacement on an elastoplastic interface analysed. It is shown that this method is one of the accurate and effective methods for estimating not only the shape and extent of the plastic region but also the state of the displacement and strain in the plastic region around the underground opening, comparing the theoretical solution with numerical results by this method for a circular opening under hydrostatic initial stress condition. Furthermore, this method is applied to rectangular and horse-shoe shaped openings and the characteristics of the strain field in the plastic region are discussed. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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软岩巷道耦合支护力学原理及其应用 总被引：14，自引：0，他引：14
本文从煤矿软岩的独特属性出发,详细论术了耦合支护的研究思路,根据耦合支护力学原理,将其应用于现场实践,并在工程实践中得到了验证。 相似文献
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含水层非均质性的刻画是模拟地下水中污染物运移的关键。以渗透系数为研究对象,构建了综合集合卡尔曼滤波方法、有效电阻率模型与地下水运移模型的同化框架,通过融合地球物理观测数据与污染物浓度观测数据来推估渗透系数的空间分布。基于理想算例,验证了该同化框架刻画含水层非均质渗透系数场的有效性,并针对不同初始参数信息与观测类型对比了耦合与非耦合水文地球物理方法的适用性。研究结果表明:基于集合卡尔曼滤波方法同化多种类型的观测数据,可有效地推估非均质参数空间分布。当初始信息较准确时,耦合方法的参数推估精度更高;初始信息存在偏差时,非耦合方法有更好的同化效果。由于非耦合方法计算成本较低且对初始信息缺失时适用性更强,在实际应用中可先基于非耦合方法初步估计参数,再利用耦合方法进一步提高参数推估精度。融合多种类型观测数据可有效提高参数推估效果。 相似文献
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钻机变幅机构用于调节钻孔的开孔参数，即方位角、倾角和高度。针对不同种类钻机变幅机构的结构差异性及煤矿井下钻孔的施工特点，总结了煤矿井下钻机变幅机构对开孔参数的调整要求，提出了煤矿井下钻机变幅机构的研究目标，即能够快速准确地调节钻孔开孔参数及保障钻机施工的稳定性。总结出煤矿井下钻机变幅机构具有外形尺寸小、参数调节范围较大、施工时需要稳固可靠、调节过程自动化程度高的总体特点。对目前煤矿井下钻机几种常见变幅机构的结构特点、辅助稳固方式、控制方法、适用范围及存在的优缺点进行分析，提出了煤矿井下钻机向钻孔机器人发展过程中变幅机构在结构和控制方法方面的研究方向，建议重点从关节自动锁紧装置开发、变幅机构结构适应自动加卸钻杆模式的需求、钻孔开孔参数智能调节、开孔参数与底盘调平及机身稳固的协调控制等方面开展研究工作。研究成果为煤矿井下钻机装备智能化提供了研究思路。 相似文献
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M. Gurel Senyur 《国际地质力学数值与分析法杂志》1998,22(3):229-238
In this study, the vertical overburden pressure in the vicinity of an inclined circular underground opening is defined by relation to the geometry of the medium. The stresses around the opening consisting of six components are induced by geostatic field stress. In this regard, the inclined circular opening i.e. shaft changes the original stress condition and an interrupted region develops beneath it. Three zones are defined on a plane which is perpendicular to the axis of shaft. The mathematical expressions of vertical overburden stresses at these three zones are established, respectively. The example given in appendix demonstrates the variation of radial and tangential stresses around the inclined shaft. It is seen that the stress distributions in the third zone, which includes the interrupted region, beneith the shaft display different configurations than that of those obtained by undisturbed field stresses. In the interrupted region the stresses around the shaft linearly grow up due to increasing overburden pressure by radial distance from the periphery of the shaft. At the boundary of interrupted region stresses jump to the original values induced by field stresses. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Uncoupled analysis of stabilizing piles in weathered slopes 总被引：15，自引：0，他引：15
This paper describes a simplified numerical approach for analyzing the slope/pile system subjected to lateral soil movements. The lateral one-row pile response above and below the critical surface is computed by using load transfer approach. The response of groups was analyzed by developing interaction factors obtained from a three-dimensional nonlinear finite element study. An uncoupled analysis was performed for stabilizing piles in slope in which the pile response and slope stability are considered separately. The non-linear characteristics of the soil–pile interaction in the stabilizing piles are modeled by hyperbolic load transfer curves. The Bishop's simplified method of slope stability analysis is extended to incorporate the soil-pile interaction and evaluate the safety factor of the reinforced slope. Numerical study is performed to illustrate the major influencing parameters on the pile-slope stability problem. Through comparative studies, it has been found that the factor of safety in slope is much more conservative for an uncoupled analysis than for a coupled analysis based on three-dimensional finite element analysis. 相似文献
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对于地下洞室围岩稳定而言,存在两种尺度效应：一是本构尺度效应,二是结构尺度效应。在地下洞室模型的有限元分析中考察了两种尺度效应的作用。拟定了两种工况：①围岩中任一点的力学性质是该点到洞室中心距离的负幂函数,洞室由小到大,即同时考虑本构尺度效应和结构尺度效应;②围岩的力学性质一定,洞室由小到大,即只考虑结构尺度效应。对两种工况进行了平面应变弹塑性计算,分析了围岩中的应力、位移、及塑性区。从研究结果可知：当考虑岩体力学性质的尺度效应时,洞室围岩中的位移及塑性区均较小;而应力值较高,而不考虑岩体力学性质的尺度效应时的情况与之相反。 相似文献