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针对回采巷道围岩结构特点,采用二维快速拉格朗日元程序计算分析了巷帮的变形破坏规律.得出围岩的变形过程可分为急速变形、快速变形、缓慢变形和稳定四个阶段,针对这四个阶段,提出了最佳锚杆安装时间.根据计算还得出,锚杆的长度在控制围岩变形方面有一最优参数,通过数值方法可以优化锚杆参数. 相似文献
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均匀地应力场中球形洞室开挖问题可以简化为空间轴对称问题,为分析和评价球形洞室开挖的稳定性,采用有限差分方法对平衡方程与变形协调方程进行离散,将洞室围岩潜在塑性区划分为一系列的球壳,并考虑岩体的应变软化行为,可以得到满足线性Mohr-Coulomb（H-C）准则和非线性Hoek-Brown（H-B）屈服准则的围岩体塑性区范围及相应的应力与变形分布。计算结果表明,随着离散步的增加,数值解逐渐收敛,文中解与已有文献的结果完全吻合,且计算效率更高。对一组强度参数遵循CWFS（黏聚力弱化与摩擦角强化）规律的围岩体内塑性区范围、变形与应力的分布进行了分析,并与常规的应变软化模型的计算结果进行了对比,CWFS模型的结果更合理一些。 相似文献
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基于Hoek-Brown准则的隧洞围岩变形研究 总被引：1，自引：0，他引：1
由于在许多实际条件下,比如节理岩体中,线性的M-C准则不太适用,非线性的Hoek-Brown比较适用,因此,可以尝试使用这一非线性屈服准则对洞室变形进行研究。研究隧洞变形时,将围岩分为弹性区、应变软化区、塑性流动区。采用Hoek-Brown准则和非关联流动法则对洞室变形进行了理论推导;软化区域围岩参数随着塑性变形增加而变化,解析法难以求得应力,采用龙格－库塔方法进行数值计算,求解得到塑性软化区和流动区半径,并最终求得洞室变形。通过算例计算表明,在不考虑软化区和流动区时,方法和Carranza-Torres计算结果相差甚小;随着原岩应力的增加,膨胀角对洞室变形的影响增大。 相似文献
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基于Levy-Mises本构关系及D-P屈服准则的轴对称圆巷理想弹塑性解 总被引：10，自引：1，他引：9
如何判断巷道开挖后在无支护反力条件下的围岩弹塑性变形及围岩应力重新分布的力学行为一直是人们研究的重点问题。卡斯特纳方程(Kastner equation)的求解存在以下不足和缺陷：(1) 对支护反力的力学处理存在缺陷,不具有工程实际意义;(2) 塑性区应力求解,没有使用到假设的理想弹塑性材料的塑性本构关系;(3) 塑性区应力求解,没有考虑沿巷道轴向方向的应力的影响。基于增量型本构关系即Levy-Mises关系及D-P屈服准则,对轴对称圆巷进行了理想弹塑性条件的求解。公式计算结果与卡斯特纳方程计算结果和数值模拟计算结果分别进行了对比分析。由于该求解弥补了卡斯特纳方程求解中忽略的3个问题,因此,其结果更具有理论意义和实践价值。 相似文献
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地下洞室埋深对围岩双重非线性影响的有限元分析 总被引：2，自引：0，他引：2
分别使用小变形和大变形弹塑性有限元方法,对位于不同埋深的地下洞室围岩动态进行了计算,分析了围岩中的塑性区、位移场和应力场。当洞室埋深较小时,岩体双重非线性表现不明显,小变形与大变形方法所得结果相当接近;当洞室埋深较大时,岩体的双重非线性明显呈现而使得两种方法的结果相差较大,此时宜选择用大变形理论。 相似文献
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基坑喷锚网支护结构变形预测的三维数值模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文结合武汉市"新世界中心"特大型深基坑喷锚网支护工程实例,应用基于三维快速拉格朗日元法的计算软件FLAC3D建立喷锚支护结构变形的三维模型,通过对模拟变形与现场实测结果的比较分析,得出喷锚网支护结构侧向位移、竖向位移、沿基坑长(宽)方向上位移的相关研究结论和规律,并验证了三维快速拉格朗日元法应用于基坑喷锚网支护结构变形研究方面的合理性及其优势,丰富并完善了喷锚网支护结构变形的预测理论,其结论对同类工程的研究、设计、施工有重要的参考价值。 相似文献
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离散单元法同拉格朗日元法及其在岩土力学中的应用 总被引：67，自引：2，他引：67
离散单元法是一种适合于节理岩体的数值分析方法，拉格朗日元法则特点适用于解决大变形的问题。本文叙述了离散单元法和拉格朗日元法的基本原理以及有关参数的选择问题。文中还举出两种方法在岩土力学中的应用范围。 相似文献
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应变软化岩体分析原理及其应用 总被引：2，自引：0，他引：2
应变软化是指应力-应变曲线中轴向应力随应变的增加而减小的现象,许多种类的岩土介质在工程扰动的作用下呈现应变软化的行为。在分析应变软化问题时,其应力-应变关系式中的切线刚度矩阵是非正定的,由此导致计算求解的困难。将岩体应变软化过程简化为一系列脆塑性过程,于是应变软化问题的求解归结为一系列脆塑性过程的分析。基于经典弹塑性力学理论,提出了应变软化过程模拟方法及其相应的有限元求解过程,编制了计算程序,研究了应变软化本构模型中不同强度弱化速率对圆形洞室围岩塑形区分布的影响,进一步分析了应变软化模型对应的隧道径向变形沿洞轴方向的分布特征,并与已有监测数据得到的分布规律进行了对比。初步的研究结果表明,应变软化模型得到的计算结果是比较合理的 相似文献
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边坡变形破坏过程的大变形有限元分析 总被引：48，自引：14，他引：34
在用有限元法分析边坡稳定性时,引入计算大变形问题的更新的拉格朗日方法,推导了边坡大变形弹塑性有限元分析的方程式。采用边坡某一幅值的等效塑性剪应变区,从坡脚到坡顶贯通前的折减系数作为边坡安全系数。在此基础上,采用弹塑性大变形有限元分析软件计算了均质土坡不同坡角的安全系数,将其与小变形分析的结果进行了对比分析,结果表明：用弹塑性大变形有限元分析边坡失稳破坏的过程中,既考虑了岩土材料的非线性,又考虑了边坡的几何非线性,使计算结果更趋合理。并结合东深供水改造工程BIII2边坡进行了大变形有限元分析,计算结果与勘查到的实际边坡的滑动面分布位置比较接近。研究表明：该方法尤其适宜于软土类边坡或基坑的稳定性分析。 相似文献
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一、问题的提出在实验室内,利用刚性加压设备对于岩石标本进行压缩试验,可以得到岩石标本的全变形曲线.该全变形曲线反映出岩石很多重要的力学属性,诸如压密过程、比例极限、应变强化、强度值、应变软化等等.这些力学属性无论是对于分析岩体的破坏机制,还是评价岩体的稳定性问题都是必需的第一手贫料.但实际上,直接用这些资料进行分析计算确不多. 相似文献
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The whole deformation curve of rock represents important mechanical behaviour in the deformation and failure of rock .The problem has been deeply studied by numerous scientists .The author intends to deal with the whole deformation curve of rock .As the first step of study .the analogous calculation has been considered with the whole deformation curve of rock under uniaxial pressure in this paper .The mathematical expressions are developed piecewise ,and the constitutive law is given .Then ,the stress state of a rock specimen is computed for loading and unloading cycles step by step under the uniaxial pressure ,using the finite element method .A satisfactory result is obtained .The author will consider the problem about the deformation and failure of rock under the different confining pressure in another related paper . 相似文献
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地面岩（矿）层厚度计算公式是地质工作者常用的、基本的地（矿）层厚度计算公式,本文用数学方法系统推导,并阐明岩（矿）层真厚度、地表实测岩（矿）层长度、岩（矿）层倾角、地面坡角、岩（矿）层走向法线与岩（矿）层实测线的交角及岩（矿）层走向与岩（矿）层实测线的交角之间的数学关系,证明地面岩（矿）层厚度计算公式的可靠性及其数学的严谨性. 相似文献
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在滑坡形成中 ,岩土体的蠕动变形历程与坡体的破坏时间有直接关系 ;对于具有明显蠕变特性的坡体 ,蠕变往往起到决定性的影响。以巴谢河流域几个典型滑坡为例 ,从室内蠕变实验出发 ,讨论了岩土体的动力学性质及有关的参数特征 ,重点研究了剪切变形速率与时间的关系 ,进而来探讨进行滑坡时间预报的可行性 相似文献
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钻井船插桩对邻近桩影响的耦合欧拉-拉格朗日有限元方法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
依据模拟钻井船在黏土层中插桩对邻近桩影响的离心模型试验结果,研究了通过耦合欧拉-拉格朗日（CEL）有限元计算并结合非线性地基梁有限元计算,分析钻井船插桩对邻近桩影响问题的可行性。CEL有限元方法将产生大变形的土体设为欧拉体,采用欧拉有限元方法计算该区域的变形响应,计算过程中,欧拉体的空间网格形状、大小位置保持不变,物质可在网格之间运动;其他土体设为拉格朗日体,采用拉格朗日有限元方法计算变形响应,计算过程中,物质的运动和网格的变形保持一致。运用罚函数方法实现欧拉体与拉格朗日体的耦合。通过CEL有限元计算,可以确定钻井船插桩导致的邻近桩桩身水平位移。进一步通过非线性地基梁有限元模型计算确定桩身弯矩。计算结果表明,利用CEL有限元方法并结合非线性地基梁有限元方法计算出的桩身位移和弯矩沿桩长的变化与离心模型试验结果基本一致。说明采用CEL有限元方法并结合非线性地基梁有限元方法分析黏土层中插桩对邻近桩的影响问题是可行的。CEL有限元模型中欧拉土体范围的设置对计算结果有明显影响。研究表明,若插桩深度小于0.75倍桩靴直径,可将欧拉土体范围设置成1.00～1.25倍桩靴直径;若插桩深度大于0.75倍桩靴直径,将欧拉土体范围取为插桩深度以下0.5倍桩靴直径是恰当的。 相似文献
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具有相邻建筑物的岩质基坑支护结构优化设计的讨论 总被引：2，自引：0，他引：2
传统岩质基坑支护设计方法通常没有考虑岩质基坑与支护结构相互作用以及相邻建筑物对支挡结构和岩质基坑稳定性的影响。结合实际工程,采用PLAXIS有限元软件,分别应用有限元强度折减法和有限元法对具有相邻建筑物条件下的岩质基坑的稳定性和变形、岩石侧压力、基坑开挖对相邻建筑物的影响以及支护结构的优化设计等方面进行了分析。结合《高层建筑结构设计规程》和《建筑地基基础设计规范》提出了相邻既有建筑基础变形的控制条件,并以此作为控制基坑变形的依据,并根据岩质基坑的变形限值计算岩石侧压力和进行岩质基坑支护设计,该方法能够有效地节约造价和缩短工期。 相似文献
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At present,artificial freezing method has become one of the effective methods for coal mine shaft to pass through water-rich soft rock strata,which can stop the movement of groundwater and limit the deformation of surrounding rock. In order to study the frost heaving characteristics of sandstone under different freezing conditions,frost heaving tests of saturated and dry Cretaceous red sandstone samples under different freezing rates （10 ℃·h-1,5 ℃·h-1,2 ℃·h-1,1 ℃·h-1）and different confining pressures（5 MPa,10 MPa,15 MPa,20 MPa,25 MPa）were carried out by using GCTS（Geotechnical Consulting & Testing Systems）servo-controlled low temperature and high pressure triaxial rock testing system. In this paper,based on the existing theory of physical and mechanical properties of frozen soil,we studied the frost heaving law of sandstone under different freezing conditions and explored the frost heaving mechanism. The result shows that in the process of cooling,the dry rock sample always produce cold shrinkage deformation,while the saturated rock sample first produce cold shrinkage deformation,then produce frost deformation,and finally the deformation tends to be stable. The deformation of saturated rock samples is much larger than that of dry rock samples. The larger the stress level of rock samples at the same temperature is,the smaller the frost deformation is,which shows a linear negative correlation,mainly because the high confining pressure limits the volume expansion of the water phase in the pore inside the rock samples when it becomes ice. The frost deformation of rock samples is mainly affected by confining pressure and water content,while the frost heaving rate is mainly affected by cooling rate. Under this test condition,the higher the cooling rate of sandstone is,the higher the frost heaving rate is,and the relationship between them is approximately linear. For saturated rock samples,the confining pressure reduces the rock frost heaving by limiting the expansion during the phase transformation of ice water,and the temperature affects the rock frost heaving by affecting the freezing rate of pore water and the thermal expansion and cold contraction of rock skeleton. For dry rock samples,the deformation is mainly due to the volume contraction of rock mineral particles caused by thermal expansion and cold contraction effect,and the greater the temperature change,the greater the deformation. Based on the experimental results and theoretical analysis method,a calculation formula of rock frost heaving considering the influence of confining pressure was established. By calculating the frost heave of sandstone samples under different confining pressures,it is found that the calculated values are in good agreement with the experimental results. Moreover,according to the calculation formula of frost heaving,the influence factors of rock frost heaving during freezing can be divided into two categories：internal cause and external cause. The internal cause includes porosity,saturation,volume modulus of ice and rock skeleton,and the external cause includes temperature and confining pressure. For saturated rock,the frost heaving is mainly affected by factors such as confining pressure,temperature and porosity. When the saturation,porosity and freezing rate are low,the rock may only produce shrinkage deformation,because these indicators determine whether the rock produces frost heave or freeze shrinkage. The mechanism of rock frost heaving is very complicated due to the interaction and restriction between the internal and external factors and the dynamic changes of rock micro-structure and mechanical properties during the process of frost heaving. The research results can provide theoretical reference for freezing construction scheme design of deep coal seam mine construction,and also provide a theoretical basis for the study of physical and mechanical properties and engineering application of soft rock in frozen soil area. © 2022 Science Press (China). 相似文献
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董兆祥 《吉林大学学报(地球科学版)》1987,(1)
针对风化岩体仍无理想的定量分带方法这一研究现状与工程建筑需要的矛盾,提出了对能够检测工程环境岩体风化程度的各种物理力学、矿物学和声学指标进行方差分析和特殊的“动态方差分析”方法,可对岩体风化带的划分进行定量评价,达到某一试验结果下的最佳分带效果。还结合应用实例讨论了不同地质条件下分带计算过程的相应变化和应用效果。最后指出,工程岩体分类亦可借鉴本文的研究方法。 相似文献