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岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会

召开年：2007
召开地：大连
出版时间： 2007-08-18

主办单位：中国岩石力学与工程学会

会议文集：岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会论文汇编

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1.准脆性材料的物理力学参数随机概率模型与破坏行为特征
- 梁正召;唐春安;张永彬;马天辉
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：首先，讨论了基于概率统计理论上的岩石、混凝土等准脆性材料损伤破坏本构关系,包括准脆性材料强度服从Weibull分布与正态分布条件下的损伤本构关系、弹性模量与强度相互独立情况下的损伤本构关系。然后，介绍了在数值计算中准脆性材料的物理力学参数随机概率分布的生成并定义了在不同概率分布情况下的非均匀性指标。最后，模拟分析了准脆性材料在不同概率分布、不同非均匀性系数条件下的破坏力学行为。研究结果表明,无论是采用哪种分布函数,比较均匀的试样强度较高,并且表现出具有更加脆性破坏特征。随机分布模型中弹性模量和强度的相关性对材料的破坏力学行为影响很大。相比较而言,统计损伤理论中很难考虑破裂局部化等问题，基于统计理论上的数值计算方法实现简单方便,不但可以考虑多种尺度上的非均匀性问题，也可以满足比较复杂的边界条件。在细观力学和统计强度理论基础上,将损伤力学与计算机技术相结合将是一种有前途的分析方法。
2.拉西瓦水电站地下厂房母线洞环向裂缝数值试验研究
- 李宁;孙宏超;姚显春;景茂贵
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：黄河上游拉西瓦水电站大型地下厂房洞群,主体工程开挖完工后,母线洞部分围岩以及混凝土喷层产生环向裂缝的病害。针对此状况分析了病害的成因,建立有限元模型对该部位环向裂缝的形成进行模拟分析,并针对病害情况,按分类治理的原则,提出了相应的整治建议。
3.'块体理论'和节理网络模拟技术在蒲石河蓄能电站围岩局部稳定分析中的应用
- 朱奎卫;高垠;刘忠富;张兴武
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：蒲石河抽水蓄能电站地下厂房围岩块体稳定计算,是在工程开近挖前,根据早期地质探洞所揭标的构造资料,分析预测地下厂房各临空面上可能出露的结构面迹线及块体的位置、规模、稳定状态等,属于不定位、半定位类型的块体理论分析。采用了[1]优势节理组、[2]节理无限延伸假定和[3]节理网络模拟技术三种方法,取得了较为一致的预测成果。计算成果对相近的地下工程,以至对"块体理论"和节理网络模拟技术的理论和工程应用研究也有一定的借鉴意义。
4.孔隙岩石模型及其破坏规律的数值模拟研究
- 杨永明;宋振铎;杨凯;鞠扬
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：通过CT扫描得到二维岩石孔隙结构图像,利用图像处理软件对这些图像进行处理以获取孔隙的基本特征参数,包括孔隙面积、周长、主向角、形心坐标等。用统计学方法对这些特征参数进行假设、摔倒、验证分析,得到孔隙特征参数的概率分布函数,运用蒙特卡罗方法给出随机分布矩阵,将此矩阵通过编程导入到有限元软件ANSYS中,生成孔隙空间位置坐标,将此坐标数导入到有限差分软件FLAC中,进行网格划分,最终获得岩石孔隙结构的随机数值模型.通过该方法建立的三维孔隙数值模型,在统计学的意义上较为准确地描述了岩石孔隙的真实分布,为岩土工程提供了有效的数值计算模型,具有重要的理论意义和工程意义。
5.基于统计模型的裂隙岩体渗流场的并行数值模拟
- 刘耀儒;杨强;覃振朝
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：为模拟天然岩石中裂隙对渗流的影响,基于裂隙的空问形态分布及分布的统计特性,应用裂隙网络随机模拟技术,采用Matlab程序生成二围裂隙网络。由此网络生成包含裂隙的有限元计算网格。考虑到渗流场数值模拟分析时步多,计算量大的问题，采用基于Element-by-element策略的有限元并行计算方法进行数值模拟。编制了相应的模拟分析并行程序,并在分布存储的并行机上实现。分别对包含一组裂隙和两组裂隙的岩体进行了渗流场的数值模拟。rn 计算结果表明,该方法能够较真实的反映裂隙岩体的实际状态,对于模拟岩体中的裂隙是很有效的；同时,并行计算可有效降低数值模拟的计算时间。
6.地铁隧道基坑支护稳定性数值模拟分析
- 杨晓杰;刘冬明;陈相相;卓鹏;项方备
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：以北京地铁十号线北土城东路站～芍药居站区间明挖法施工段为工程背景,采用FLAC<'3D>软件就地铁隧道基坑开挖过程中围护结构和土体的变形规律进行了数值模拟研究,对围护桩参数(桩长、桩径)的变化对基坑稳定性的影响进行了分析,最后将模拟结果与实测数据进行了对比。研究表明,模拟计算的围护结构水平变形、基坑周边地表沉降量与实测值基本吻合,得出了固护桩参数变化时对基坑稳定性的影响规律,认为模拟过程基本反映出了基坑开挖土体、围护结构的变形情况,为今后在同类工程用其做预测分析提供了参考依据。
7.锦屏高边坡三维地质力学模型试验研究
- 周维垣;林鹏;杨若琼;周钟;饶红玲
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：在水利工程中,怎样评价坝肩开挖后的高边坡稳定性一直是人们关注的问题，针对此,尽管人们采用极限平衡,有限元,FLAC3D等各种数值方法进行模拟研究,但由于要模拟的问题的复杂性,数值网格精度很难准确满足计算要求,从而,导致很难准确评价开挖后高边坡的实际安全度。针对锦屏Ⅰ级左岸高边坡,提出一种整体旋转边坡,使之发生开裂破坏的三维试验方法,用变位计来实时监测边坡局部开裂破坏。用旋转角度和变形数据来评价边坡的整体安全度。试验结果显示：rn (1)主要开裂变形,倾倒破坏的区域发生在锚固边界区域,断层f5,f8,f42-9,SL44-1及煌斑岩脉X等软弱结构面控制岩体的开裂和边坡的失稳；rn (2)边坡开裂的安全度K<,1>约为1.92,整体极限安全度K<,2>约为3.26；rn (3)坝肩上部高程的大面积锚索加固措施,以及坝顶平台(1885m)以上开挖以减载作用为主,使抗滑稳定安全度提高非常有效,从而提高了边坡的整体安全度。
8.顶山软岩隧洞工程反分析研究
- 刘忠富;高垠;朱奎伟;张兴武;郝长生
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：本项研究工作在施工期安全监测工作的基础上,采用二维粘弹性非线性有限元反分析方法和程序,应用开尔文体(K体)、广义开尔文体(H-K体)两种粘弹性流变模型,对顶山隧洞岩体粘弹性本构关系的弹性模量E<,0>,E<,1>,粘性系数η等物理力学参数进行了系统的反分析计算；在工作中还对所采用的反分析方法、程序和成果,特别是该工程中实际存在的"台阶式"错动开挖、支护对圈岩参数反分析成果的影响等重要技术问题，进行了较深入的分析探讨。所得到的各项反分析成果,为设计取值,施工及运行期的各类综合反馈分析提供了科学依据..在工作中发展的"开挖荷载分块反分析算法"和考虑衬砌支护影响的两种反分析的概念、方法具有普遍意义,可以在相近工程中推广应用,发挥更大作用。
9.工体北路站主体施工方案的有限元分析
- 刘新荣;傅晏;钟正君;秦晓英;黄瑞金
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：北京地铁十号线工体北路站周围高大建筑物密集,紧临长虹立交桥,地下管线众多。为了保护周围建筑物、控制桥桩及地面沉降,用有限元分析软件ANSYS对其施工方案进行了模拟和比选,分析结果表明,洞桩法(PBA)施工在控制地表沉降方面优于十字隔墙法(CRD)施工,且支护结构的整体性好、刚度大,能够有效的保护环境和施工的安全,是一种特殊条件下理想的浅埋暗挖施工方法。
10.爆破振动效应的ANSYS/LS-DYNA分析
- 刘春原;许泊山
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：人们常采用人工爆破激发地震波进行石油天然气地质勘探,而这种爆破地震对水库大坝构成地震波振动荷载,为探明化学爆炸震源工作时对构筑物的振动效应,课题结合实测的数据对大坝的爆破振动安全效应进行分析研究,评价大坝的安全稳定性。
11.一种新的损伤蠕变模型的探究
- 李连崇;唐春安;梁正召
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：从岩石结构的细观非均匀性特点出发,在细观弹性损伤模型的基础上,引入细观单元力学特性的退化方程,建立了岩石介质细观损伤蠕变模型,以岩石的强度、弹模的时间效应及岩石内部细观结构损伤积累等特征,解释了岩石介质的蠕变机制。应用该模型模拟了岩石试样在单轴载荷作用下蠕变损伤规律,通过与实验结果对比,初步证明了该蠕变模型的有效性。新的模型从细观力学角度,应用较为简单的数学模型对岩石蠕变现象给予了一种新的描述。
12.AE声发射在波导杆中传播规律的数值模拟
- 李建功;邹银辉;刘红;董国伟
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：利用大型动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA对两种不同的试验方案进行了数值模拟,得出了声发射应力波在波导杆中传播时受波导杆的粗细以及长短的影响显现出衰减的规律。分析结果表明,波导杆直径在5mm-40mm范围内对声发射传播影响不大,直径在20mm左右时加速度幅值较佳。设计波导杆时应尽量使波导杆长度大于1m以上,以保证接收数据的相对稳定。所得结论对现场试验中波导杆传感器的安装和进行相关的实验室实验都具有一定的指导意义。
13.软岩各向异性渗流与应力弹塑性耦合分析
- 李鹏;杨林德;李燕
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：在软岩地区,地下水的渗流多存在较明显的各向异性特征,同时,复杂的地质构造与应力历史决定了渗透主轴与应力主轴的方向存在不一致的特性。采用等效连续介质模型和多孔介质理论模拟软岩的渗流场,并结合弹塑性有限元法,在考虑渗透主轴与应力主轴方向非一致的情况下,利用渗透体积力与岩土体自重相叠加的荷载耦合方法,对有压隧洞进行了渗流应力的弹塑性耦合分析；基于MATLAB数学软件开发了相关的工具包,得到了一些有益于工程的结论,验证了耦合分析的必要性和耦合算法的效率性。
14.上公山隧道TBM开挖时不良地质问题分析与探索
- 苏华友;任月宗;骆循;薜继洪
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：以国家重点工程之一的昆明掌鸠河引水工程中的上公山隧洞TBM施工为例,阐述了双护盾TBM在诸多不良地质条件下所遇到的施工困难和工程进度所受到的严重影响。分析TBM在前4.7km洞段出现的较低进度(平均日进尺仅为15m/d),以及出现的不良地质条件与原设计的巨大差异。在余下的9.1km洞段又进行了补充地质勘察,并将原设计的隧洞走向作了较大修改,其修改线路的长度占原设计总长的67.86％。充分说明了TBM施工法的好坏与前期地质勘察精度有直接的关系。同时,还用RFPA<'2D>软件模拟和探讨了双护盾TBM在遭遇到不良地质条件下所采取的工程处理措施及其效果,这无疑会对其它类似隧道工程的设计与施工起到很好的参考和借鉴。
15.深部巷道锚索支护时空关系的三维数值模拟
- 杨昕;王金安;谢广样
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：在巷道工程中,巷道的开挖支护过程是在三维空间中进行的。由于围岩的变形是一个动态的过程,新奥法为基础的现代支护理论中支护效果受支护时机影响以及联合支护或二次支护等问题不断出现,巷道支护过程与时空因素密不可分。数值模拟中以计算时步数作为时间,模拟结果如何以实际时间的形式直接应用于实际工程是一个急需解决的问题。以某煤矿巷道锚网索联合支护的FLA3D数值模拟为例,通过监测模型的顶板围岩移近量,并将其与现场顶板移近量监测结果进行对比,探讨和建立了时步数与实际天数的对应关系。rn 在此基础上,通过对模拟的位移曲线、位移始动点位置以及应力变化的分析,最终判研出锚索支护的最佳支护时机,并与现场锚索支护时机的经验取得一致。
16.预处理共轭梯度法在岩体大规模有限元计算中的应用
- 杨强;包劲青;陈英儒
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：分析了适用于岩石力学中大规模计算的预处理共轭梯度法。同时,针对刚度矩阵具有稀疏性和对称性的特点,提出了一种记忆存储策略来存储刚度矩阵。实际结果表明,预处理共轭梯度法比直接法速度提高约10倍,记忆存储策略更有效地节约了存储空间。两个实例验证了程序的正确性和有效性。预处理共轭梯度法与记忆存储策略的联合应用,可以在当前配置水平的个人计算机上实现节点数目达30万的三维岩石力学有限元分析。
17.岩土工程施工期安全决策支持系统的研发技术探讨
- 张兴武;郦能惠
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：对地下洞室群施工期安全决策支持系统研发技术的作了简要介绍。阐述了该系统研发的理论依据和设计思想,系统的整体结构设计概况,研发的技术关键和技术路线。探讨了决策支持系统建设中计算机仿真决策环境,决策过程结构化,领域知识库的建设,人工智能技术的应用,各类专业软件的集成挂接等关键性技术问题。探讨了以安全决策支持系统建设作为切入点和突破口,开展岩土工程施工期决策支持系统和数字化软件系统建设的必要性和可行性问题。本文的研讨对岩土工程的信息化施工设计、数字化建设、决策支持系统研发和建设有较大借鉴价值。
18.软岩大断面硐室锚杆锚索联合支护机理ABAQUS分析
- 韩贵雷;韩立军;张后全;贾玉琴
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：现有的锚固支护机理应用于金属矿山存在一定的不足,利用大型通用非线性有限元计算分析软件ABAQUS,研究了马钢集团姑山矿业有限责任公司和睦山矿区-300水平中央变电硐室支护方案中的锚杆锚索联合支护部分,通过分析模拟结果,并结合现场地质雷达探测结果和长期监测硐室围岩收敛结果,得到了硐室开挖后的应力变化规律、塑性区范围的扩展规律以及支护前后的位移场的变化规律,同时对金属矿山硐室的开挖和支护结构作用机制进行了系统的研究和探索,提出了"应力转移"支护机理。该研究成果验证了原支护方案的合理性,也为其他金属矿山锚固支护方案设计提供了理论依据。
19.岩壁吊车梁有限元分析的关键技术问题研究
- 傅少君;于英姬;陈胜宏
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：目前,岩壁吊车梁设计所采用的刚体极限平衡设计方法还不能确切反映岩锚吊车粱的实际受力状态。有限元方法是分析研究岩壁吊车粱较为有效而应用广泛的一种方法,将围绕岩壁吊车粱的有限元分析方法中的关键技术问题开展了系列研究工作。根据岩壁吊车粱的受力机理，建立了相应的力学模型、安全度计算公式,研究了吊车粱网格尺度、模型范围、初始应力场、锚杆套筒长度、围岩类别等因素对有限元结果的影响,还研究了"开挖释放应力"和"运行轮压作用"对岩壁吊车梁的双重效应。主要研究成果已被《地下厂房岩壁吊车粱设计规范》(送审稿)及条文说明所采用。
20.高层建筑抗震可靠度预测的遗传神经网络法
- 沈细中;中国科学院武汉岩土力学研究所
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：针对结构抗震可靠度分析中存在影响因素复杂、统计资科缺乏、概率模型选取困难、计算繁杂等问题，根据遗传算法的优化功能和BP网络的泛化特性,以二进制串编码表示神经网络结构,利用遗传算法进行全局空间探索,据此建立预测结构抗震可靠度的遗传神经网络模型.以高层建筑钢筋混凝土框架结构为例,基于变形破坏准则,利用该模型对结构最薄弱层的层间变形可靠度进行预测,探讨不同地震水平、不同破坏模式下,框架结构发生局部破坏后的可靠度水平,并与BP网络进行对比研究.实例分析表明,该模型克服了BP网络参数率定的盲目性,可用于不同框架结构形式、不同退化刚度、同一结构不同楼层等多种类型的结构抗震可靠度预测,适应性更强,精度更高.
21.矸石充填开采覆岩活动规律数值模拟研究
- 陈中伟;茅献彪;张吉雄;巨峰
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：利用离散元软件UDEC3.0,模拟了7种不同的矸石压缩率以及6种不同的煤层埋深条件下工作面覆岩活动规律,得到了压缩率、埋深对工作面超前支撑应力、顶板变形以及地表下沉的影响规律.模拟结果表明:工作面超前支撑应力的峰值、集中系数以及影响范围随压缩率和埋深增加而增大,但应力影响范围随压缩率和埋深的增加变化不大,为25m左右；当埋深不大于700m,压缩率不大于28％时,关键层不会产生破断,工作面没有明显的来压现象；地表下沉和水平变形随压缩率的增加而增加,随埋深的增大而减小,当埋深小于700m,压缩率不大于33％或者压缩率为28％,埋深不小于600m时地表变形不会超过国家建筑物Ⅰ级允许变形标准.模拟结果为采空区矸石充填开采的有效实施提供参考.
22.大河水电站深覆盖层上面板堆石坝变形和应力性状分析
- 孙大伟;童富果;田斌;郦能惠
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：国内已建成的在覆盖层上坝高超过50m工程实例并不多,设计和施工上也还没有形成成熟的经验.拟建中的大河面板堆石坝坝高为50.8m,位于20～37m深的砂砾石覆盖层上.该坝最右侧一块41.7m高混凝土面板与右岸山体垂直相连接,左侧以15.3m高趾板与左岸山体垂直相连接,设计方担心这两处接缝止水结构会因周边缝的变形较大而破坏.为此,需进行三维应力变形分析.采用先进的网格离散技术建立了包含四周山体及覆盖层在内的面板堆石坝三维有限元巨型网格,共剖分19250个单元.采用了与此巨型网格相适应的有限元加速计算技术,得到了大坝的变形应力规律以及防渗体系接缝的变形值,为大坝的设计提供了有力的支撑.
23.孔庄矿深部软岩巷道非对称变形数值模拟与控制对策研究
- 王晓义;何满潮;刘文涛;杨生彬;马晓钧
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：煤矿开采进入深部以后,地质力学环境远比浅部复杂,由此引起的非线性力学现象日益严重,给深部支护与开采带来很大难度.孔庄矿-785轨道大巷地应力水平及围岩黏土矿物含量较高,并受上部采空区影响,呈现明显的非对称变形特征。运用三维数值模拟方法,研究了巷道非对称变形时周围岩体的位移场分布规律,分析了巷道推进到上部工作面下方时应力分布规律.数值分析结果表明,孔庄矿-785水平轨道大巷非对称变形主要受其上部采空区煤柱的集中压力控制,粘土矿物遇水膨胀、岩层结构及高地应力作用进一步恶化了巷道围岩结构。该研究可为孔庄矿深部巷道非对称变形控制对策提供初步的理论依据.
24.边界元分析的并行计算方法研究
- 张健飞;张磊;姜弘道
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：在机群环境下对边界元分析的并行计算方法进行了研究,包括并行直接求解方法和并行迭代求解方法.并行直接求解方法。首先采用结点卷帘分布存储方案实现计算负载平衡,然后对边界元系统方程组进行并行高斯-若当消去.并行迭代求解方法首先采用预条件处理技术结合重正交技术实现了经典GMRES方法的实用化,提高求解收敛性；然后基于结点连续分布存储方案,对实用化的GMRES方法进行并行化处理.算例计算结果表明这些算法具有较高的计算效率.
25.小湾拱坝建基面抗滑稳定分析
- 刘耀儒;河北省水利科学研究院;杨强;河北省水利科学研究院;周维垣;河北省水利科学研究院;王永亮;河北省水利科学研究院
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛程度严重,对坝体建基面抗滑稳定不利.采用一种基于D-P准则的理想弹塑性增量分析方法,以保证大荷载步长下非线性计算的收敛性.基于直接内力法,采用TFINE非线性并行计算程序,对小湾拱坝建基面的抗滑稳定性进行了分析.结果表明,小湾拱坝河床建基面的超载面安全系数虽然迅速降低。但是由于其承受的荷载向上部高程两拱端转移,使得拱坝拱的作用得以加强,所以两岸坝肩的抗滑安全系数变化较小.说明小湾拱坝建基面整体出现滑动破坏的情况可能性不大。
26.收敛─约束法原理及其在隧道设计中的应用
- 李浩;陈寅奕;徐永福;张志泉
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：岩石围岩应力和位移的解析解一般只针对圆形隧道断面,实际中的隧道多采用曲墙式断面,断面形式多种多样,这就使得解析解在隧道设计过程中存在一定局限性。相比而言,数值模拟具有更强的针对性。针对新奥法施工隧道采用FLAC<'3D>数值模拟得到隧道拱顶纵向沉降曲线(LDP)和围岩收敛曲线(GRC),对比了不同级别、不同埋深下公路隧道的LDP和GRC曲线；针对Ⅲ级和Ⅳ级围岩,对支护结构施作时机和支护类型选择进行优化分析,所提出的方法适用其它围岩参数条件,对隧道工程数值模拟分析具有实际意义。
27.三维大理岩弹塑性损伤细观破坏模研究
- 赵吉坤;张子明
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：为了考虑岩石细观局部塑性变形,基于应变空间理论导出细观弹塑性损伤模型,采用高性能并行计算实现岩石三维破裂过程的数值模拟。提出细观破坏单元网格消去法,利用位移加载来实现岩石逐渐破裂过程；模拟二维、三维大理岩三点弯曲梁弹塑性损伤破坏试验,得到岩石非线性应力-应变曲线和不同载荷阶段弹塑性损伤破裂演化系列图像；分析细观非均匀性对岩石宏观破裂力学行为的影响。试验研究表明,三维破裂比二维破裂更为复杂,所建模型可以有效地模拟岩体的三维破坏过程。
28.前常铜铁矿采矿回采方案及岩层移动研究
- 尹贤刚;李庶林;李爱兵
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：通过室内岩石力学试验以及现场工程地质调查的方法,确定了前常铜铁矿现场不同工程岩体力学参数,并采用二维弹塑性有限元数值模拟方法,计算了前常铜铁矿由采矿引起的岩层移动情况,并得出其移动规律,圈定了岩层移动分级范围；同时,根据矿山技改实际要求,对技改采矿方案的结构参数、回采顺序以及回采高度等进行了比较计算,提出了优化的采场结构参数以及回采顺序和回采范围,为现场采矿工作提出了可供参考的依据,保证了矿山安全正常生产。
29.基于面向对象技术的荷载建模
- 张鲁渝;陈友坤
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：岩土工程是一门实践性很强的学科,当前各种新理论层出不穷,考虑的因素越来越多、计算也越来越复杂,在此背景下,理论的推广将直接受制于软件分析工具的易用性。按照软件质量国家标准GB-T8566─2001G,易用性是评价软件质量的重要指标,甚至成为某些用户选择的关键要素。易用性包含三个要素:易理解、易学习、易操作,这方面国内还有很长的路要走。结合多年来从事边坡稳定分析工程实践与理论研究的经验,就该领域几何建模技术取得的一些进展做一些介绍,目前开发的二维几何建模系统2D-GMS(2DGeomotric Modeling System)是ZSlope前处理器的一次升级2D-GMS建模具备实时编辑的功能,利用鼠标点击、拖动等直观手段,便可轻松建模。
30.海底隧道的数值模拟研究
- 王桂萱;张国强;赵杰;裴强
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：采用离散元软件(3DEC)和三维有限差分软件(FLAC3D)对某拟建海底隧道的最不利设计断面进行了围岩稳定和流固藕合分析,对开挖后块体位移、应力、塑性区分进行分析,并于连续介质力学的计算结果进行对比,直观的反映出了海底隧道施工时出现的塌落现象,并得到一些对类似工程有一定的指导意义的结论。
31.高应力巷道工程岩爆特征数值模拟研究
- 王树理;王树仁
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：深部高应力巷道工程岩爆机理是地下工程的重要理论问题之一。采用FLAC-Dynamic对深部不同应力状态下,圆形巷道开挖后的动力响应特征进行了研究,分析了位移拐点、速度起跳点和加速度回跳点等动力响应规律。结果表明,高应力巷道开掘产生动力响应的时间滞后于开掘的时间,巷道岩爆部位及破坏范围大小与水平主应力和垂直主应力的比值有关。
32.堆载实验中松散土边坡变形与应力特征分析
- 周元德;谭国焕;杜昭彦;徐锴
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：基于─人工松散土边坡现场破坏实验,对其中的土钉加固措施提出了平面力学等效处理方法,建立了一个简化的考虑渗流-应力耦合的二维边坡数值模型。采用扩展的摩尔-库伦模型模拟松散土变形力学行为,对实验中分级堆载过程进行数值模拟。结果表明,计算得边坡水平位移与测斜仪量测值有较好的可比性,土钉加固措施对限制边坡整体位移发展有显著的限制作用；在坡顶压载作用下,边坡内不同部位土体的应力路径特征存在明显的差异,相应的塑性变形随堆载的分阶段施加表现为阶梯形同步递增的形式。
33.充填采矿法采场结构参数的有限元数值模拟分析
- 陶干强;中南大学资源与安全工程学院;宋丽霞;中南大学资源与安全工程学院;孙冰;中南大学资源与安全工程学院
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：随着大型采矿设备和新型充填材料的研制成功,以及矿山岩石力学理论的发展,充填采矿法已成为大型冶金矿山主要采用的采矿方法。采用充填采矿法时,采场结构参数的选择通常根据经验公式选取,其合理性和可靠性缺乏理论依据。首先介绍了传统确定充填法采场结构参数的基本方法,以及存在的问题。在此基础上,采用弹塑性理论,综合考虑了矿体的赋存条件,建立了采场稳定性分析的三维数值模型。使用ABAQUS大型有限元分析软件,分析了充填采矿法不同结构参数时采场的稳定性,分析了围岩应力和位移随采场结构参数尺寸、开挖和充填顺序的变化情况。通过有限元数值模拟分析,对采场的结构尺寸进行了优化,有效地维护了采场的稳定,为安全、高效地回采地下矿产资源提供了理论依据。
34.横观各向同性地质材料刚度矩阵求解的研究
- 卢应发;周盛沛;吴延春;罗先启
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：有效刚度矩阵的确定是土木工程研究者的一个重要课题,正确决定宏观有效刚度矩阵往往是计算结果是否成功的关键。现行主要流行的方法是,对单元刚度矩阵的各元素采用简单的体积平均法(方法一)和自适应方法(Self consist method)(方法二)。利用均匀化技术,在横观各向同性地质材料满足位移和应力相等的情况下,获得了宏观刚度矩阵的具体表达形式。在特殊条件下,该表达方程可以简化为自适应方法和简单的体积平均法。在事例研究的基础上,对三种方法进行了对比分析,从研究结果可知,本方法可以综合描述平行流模型(Parallel flow-model)和系列流模型(Series flow-model)。这种研究对边坡、坝基等土木工程的计算和分析具有重要作用。
35.热-力耦合条件下高放废物处置室间距研究
- 刘月妙;王驹;蔡美峰;王树仁;柯丹
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：安全处置高放废物是科学、技术和工程界所面临的挑战性问题。经过全国筛选、地区预选,现已确定甘肃北山为高放废物处置库的重点预选区,内蒙古高庙子膨润土矿床为我国缓冲/回填材料首选供应基地。根据我国高放废物地质处置研究开发规划指南、北山预选区实测地质环境参数、处置库围岩和缓冲材料实测性能参数,采用有限差分计算程序FLAC2D模拟不同处置室间距时高放废物处置库热-力耦合条件下的温度场、应力场和应变场规律。经多方案比较,处置室中线间距为2倍处置室直径时,缓冲材料中的最高温度在95℃左右；由于高放废物放热,引起岩体膨胀,产生热应力,在处置室下角部产生应力集中,但均小于处置库围岩的长期强度；处置库围岩产生向上的位移,均在其弹性应变范围内,不会引起处置库围岩破坏。该方案可作为北山预选区建造高放废物处置库的参考依据。
36.小湾水电站孔雀沟石料场边坡稳定性分析
- 梁金球;殷德胜;肖碧;汪卫明
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：基于加锚节理岩体流变模型,应用三维弹粘塑性有限元法,考虑了岩体开挖卸荷、渗流和爆破松弛作用,模拟了孔雀沟石料场边坡的开挖过程和锚固措施,研究了斜坡方案稳定性和支护优化、并探讨了直坡方案的可行性。
37.基坑挤扩桩支护承载特性试验研究
- 茹洪忠;王树仁;李启民;武崇福
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：采用室内模型试验和数值模拟方法,对基坑支护中,单排挤扩桩和悬臂直桩的桩顶位移和受力特征进行了研究,进而对基坑双排挤扩桩支护进行了分析。试验结果表明,与悬臂直桩相比,挤扩桩支护,桩顶位移小,挤扩桩支盘提供的抗倾覆力矩有效改善了挤扩桩的工作性状；与单排挤扩桩相比,双排挤扩桩支护,结构刚度大,在桩身内力分配以及控制基坑变形等方面有较大优势,是深基坑工程中经济合理的支护形式。
38.VB和FORTRAN混合编程在渗流数值分析中的应用
- 王科锋;柴军瑞
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：介绍Visual Basic利用Shell函数来调用Fortran编译的可执行文件实现混合编程的方法,解决Shell函数异步执行导致程序出错的问题，并应用于程序开发中。给出帷幕参数优化的实例予以介绍可视化编程在水工渗流数值分析中的应用。
39.路堤荷载下CFG桩复合地基沉降影响因素分析
- 关云飞;赵维炳;唐彤芝;俞缙
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：路堤荷载下影响CFG桩复合地基沉降的因素较多,利用有限差分计算程序,分别计算了桩长、桩间距、垫层模置和厚度等因素对沉降的影响,在对数值模拟结果和实测沉降值进行深入分析的基础上,探讨了利用这些因素控制地基沉降的方法。
40.滑行道下长大箱涵顶进施工数值模拟分析
- 夏才初;龚建伍;陈佑新;蒋坤
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：首都国际机场西区L滑行道下管棚一箱涵顶进工程是当前首例在机场滑行道下不停航施工规模最大的顶进隧道,地表沉降控制要求严格,施工风险高。为研究施工工法的可行性,针对超长管棚施作、开挖导洞布设下滑道、长大箱涵顶进等工况进行数值模拟,重点对施工过程引起地表沉降的变形特征和规律进行了分析研究。计算表明,在理想状态下施工引起的地表沉降最大值约为24mm,能控制在允许范围内,而工程实施过程中地表最大沉降基本控制在30mm之内,表明计算模型和结果是有效的,采用管棚一箱涵顶进工法施工也是合理可行的。
41.基于连续蚁群算法的复杂岩体系统辨识
- 高玮
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：研究表明,岩体的本构模型及物性参数反演辨识的研究实质为一个复杂非线性系统的辨识问题。为了解决这个问题采用遗传算法等进化算法效果较好,但由于岩土系统的计算只能采用数值模拟的方法,从而使上述辨识算法的计算效率不高。为了克服这个困难,提出了一种效率更高的新算法──连续蚁群算法。基于这个算法,提出了一种对本构模型系统进行辨识的新方法,并通过一个工程实例对其进行了验证。计算结果表明,新算法可以有效地解决岩体系统辨识问题，且所得结果同实际情况相当吻合。
42.大型地铁十字换乘车站施工阶段变形预测
- 邓治纲;吴敏慧;张庆贺
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：大型复杂换乘枢纽车站的施工是整个地铁网络建设中的关键技术课题之一。枢纽车站大多位于城市中心,车站具有埋深大、结构复杂、变形要求严格、施工组织与施工技术困难等特点。以上海轨道交通10号线的四平路换乘站为工程背景,应用深基坑设计理论和有限元方法,对换乘枢纽站施工过程中的主要工况,进行内力和变形计算,从理论角度优化施工方案,提供技术支持,确保车站安全施工。
43.数字图像处理技术在岩石力学中应用研究现状
- 于庆磊;唐春安;唐世斌
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：通过对国内外数字图像处理技术在岩石力学与工程中应用的有关文献的回顾,重点介绍了数字图像处理技术在岩石力学形态学测量及基于数字图像建立数值模型并行力学分析方面的应用研究现状,分析了应用过程中存在的一些问题，指出了进一步发展的方向和需要解决的问题。
44.元磨高速公路典型边坡稳定性分析
- 荣冠;王恩志;王建新
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：基于饱和非饱和渗流理论进行边坡降雨入渗模拟,运用非饱和土强度理论,采用FLAC3D程序的强度折减法进行了边坡不同状态下的稳定性计算。计算结果反映:K261坡段原滑坡体具有一定的稳定性,开挖后边坡稳定性有所下降,包括抗滑桩、预应力锚索等加固结构对提高工程边坡稳定性有显著作用。降雨入渗对边坡稳定性有较大影响,特别是在连续大降雨的过程中,边坡稳定性将迅速下降。K261段典型滑坡体仍处于较低的安全裕度状态。考虑连续降雨同时存在地震的极端情况,边坡可能再次失稳滑移。为确保边坡稳定,建议在6级边坡的平台位置局部增设预应力锚索抗滑桩。K261典型坡段稳定状态及加固效果的研究,可供西南高速公路边坡病害群治理工程效果评价及预警分析参考。
45.三峡永久船闸高边坡卸荷岩体渗透性特征
- 孙云志;王军怀
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：三峡永久船闸高边坡岩体卸荷带可划分为强卸荷变形带、弱卸荷变形带和卸荷应力应变调整带.与未开挖岩体相比,它们的渗透系数分别增大了3138～330,92～27和8～1倍.
46.吸湿条件下膨胀土加筋边坡性状数值分析
- 蔡剑韬;汪明元;周小文;徐晗
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：鉴于南水北调中线工程膨胀土高边坡拟采用土工格栅加筋进行处理，开展了数值分析工作作为相关研究的一部分.对于膨胀土,随季节变化的湿度场是影响土的强度及变形的主要因素.在本次数值分析中,采用了一种新的尝试,即用温度场来等效湿度场,通过温度场的应力应变计算来模拟湿度场变化时土坡的性状变化.对于土采用Mohr-Coulomb模型,对于土工格栅-土的界面采用理想弹塑性模型.计算中通过模型参数的变化,对材料特性尤其是土工格栅-土界面特征的影响.计算结果表明:相对于土工格栅的弹性模量及土的内聚力,土工格栅-土界面的强度参数对于限制边坡侧向变形具有更为显著的影响.
47.基于滑移拉裂破坏的岩质边坡稳定分析及支护设计
- 陈国周;贾金青
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：由于岩质边坡不连续面的影响,从土质边坡所发展起来的三维稳定分析方法在岩质边坡稳定分析的应用中受到制约.提出了岩质边坡沿软弱结构面滑移-拉裂的三维稳定分析方法,这种破坏模式是工程中常见的.在分析模型中,下滑体沿滑动面下滑,在其他的面上则产生剪切拉裂。在结构面上满足莫尔库伦破坏准则,把拉裂面上的摩阻力向下滑方向投影,由下滑体的力学平衡条件求解出未知力,通过迭代可以求得稳定系数。推导了相关的计算式,编制了相应的程序,给出程序流程图。最后,使用本程序对一个45米高边坡的实际工程进行稳定分析,提出采用锚索支护方法并且成功施工.
48.并行计算系统的构建及其在土木工程中的应用
- 白建方;楼梦麟
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：介绍了并行计算系统的主要种类和相关特性以及构建并行计算系统的硬件要求、系统软件及编程环境,讨论了在其上分布并行计算的一些概念和需要解决的问题.综述了网络环境下并行计算技术在土木工程中的应用并分析了目前网络并行计算的难点。
49.三维强度折减法在地下洞室围岩稳定性分析中的应用
- 马天辉;唐春安;梁正召;李连崇;张哲
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：首次将三维强度折减法应用到地下洞室围岩稳定性分析中,对安全系数进行分类,并且提出新的失稳判据.根据失稳过程,把安全系数分为局部安全系数和整体安全系数；根据受力性质,把安全系数分为拉伸安全系数、剪切安全系数以及拉剪综合安全系数.最后给出一个计算实例,借助岩石破裂过程分析强度折减法系统(RFPA-SRM)对一连拱隧道进行稳定性评估,计算出不同情况下的各种安全系数,并把计算结果同相似物理实验结果对比.结果表明,RFPA-SRM能够比较准确的评估洞室围岩稳定性,值得地下岩土工程应用和推广的新型评价方法.
50.溪洛渡尾水岔洞开挖与衬砌稳定研究
- 林鹏;周雅能;王仁坤;赵文光;周维垣
- 《岩土工程数值方法与高性能计算学术研讨会暨中国岩石力学与工程学会岩体物理与数学模拟专委会年会》 | 2007年
摘要：利用有限差分方法计算分析了溪洛渡水电站尾水岔洞围岩在开挖情况下的变形、应力及屈服区,对不同应力释放荷载条件下的喷锚支护效果及机理进行了分析评价；在此基础上根据施工、运行和检修工况下的荷载作用情况,计算分析了岔洞围岩、衬砌结构的变形及应力情况。指出起控制作用的工况,提出了保持岔洞稳定的措施和对策,计算分析得出的结论已用于指导工程设计,同时也可供其他同类工程的设计和施工参考.