应用案例 · 第 15 页
岩土工程软件应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 15 页。
水平条分法下边坡稳定性分析与计算方法研究
邓东平，李 亮（中南大学 土木工程学院，长沙 410075）摘 要：极限平衡水平条分法较适用于成层岩土边坡，但较竖直条分法尚有不足之处。通过研究水平条分与竖直条分中条间 力的关系，建立起水平与竖直条分法相对应的条间力假设条件；并针对水平条分法遇到滑动面存在弓形体时，采取水平条分 和斜条分相结合的模式进行处理。在此基础上，推导出了瑞典法、简化 Bishop 法、简化 Janbu 法和 Morgens
阅读详情隧道危岩块体稳定性的地质-几何简明分析法
隧道围岩局部块体稳定性分析是隧道设计和施工过程中必不可少的环节。以地质素描图为出发点，借助投影几何学 的地质-几何简明分析法，通过对块体几何作图分析的简化，可以迅速地确定隧道危岩块体的位置、几何形态、塌滑类型以 及稳定性系数，从而直接及时地指导围岩支护加固的重点。最后，运用该方法对曼歇 3 号隧道局部危岩块体的稳定性进行了 评价，得出了该处危岩块体的主要破坏方式是直接塌落的结论，指出了隧道围岩支护加固的重点，在地质工程实践中达到了 预期的效果。
阅读详情干湿循环对硬黏土的土水特性影响规律研究
为了客观评估高放核废物地质处置库开挖建设和封存初期围岩面临的非饱和岩土力学问题，针对一种高放 核废料储存介质(硬黏土)开展不同干湿循环试验，研究该材料的土水特性变化规律。基于湿度控制吸力方法，研 制黏土非饱和测量系统，利用该系统对硬黏土进行不同干湿循环试验，对比分析干湿循环次数和基质吸力变化梯 度对硬黏土的土水特征曲线的影响。研究结果发现：干湿循环次数对这种硬黏土的土水特征曲线影响较大，基质 吸力变化梯度影响则很小。同时，结合不同干湿循环条件下硬黏土核磁共振细观测试结果，分析出干湿循环和基 质吸力对硬黏土的土水特性影响机制。通过分析不同干湿条件下硬黏土的含水分布特征，定量出该硬黏土干湿过 程不同孔径内含水变化，揭示其不同孔径含水量等比例变化与水的吸附状态密切相关，为深入理解硬黏土干湿循 环过程土水特征曲线变化规律提供试验依据，为高放核废物地质处置围岩水力特性评估奠定试验基础。
阅读详情高地应力岩体特殊照明峒室围岩支护设计
为特殊照明和交通安全在世界最长的双峒公路隧道——秦岭终南山隧道内设计了 6 个峒室，该隧道穿越中 国陕西省秦岭山脉，最大埋深达 1 800 m。在峒址附近的 2 个位置采用应力解除法量测岩石地应力，该处的岩石 覆盖厚度分别为 1 600 和 400 m，量测结果显示极高的地应力。为满足照明和行车安全的要求，每个峒室设计成 纺锤型，长度为 200 m，最大宽度为 22 m。受到已建成隧道的限制，两峒室间最小岩柱厚度只有 8 m。峒室的主 要特征为：(1) 高地应力；(2) 岩石条件较好；(3) 与峒室尺寸相比岩柱厚度很小，这些特征对围岩支护提出极大 的挑战。围岩支护是依据岩体分类 Q 系统采用经验法设计，然后采用数值分析校核。临时支护和永久支护系统均 采用喷射混凝土和锚杆。为保证施工和运行期的峒室稳定提出一整套实施程序，包括开挖、喷射混凝土、安装锚 杆和监控措施。对于极高地应力区域的峒室采用柔性支护，允许岩体在永久支护安装前发生部分变形，从而保证 峒室稳定及支护元件安全可靠地发挥效用。分别采用 FLAC3D和 Phase 2 程序进行三维和二维数值分析，三维计算 主要用于研究峒室的整体稳定及沿隧道轴向的三维效应；二维计算用于详细研究施工顺序和各支护单元的功效。 数值分析显示喷射混凝土和锚杆在各施工阶段都能安全运作，从而验证了围岩支护设计。
阅读详情Unw edge (2 .35)程序在分析块体稳定性中的应用
Unwedg e (2 .35) 程序在原 Ver.1 .0 的基础上做了改动, 程序的功能增强。 根据作者使用该程序的经验, 结合 工程实践介绍了 Unw edge (2.35)程序的基本原理方法、 及该版本的缺陷。
阅读详情大岗山水电站地下厂房洞室群围岩开挖损伤区研究
以大岗山水电站地下厂房洞室为研究对象，通过施工阶段的围岩力学性状测试、开挖变形长期监测研究地 下洞室开挖损伤区的分布范围和损伤劣化特征。以围岩变形和损伤区实测成果为基础，建立基于正交设计–支持 向量机–粒子群算法的反演分析方法。通过对地下厂房洞室开挖损伤区的测试与监测、反演分析表明，损伤区分 布范围约为临空面向岩体内部 3～7 m 范围，其中，围岩类别不同，其损伤区分布范围不同，损伤劣化程度也不 同，具体表现为围岩质量越好，其损伤范围越小，但是损伤区岩体损伤劣化程度越高。相关认识是初步的，对类 似重大工程的设计施工有一定的参考价值，但还需要进一步开展理论与工程实践研究。
阅读详情大直径钻孔灌注桩负摩阻力试验研究
针对大面积堆载情况下，周边土体的沉降使桩基产生负摩阻力从而导致桩基承载力特性变化的问题，以宁 海电厂工程 2 组冲孔灌注桩的现场负摩阻力试验为例进行讨论。通过对原位试验结果的全面分析，探讨桩周土体 固结沉降对桩身所受下拉荷载和中性点位置的影响。根据实测桩土沉降曲线确定的中性点与根据桩身轴力沿深度 变化曲线确定的中性点位置大体相一致，位于可压缩土层下部，桩身最大轴力随固结时间而增大，中性点位置也 随时间略有上移；分析桩侧摩阻力系数的大致范围以及施工工艺对负摩阻力的影响，现场试验得到的桩侧摩阻力 系数为 0.3～0.4，由于桩基施工的影响导致该值与规范相比略大，工程中应充分考虑成桩工艺对负摩阻力的影响； 指出负摩阻力桩基的设计分析中沉降计算至关重要。得出的结论可指导同类工程的设计和施工。
阅读详情单轴压缩下宏观裂纹倾角对煤体特性影响研究
为研究宏观裂纹倾角对煤体特性的影响，采用 YAW4306 电伺服试验系统和 CTA–1 声发射采集系统对不 同预制裂纹倾角的煤样进行单轴压缩声发射试验，分析试验过程的声发射信号特征，研究裂纹倾角对声发射响应、 煤样峰值强度和裂纹扩展方式的影响。试验结果表明：宏观裂纹的存在对试样声发射信号的变化规律有显著影响， 且声发射信号变化与载荷变化具有很高的一致性，能够很好地反映含宏观裂纹煤样受压时内部破裂发展情况；裂 纹的存在降低煤体的强度，且随着裂纹倾角的减小，峰值强度受影响越来越明显，呈现出逐渐减小的趋势，通过曲线 拟合，得出二者近似成二次函数关系；裂纹倾角为 0°，15°，30°和 45°的煤样，其破坏过程中主要裂纹形态为翼 型裂纹，并伴有各方向细微次生裂纹；倾角为 60°和 75°的煤样，其主要裂纹形式为反翼裂纹；当倾角增至 90° 时，煤样无表面扩展裂纹，此时煤样的破裂方式为劈裂。
阅读详情地下厂房岩壁吊车梁施工与运行期全过程数值仿真分析
以佛子岭抽水蓄能电站地下主厂房为背景，采用数值仿真分析软件 Phase2 对地下厂房岩壁吊车梁建造与运 行期全过程进行数值仿真分析，探讨轮压荷载施加时机、地应力场、围岩力学特性对地下厂房与岩壁吊车梁受力 特征的影响。
阅读详情非充分采动采空区与煤岩柱(体)耦合作用机制及应用
以镇城底矿为工程背景，通过理论分析、相似模拟、数值模拟和现场实测，研究了非充分采动采空区和煤 岩柱(体)耦合作用机制。得出如下结论：(1) 不同的工作面布置产生不同的工作面构型、采空区形态和煤岩柱(体) 形态，进而造成不同的耦合作用结果，采空区响应对实体煤岩柱(体)的应力及岩体破坏影响很大，数值模拟不可 忽略采空区作用；(2) 推导出煤柱极限平衡区宽度表达式，分层开采单一分层时采高降低、大采高和错层位开采 存在斜坡均导致煤柱极限平衡区宽度下降；(3) 垮落角对采空区和煤岩柱(体)耦合作用有重要影响，通过相似模拟 确定了垮落角并用于数值模拟，得出非充分采动条件下工作面宽度 L、最上部关键层跨度 L1 与垮落角 θ 之间的关 系式；(4) 数值模拟显示非充分采动采空区承载增加，则支承压力相应降低，反之亦然，验证了非充分采动采空 区和煤岩柱(体)的耦合作用，数值模拟若忽略采空区承载作用会造成支承压力偏大，应力集中区高度偏大，且位 置降低，岩体破坏范围偏大；(5) 根据研究结果，现场将进风巷布置于采空区边缘下方，形成巷顶沿空巷道，该 巷道处于整个回采系统应力最低区；而回风巷沿顶板布置，工作面两侧顺槽矿压问题均得到良好控制。
阅读详情复杂裂隙岩体环境下巷道轴线走向优化研究
陈庆发，周永亮，安佳丽 (广西大学 资源与冶金学院，广西 南宁 530004)摘要：裂隙岩体环境下巷道轴线走向优化选择对巷道的安全开挖和长期使用具有重要意义，但现有研究存在代表 性结构面组选择和评价指标不够科学两方面的不足。以铜坑矿 92 号矿体 4 个裂隙岩体试验区巷道为工程背景，充 分利用一般块体理论 GeneralBlock 程序和关键块体理论 Unwedge 程序的各自优点，已解决代表性结
阅读详情广义 Hoek-Brown 准则中强度折减系数的确定
稳定性系数是边坡安全性评价的关键指标，但对适用于岩体特性的 Hoek-Brown 准则的折减存在标准不统 一或计算复杂的特点，有必要确定合适的强度折减方案和系数。将广义 Hoek-Brown 准则(2002)与强度折减原理相 结合，以三峡库区狮子包高边坡为模型，通过改变坡高、坡角和参数，以 7 种对岩石单轴抗压强度ci、地质强度 指标 GSI 和岩石材料常数 mi 的简化折减方案，研究狮子包高边坡的稳定性，并对稳定性系数和抗剪强度进行误 差分析，确定广义 Hoek-Brown 准则的最优强度折减方案。研究结果表明，对广义 Hoek-Brown 准则的强度折减可 通过同比折减参数ci 和 GSI 获得，此时数值计算与极限平衡法(Morgenstern-Price)确定的高边坡稳定性系数相对 误差平均值为 6.9%，方差为 6.9%，抗剪强度相对误差为 4.98%。这对广义 Hoek-Brown 准则在岩质边坡稳定性数 值计算中的广泛应用有一定理论意义和价值。
阅读详情不同赋层条件下盾构隧道双向地震波激励响应分析
以广州地区地层情况为条件，研究盾构隧道在双向地震波激励作用下的横向地 震响应特性，利用有限元软件 ADINA 的弹簧阻尼单元模拟粘弹性人工边界，有效地分析结构 － 地基的动力相互作用问题。对盾构隧道在地震作用下衬砌结构的应力场与位移场进行数 值模拟计算，分析衬砌结构的稳定性和变形，并对计算结果进行了对比研究。
阅读详情不同间距设置芯柱-纤维石膏速成板组合墙体抗震性能有限元分析
在对不同间距设置芯柱-纤维石膏速成板组合墙体试验研究的基础上，利用 ADINA 有限元软件建立不同间 距灌芯形式组合墙体的三维有限元模型，结合试验结果验证有限元计算模型的合理性，分析组合墙体的变形破坏特征 和抗震性能．通过对组合墙体的数值模拟计算，讨论混凝土灌芯情况和墙体高宽比对组合墙体承载力的影响，结果表 明：增加钢筋混凝土芯柱的数目可以有效加强组合墙体的抗侧承载力，组合墙体的破坏模式由弯剪破坏向剪切破坏转 变；随着高宽比的增大，组合墙体的开裂荷载和极限承载力降低．
阅读详情不同水深环境下桥梁群桩基础动力特性
强烈地震作用下，水与群桩基础的互相作用问题一直没有得到很好解决。本文使用结构自由振动衰减 力锤激励的方法对深水桥梁群桩基础考虑水影响下的动力特性进行了有益的探索与研究。以某深水桥梁群桩 基础为工程背景，设计制作试验水池及缩尺比为 1 /30 的九桩模型，介绍了在不同水深环境下进行模态试验的 方法; 同时利用有限元分析软件 ADINA 建立了水-结构相互耦合作用的三维实体有限元模型，对其动力特性进 行了理论分析。通过比较不同水深环境下结构振动一阶侧弯与扭转阵型的试验与理论分析结果，验证了本文 针对群桩基础结构模型所用的自由振动衰减模态试验方法是成功的; 在考虑水-结构相互耦合作用后，结构的 振型周期延长，频率减小; 随着水深增加，结构频率变化越大。
阅读详情采空塌陷区桥跨结构探讨
运用非线性有限元软件 ADINA 数值模拟与理论计算相结合的手段, 以枣木高速公路木石公铁立交桥为原型对 采空区上桥梁进行分析研究, 分别研究了多种不同情况下桥梁应力、应变和稳定性的变化规律, 并提出相应的应对措施, 以设计出最适合采空塌陷区的桥梁结构形式。
阅读详情场地和断层对埋地管道破坏的影响分析
场地条件和断层活动是埋地管道破坏的主要原因，避免因为场地岩土和断层的影响而造成管道破坏，是城市地下生 命线工程建设中急需解决的问题。采用 ADINA 软件的 Parasolid 建模方式，通过定义合适的体类型和布尔操作，建立了埋地 管道破坏分析的几何模型，实现了土体－断层－管道破坏有限元建模。借助模型参数选择，确定了基岩与岩土性质、管道特 性等模型参数；定义了管-土摩擦和约束条件、地震波和断层位移荷载等。依据计算结果，分析了场地条件和断层参数对地 下管道地震破坏的影响；结果表明：管道埋藏越深，断层断距越大，管道的变形越大，破坏越严重。给出了管-土摩擦系数 和断层与管道交角的最优值，并给出了几点工程建议。
阅读详情砂性土地基深基坑工程对周边环境的影响分析
随着城市建设的发展，周边环境复杂的深基坑工程数量明显增多，基坑的开挖必将改变周围土体应力场，对 周边环境产生影响。以杭州一紧邻地铁隧道的砂性土地基深基坑工程为例，运用 Plaxis 软件对基坑施工过程中围护结 构以及临近隧道变形进行模拟，并与现场监测数据进行了对比分析，探讨了基坑外土体位移的衰减规律。结果表明： 计算结果与实测结果基本吻合，砂性土地基深基坑开挖会引起围护结构、周边土体以及临近隧道产生向基坑方向的位 移，变形规律与开挖工况以及距基坑远近密切相关。本文结果为类似砂性土地基深基坑工程设计及施工提供有益借鉴。
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