基于静态松弛法求解的三维离散单元法

将基于静态松弛解法的离散单元法推广至三维。论述了三维静态松弛离散单元法的特点和求解过程,建立了块体的静力平衡方程,并计算了两个算例,结果表明所提出的计算公式是有效的静力静态松弛法比动态松弛法具有更高的效率。     

三维离散元法中地下水及锚杆的模拟

基于采用动态松弛法求解的三维离散单元法,提出了地下水、锚杆的三维分析方法,给出了相应的算法和公式,并通过算例进行了验证。     

岩土力学松弛数值计算方法和应用研究

 博士学位论文摘要　对岩土力学松弛数值计算分析方法作了较全面的总结和归纳, 阐明了各类松弛数值计算方法的内在相互关系, 分别提出了求解离散单元模型的块体同步松弛离散单元法(B lock syn2ch ronic relaxat ion discrete element method) 和求解连续介质模型的静力松弛快速拉格朗日分析方法(Stat2ic relaxat ion fast L agrangian analysis of cont inua, S2FLAC)。在块体同步松弛离散单元法方面, 首先进一步深化了作者提出的静力同步松弛离散单元法, 并提出了动力同步松弛离散单元法。通过统一静力、动力计算公式, 形成了静力、动力统一的块体同步松弛离散单元法, 并采用分块高斯2塞德尔迭代求解整体方程, 求解效率得到提高。文中讨论了方法的求解及一些相关问题, 特别是离散单元模型各计算方法之间的相互关系, 得到了一些规律性结果。基于C 语言编制开发了相应的工程应用程序, 并结合武钢金山店铁矿地下采矿引起地表变形的实际科研课题对该方法的应用进行了研究, 该课题已通过湖北省科委组织的专家鉴定, 创造了巨大的经济和社会效益。在连续介质静力松弛快速拉格朗日分析方法方面, 建立了其力学模型, 推导出其相应的计算公式,并针对该方法的实现提出了一种简单可行、效率高的求解方法—力分配法。基于该方法对不连续界面等岩土力学问题进行了研究, 包括提出了一种基于松弛方法的界面求解技术, 界面可分开、错动, 整个求解过程不需K n , K s 等人为刚度系数; 以及岩土工程中开挖、锚杆加固等普遍问题的相应解算。最后基于C语言编制了相应的应用程序, 并对典型例题进行了计算分析。通过所述的工作, 使岩土力学松弛数值计算方法在岩土力学数值分析方法领域有了一个明确的位置,并得以进一步的发展和应用, 显示出其很好的发展前景。     

三维离散单元法及其在滑坡分析中的应用

介绍了三维离散单元法的基本原理,编制了相应的C语言程序,并对具体的滑坡实例进行了模拟,发现计算结果与已有研究成果较为一致,表明三维离散单元法是一种可以动态模拟山地滑坡行为的比较适宜的数值方法。     

三维离散单元法软件系统TRUDEC 的研制

用Ｃ语言研制了三维离散单元法软件ＴＲＵＤＥＣ。该系统利用动态松弛法求解力和位移；采用公共面法检查块体间的接触；并设计了较完整的前、后处理程序，以及友好的用户界面。实际应用表明：ＴＲＵＤＥＣ已初步具备了工程应用的水平。     

块状结构岩体在一般水压分布模式下的不连续变形分析

提出了三维不连续变形分析方法中地下水压力的模拟方法。并通过钻孔水位观测数据插值拟合地下水位面,建立了作用在任意形状块体单元表面上的一般水压分布模式,利用最小势能原理推导了水压力荷载对三维不连续变形分析方法总刚矩阵的贡献。地下水对滑坡稳定性影响的算例分析表明该方法是有效的。     

三维离散元法地下水及锚杆的模拟

基于采用动态松驰法求解的三维离散单元法，提出了地下水、锚杆的三维分析方法，给出了相应的算法和公式，并通过算例进行了验证。     

裂隙岩体稳定/非稳定渗流数值模拟

 发展裂隙岩体稳定/非稳定的渗流数值模型,一方面,依照裂隙面的密度、产状、位置、大小和开度的统计分布规律,使用蒙特卡罗模拟技术将完整岩石切割为三维不规则块体集合。根据相邻块体单元间产生的裂隙单元,构建三维裂隙网络系统,并附加各裂隙单元的水力特性;另一方面,对裂隙单元进行三角形单元的有限元网格划分,运用变分原理导出裂隙单元的渗流有限元求解方程。采用离散元方法中的动态松驰技术,在无须组装整体渗透矩阵的情况下求解裂隙网格各结点的水头值。最后,通过典型算例验证程序的可靠性及适用性。     

基于静态松弛的一种广义界面单元方法

根据静态松弛快速拉格朗日分析方法（Ｓ－ＦＬＡＣ）,提出一种求解岩体界面的新方法即广义界面单元方法,该方法可起初模拟界面的各种复杂变形。推导了相应公式,并给出了两个典型算例。     

节理破碎地层井壁稳定的离散元分析

由于节理破碎性地层,井眼很容易出现复杂情况.利用离散单元法中动态松弛法把非线性静力学问题化为动力学问题求解,通过可变形单元模型处理节理岩体的离散元法对煤层井眼周围的应力、位移及裂缝张开情况进行了分析计算.对于裂隙面间的渗流计算程序则采用的是二维离散元UDEC程序.通过计算发现,合理的钻井液密度对井壁稳定起着重要作用,钻井液性能也极为重要.