基于统计损伤理论的德鲁克-普拉格岩石强度准则的修正

德鲁克-普拉格强度准则是目前岩石力学中广泛应用的岩石强度准则之一，其计算结果较为保守，与实际存在差距，为此本文深入探讨了其修正方法。研究方法是在前人岩石损伤软化统计本构模型研究的基础上，通过探讨不同围压条件下模型参数与围压的关系,对模型进行修正，然后，根据岩石屈服或破坏的概念，利用岩石变形软化全曲线的极值特性，采用多元函数求极值的方法建立岩石强度理论，从而对德鲁克-普拉格岩石强度准则进行修正。修正后的德鲁克-普拉格准则能反映体积应力、剪应力、中间主应力和最小主应力对岩石强度的影响，同时还可以反映岩石强度莫尔包络线的曲线特征，它与试验结果吻合良好。工程实例计算表明，该强度准则能更好地反映工程实际。     

基于区间理论与GSI的岩质边坡稳定可靠性分析方法

针对采用结构面表面特征与岩体结构的定性描述确定岩体地质强度指标GSI存在较强主观性的特点,首先以结构面表面等级SCR与岩体结构等级SR对其进行量化处理,并根据组成SCR与SR的量化指标取值过程中所具有的不确定性,采用区间值表示参数取值,建立岩体量化GSI区间值确定方法;其次,根据Hoek-Brown准则等效岩体抗剪强度参数转换关系,采用区间数学理论建立出岩体力学参数区间值确定方法;然后,通过区间组合法求解岩质边坡安全系数区间值,并在确定安全系数要求值的基础上采用非概率可靠性分析方法进行稳定可靠性评价,进而建立出基于区间理论与GSI的岩质边坡稳定可靠性分析方法;最后,将其应用于分析湖南省柘溪水电站进水口高边坡稳定性,结果表明该方法具有一定的合理性与可行性。在缺乏现场岩体力学试验与大量样本数据的情况下,该方法为岩质边坡从岩体力学参数确定到稳定可靠性评价提供了一条新途径。     

深海沉积物剪切变形过程模拟的统计损伤方法

深海沉积物剪切变形过程模拟方法是深海资源采运设备设计的重要依据。从探讨深海沉积物土工力学特性及其剪切变形过程的特点出发,首先,从深海沉积物土体单元微观受力分析入手,建立出深海沉积物剪切变形损伤模型;其次,引进统计损伤理论,在深入研究深海沉积物微元强度度量方法的基础上,假定微元屈服或破坏服从Weibull随机分布,建立出深海沉积物剪切变形过程的统计损伤演化模型;然后,利用建立的深海沉积物损伤模型和统计损伤演化模型,建立了模拟深海沉积物剪切变形过程的剪切变形损伤统计本构模型。该模型可较好地反映深海沉积物剪切应变软化特征,同时可反映其剪切变形过程中剪切面法向正应力的影响;最后,通过试验曲线和模型曲线以及现有同类模型曲线的对比分析,验证了该模型的合理性与可行性。     

基于散体材料性质的土石混填路基压实度快速检测方法

 基于静力贯入试验检测土石混填路基压实度是目前实现压实度快速检测的有效方法,但其检测原理有待深入研究,因此,首先基于现有散体材料应力传递机制的研究,假设应力在路基土石混合料中以曲线圆锥的形式向下扩散传递,建立适合土石混填路基散体材料的应力分析方法,其次,基于孔隙介质力学理论,建立变形模量、泊松比及孔隙率随路基变形而变化的规律,并引入分层总和法及分级加载思想,建立土石混填路基荷载–沉降分析模型即P-s解析关系,然后,结合路基静力贯入试验测得的P-s试验曲线,利用自适应模拟退火优化方法反演获得路基初始孔隙率,从而建立基于散体材料性质的土石混填路基压实度快速检测方法,该方法避免了繁琐的标定试验,且检测精度可满足工程要求,最后,通过现场实测结果以及本文与现有方法分析结果的比较分析,表明了提出方法的合理性与可行性。     

公路路基岩溶顶板安全厚度确定的数值流形方法研究

利用数值流形方法具有两套分析网格即数学覆盖网格和物理覆盖网格,因而处理开挖模拟问题具有灵活性的特点,重点解决了数值流形分析的开挖模拟分析方法问题;然后引入强度折减技术,结合数值流形方法提出了公路路基岩溶顶板稳定性的评价方法。在此基础上,引进枚举优化分析法,通过分析岩溶顶板稳定性与岩溶埋深和溶洞几何形态等因素的关系,建立了公路路基岩溶顶板安全厚度确定的新方法;最后利用本文研究方法确定了某实际工程的岩溶顶板最小安全厚度,实践证明效果良好。     

岩石脆延特性转化条件确定的统计损伤方法研究

针对Lemaitre应变等价性假说的局限性与不足,通过引进统计损伤理论,基于岩石三轴试验曲线,建立了能够反映脆延特性及其相互转化特征的岩石损伤统计本构模型。在此基础上,通过探讨岩石脆延特性及其相互转化的力学机理与特点,利用多元函数求全微分的分析方法,建立了岩石脆延特性相互转化条件的确定方法,它能同时反映岩石所受荷载情况与本身力学性质对岩石脆延特性及其相互转化特征的综合影响,试验结果与理论分析结果表明了本文研究成果的合理性与可靠性,进一步完善了岩石本构关系的研究内容。     

基于统计损伤理论的莫尔-库仑岩石强度判据修正方法之研究

首先，引进基于莫尔-库仑岩石强度判据的岩石微元强度表示方法，从岩石微元强度服从Weibull随机分布的角度出发，基于岩石三轴应力-应变试验曲线建立了特定围压下反映岩石破裂全过程的损伤软化统计本构模型；然后，通过探讨岩石损伤软化统计本构模型参数与围压的关系对模型参数进行了合理修正，从而建立出更加符合实际的岩石三维损伤软化统计本构模型；最后，存此基础上，根据岩石屈服或破坏的概念，重点探讨了利用多元函数求极值的方法建立岩石强度判据的途径，从而对莫尔-库仑岩石强度判据进行了合理修正，修正后的莫尔-库仑岩石强度判据与实测结果及莫尔-库仑岩石强度判据比较表明，其具有明显的优越性。     

Stability analysis of subgrade cave roofs in karst region

According to the engineering features of subgrade cave roof in karst region, the clamped beam model of subgrade cave roof in karst region was set up. Based on the catastrophe theory, the cusp catastrophe model for bearing capacity of subgrade cave roof and safe thickness of subgrade cave roof in karst region was established. The necessary instability conditions of subgrade cave roof were deduced, and then the methods to determine safe thickness of cave roofs under piles and bearing capacity of subgrade cave roof were proposed. At the same time, a practical engineering project was applied to verifying this method, which has been proved successfu1ly. At last, the major factors that affect the stability on cave roof under pile in karst region were deeply discussed and some results in quality were acquired.     

基于大主应力迹线的无黏性土挡墙土压力分析

墙土接触面的摩擦效应是挡墙土压力分析中需考虑的重要影响因素,首先,通过研究土体应力的分布规律,提出了墙土摩擦效应下墙后土体主应力迹线的确定方法;然后,根据大主应力迹线进行曲线型薄层单元分层,在探究土体微元小主应力变化规律的基础上,结合曲线单元体的静力平衡方程,建立考虑墙土摩擦效应的挡墙主动土压力分析新方法;最后,将本文方法与试验数据和其他方法进行验证和对比分析,对主动土压力系数的影响因素进行敏感性分析。研究表明:考虑墙土摩擦引起应力偏转的分析方法更能准确反映土体应力分布规律,验证了本文方法的合理性与可行性;主动土压力系数随填土摩擦角φ的增大而减小,随墙土间摩擦角δ的增大而增大。     

基桩下溶洞顶板稳定性评价的强度折减有限元法

定义溶洞顶板稳定性安全系数为顶板岩体实际剪切强度与折减到临界破坏时的剪切强度之比值。综合运用强度折减技术、弹塑性有限元和二分法探讨基桩下溶洞顶板稳定性的评价方法。研究表明,该方法不仅可得到能表征溶洞顶板稳定性且物理意义明确的安全系数,还可获得可能的破坏面及破坏过程,与传统方法相比,具有明显的优越性。实例证明了其可行性与有效性。该方法为基桩下溶洞顶板稳定性分析与评价提供了新的思路与方法, 具有重要的理论意义与工程实用价值。