核废料地质贮存介质黏土岩的三维各向异性热-水-力耦合数值模拟

为了解黏土岩在放射性废料长期贮存中的热-水-力耦合过程,结合MontTerri核废料贮存地下岩石试验工程中黏土岩各种物理量的各向异性特点,应用多孔介质力学耦合理论研究了该黏土岩在加热和冷却全过程中由于热荷载引起的耦合效应场。研究过程考虑温度升高引起的孔隙水黏滞性改变对渗透系数的影响。研究结果表明,岩体力学参数、水力学参数和热传导参数的各向异性特性是影响岩体的温度场、孔隙压力场和应力场分布的最主要因素。各向异性耦合模型与各向同性耦合模型的数值模拟对比研究结果表明：各向异性模型数值结果能更加客观地反映该地下岩石试验工程中黏土岩在受热状态下的热-水-力耦合效应;同时,也表明岩体在加热过程中一直处于受压状态,而在冷却过程中局部会出现拉应力,从而有可能导致拉裂缝的产生。     

基于实测变形资料的围堰防渗墙工作机理研究

通过对三峡工程二期围堰防渗墙实测变形资料的分析,提出围堰防渗墙反馈分析理论,结合防渗墙材料力学参数,研究围堰防渗墙的应力和荷载形式的分布状况,并对防渗墙的工作受力机理进行研究,研究结果表明:防渗墙力学模型不能完全按照悬臂梁进行受力分析。     

钢筋混凝土高压岔管区断层岩体高压压水试验方法

针对黑麋峰抽水蓄能电站高压岔管区断层带空间几何特性,研究了陡倾角断层岩体高压压水试验方法.通过对高压压水试验成果进行分析,得到了断层岩体渗透稳定的渗控设计参数,了解了钢筋混凝土高压岔管区断层岩体的渗透稳定性,并验证了高压压水试验方法的正确性.     

孔隙介质渗透力的细观数值解析

为深入理解孔隙介质中的渗透力概念,分析了渗透力的力学本质,明确了渗透力的定义。从细观角度分析了渗流条件下土颗粒受力特点以及PFC3D对单一颗粒在渗流条件下的渗流作用力计算方法,建立了渗透力数值计算的细观颗粒流分析模型,利用PFC3D的流固耦合分析功能,研究了渗流条件下孔隙介质土体渗透力特性及数值大小。渗透力数值解与解析解对比分析结果表明:采用基于细观理论的PFC3D研究孔隙介质在渗流条件下的宏观受力特点是可行的;渗透力由所有土颗粒表面的法向应力和黏滞切向力合成。     

三板溪面板堆石坝流变特性及面板脱空效应

为深入分析高面板堆石坝的空间流变特性及面板脱空现象,提出了基于接触面单元变形分析的面板脱空计算方法,基于FLAC3D平台二次开发了面板堆石坝三维静力和流变特性同步分析的计算程序,并对脱空算法和程序进行了验证。针对三板溪面板堆石坝变形及脱空问题,采用二次开发的程序分析了坝体变形的时空分布规律和面板脱空特性,得到了坝体变形空间分布,明确了面板脱空位置分布及脱空值。研究成果表明:坝体流变效应在空间上呈现出显著的不均匀分布特点,坝体流变效应将加剧面板的脱空程度,并有可能引起出现新的脱空区域。     

弹性介质模糊有限元控制方程的快速解法

线弹性模糊有限元方法是分析弹性介质体模糊特性对结构响应产生不确定性影响的有效方法。即使对弹性介质体而言,模糊有限元控制方程的求解时间问题也是困扰其推广应用的主要障碍。为获得可靠可行的模糊有限元控制方程的快速求解方法,在深入研究弹性介质体的模糊源特点基础上,提出当引起结构模糊特性的力学参数为单源模糊数时,可以利用单源模糊数的运算特点来求解模糊有限元的控制方程,进而利用合成运算求解结构的模糊位移和模糊应力的分布。推导了基于单源模糊数运算的弹性介质模糊应力和模糊位移的计算表达式。应用模糊有限元求解的区间解法和快速解法对算例进行比较分析,结果表明了快速解法的正确性。     

层状岩基重力坝深层抗滑稳定分析

针对含软弱夹层的层状岩基重力坝深层抗滑稳定问题,在分析层状岩基的深层失稳模式的基础上,提出了深层滑动面的自动搜索方案,并利用刚体极限平衡法研究了软弱夹层的埋置深度、位置及倾角对深层抗滑稳定安全系数的影响规律,进而利用深层滑动面搜索方法分析了向家坝水电站左非~#3坝段坝基的深层抗滑稳定性。结果表明,左非~#3坝段坝基深层抗滑失稳模式为坝踵岩层断裂滑移模式,在正常蓄水状态下该坝基深层抗滑稳定性满足规范要求。     

细高型沉箱气囊出运技术探讨

细高型沉箱码头可以较好地适应码头深水化、大型化的需要。为解决细高型沉箱的出运技术问题,以某深水码头细高型沉箱的出运施工为背景开展气囊出运技术研究,计算了气囊出运的关键技术参数,研制了沉箱出运过程中使用的钢支墩新型垫块。工程实践表明沉箱气囊出运技术是安全可靠的,技术经济性是合理的;钢支墩垫块可替代沉箱出运过程中使用的传统枕木垫块,效果良好。     

坝基岩体裂隙渗流效应数值模拟方法

为获取工程尺度的裂隙岩体三维渗流效应,在裂隙岩体基质岩块和裂隙水力传导特性研究基础上,推导了含裂隙单元渗透系数表达式。基于嵌入裂隙单元（EFE）模型,使用离散裂隙网络（DFNs）技术与连续介质渗流分析方法,提出了利用连续介质渗流分析方法模拟非连续介质渗流效应的数值模拟技术,通过算例对该方法的有效性进行了验证,分析了单元尺度大小对该方法计算准确性的影响,并提出了提高计算精度的措施。工程实例研究表明裂隙岩体渗流分析的EFE模型能够真实地模拟坝基岩体渗流路径和孔隙压力分布,更好地揭示坝基的扬压力实际非规则分布形态。     

考虑暂态饱和区的边坡稳定性极限平衡分析方法

降雨入渗导致边坡表层出现暂态饱和区并形成暂态水压力。为了研究暂态水压力对边坡稳定性的影响,通过文献研究,总结归纳了边坡暂态饱和区存在形态类型及暂态水压力分布特点,并定义了暂态水压力分布比例系数。基于费伦纽斯条分法,改进了条分假定,提出了考虑条块侧向已知水荷载影响的安全系数计算方法,推导了边坡潜在滑动面位于暂态饱和区与非饱和区两种情形下的安全系数计算公式,编写并验证了可以考虑暂态水压力影响的边坡稳定性分析程序,并进行算例分析。研究表明:边坡安全系数随暂态饱和区厚度的增大而减小,超过一定深度后安全系数将基本维持不变;暂态饱和区厚度相同条件下,暂态水压力分布系数越大边坡安全系数越小;随着暂态饱和区厚度增加,边坡最不利潜在滑动面位置深度呈现减小→增加→减小→增加的变化规律;由于忽略了条间荷载影响,传统费伦纽斯条分法安全系数计算值偏大。