岩体三维弹塑性有限元分析

岩体三维弹塑性有限元分析

一、岩体三维弹塑性有限元分析(论文文献综述)

俞裕泰,肖明[1](1987)在《大型地下洞室围岩稳定三维弹塑性有限元分析》文中研究表明本文采用三维弹塑性增量变塑性刚度有限元法计算地下洞室围岩稳定。该法综合了常刚度法和变刚度法的优点,它不仅具有较快的计算速度,而且有较好的迭代收敛结果。本文还提出了用三维非线性有限元法分析岩体的三维地应力场的方法。

许建聪[2](2005)在《碎石土滑坡变形解体破坏机理及稳定性研究》文中认为为了总结碎石土滑坡的一般发育规律,分析碎石土滑坡的稳定性,揭示碎石土滑坡变形解体破坏的机理、碎石土古滑坡复活破坏的主要机理和它们的主要诱发因素,通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探、现场测试与监测和室内外的物理力学试验,采用数理统计分析法、不平衡推力法、大变形弹塑性有限元算法、弹塑性有限元接触算法,运用非线性科学的尖点突变理论和碎石土边坡地下水管网状排泄系统的理论,系统研究了碎石土滑坡的发育规律,分析了滑坡体位移与降雨量以及滑坡稳定性系数与滑体饱水面积比、滑面岩土体抗剪强度参数之间的相关关系,建立了碎石土滑坡位移与降雨量的通用统计模型和强降雨作用下浅层滑坡的尖点突变模型,分析了降雨对碎石土滑坡稳定性的影响,揭示了碎石土滑坡变形解体破坏的机理以及碎石土古滑坡复活破坏的主要机理和主要诱发因素,并提出了碎石土滑坡稳定性分析的新方法。研究取得以下一些主要成果和认识。 碎石土自然边坡地下水排泄的管网系统发育,地下水的渗流具有很大的不均匀性和集中渗流的特性;碎石土滑坡的变形破坏是一个缓慢的发展过程;降雨,特别是强降雨,是碎石土滑坡的主要触发因素。 分别对典型浅层和中层松散土质滑坡坡体位移、降雨量进行指数模型和幂函数模型的非线性回归分析和比较,得出浅层和中层松散土质滑坡坡体位移与降雨量相关关系一般服从幂函数分布的规律,为降雨条件下浅中层碎石土滑坡的变形解体破坏机理及稳定性研究和预测预报提供科学的依据。滑坡稳定性系数与滑体饱水面积比的关系服从线性分布,滑坡稳定性系数随滑体的饱水面积比增大而减小。影响碎石土滑坡稳定性主要因素的敏感性分析结果表明,按因素敏感度从大到小排列,依次为滑面岩土体内摩擦角、地形坡度、滑体饱水面积比和滑面岩土体的内聚力。 提出采用不分离接触弹塑性有限元强度折减法分析顺层滑坡的稳定性和计算滑坡稳定性系数的新方法,结合工程实例表明采用该方法分析顺层滑坡的稳定性可以更加逼真地反映滑坡变形、解体和破坏的实际情况。 采用大变形弹塑性有限元极限塑性应变分析法确定碎石土滑坡的滑动面,并根据极限状态下塑性应变值的大小确定滑面不同抗剪强度取值段,提出全面考虑滑面上岩土体抗剪强度不同发挥程度的不平衡推力法,并通过实例分析表明该方法能更加精确地计算碎石土滑坡的稳定性系数和分析滑坡的稳定性,更加真实地

周浩,肖明,陈俊涛[3](2016)在《大型地下洞室全长黏结式岩石锚杆锚固机制研究及锚固效应分析》文中研究说明以大型地下洞室为背景,采用隐式锚杆柱单元模拟黏结式岩石锚杆,推导了杆体对围岩模型的附加刚度贡献模型。根据中性点理论,假定锚固体界面的剪切滑移模型,导出了锚杆与围岩相互作用下的荷载传递基本微分方程。基于三维弹塑性有限元增量法计算的围岩离散位移,采用插值拟合获得造成锚杆变形的围岩连续位移,通过求解微分方程得到锚固体界面剪应力和轴向力分布函数。将获得的锚固体剪应力采用等效附加应力模型作用于岩体,反映了锚杆的支护效应。实例分析表明,锚杆新算法能较好地模拟锚杆支护效果。获得的锚固体受力分布特征符合中性点理论,锚固体界面剪应力分为正、负两段,锚固体轴向力分布为单峰曲线。此外,新方法的计算值与实测值较为接近。

倪绍虎[4](2010)在《地下工程并行优化反演分析方法研究》文中研究表明随着我国越来越多大型地下工程的建设,地下洞室围岩稳定成为岩土工程领域的一大热点问题。由于岩体介质的复杂性和不确定性,工程施工前难以获得十分准确的地质条件和赋存环境信息,因此利用工程类比和数值分析等传统的围岩稳定分析方法难以完全解决工程实际问题,基于现场监控量测的监测反馈分析就显得很有必要,也更能客观反映工程实际。通过施工开挖期现场量测信息和地质揭示获取更为可靠的工程基础资料,实时反馈围岩稳定状态,反演现场岩体参数并对后续过程进行预测预报,实现动态反馈、信息化施工。本文在总结前人研究成果的基础上,主要围绕地下工程监测反馈分析、层状岩体介质迭代计算方法及参数反演、基于围岩松动圈的参数场反演、渗流排水孔数值模拟、渗流场反演、反演的并行优化算法等几个关键问题开展了研究工作,并成功应用于实际工程中。本文研究主要包括如下几个方面的内容:(1)综述地下工程的工程特性和围岩稳定反分析方法,提出目前地下工程中反分析及动态优化设计中存在的一些实际问题。(2)将粒子群优化算法运用于地下工程参数优化反演中,并对优化反演算法的收敛性和并行性进行了改进,运用改进的并行粒子群优化算法进行反演,极大地提高了优化性能和计算速度,通过算例验证了算法的可行性、可靠性及优越性。(3)提出采用隐式复合单元法对渗流排水孔进行数值模拟,很大程度上减少了计算工作量,经济可行,通过数值算例和工程实例得到了验证。针对渗透参数难以准确确定的问题,通过水位和流量等观测信息对渗透参数及渗流场进行反演分析。(4)运用信息实时反馈和动态优化技术对大型地下洞室群施工开挖、支护进行快速监测反馈分析。通过现场实测数据预处理和跟踪分析,对施工开挖量测信息进行深度挖掘;基于机群并行计算依据实测数据信息进行参数反演和围岩稳定评价;并采用反演正算预测和灰色理论预测方法对后续施工开挖进行预测预报分析。通过集监测、反馈和预测于一体的快速监测反馈分析技术指导后续施工开挖过程,制定及时有效的变更方案和防范措施,以保证地下洞室群施工期和运行期的安全稳定运行。(5)对层状各向异性岩体介质的破坏特性和迭代计算方法进行了研究。采用改进的三维非线性层状各向异性弹塑性损伤有限元法,通过数值分析方法对层状岩体的特殊破坏模式进行了模拟。分析了岩层倾角和岩层走向对围岩稳定的影响,提出层状岩体中地下洞室的合理布置方式。并针对层状岩体的各向异性特性,采用基于MPI的并行粒子群优化算法进行参数反演。(6)地下洞室开挖后形成围岩松动圈,其力学特性与开挖前未扰动岩体相比有很大差异。研究了松动圈的形成机制和测试分析方法并通过实例进行分析。在松动圈双重介质或多重介质反演模型的基础上,提出了基于松动圈的围岩“参数场”位移反分析方法。充分考虑受施工开挖爆破影响后围岩的松动“劣化”效应,模拟施工开挖过程中地下洞室群的动态响应特性,更接近工程实际,为地下工程参数反演提供一种新思路。最后,总结本文研究成果,并对今后尚待深入研究解决的问题进行了展望。本文研究工作从工程实际出发,对地下工程反分析做了比较系统地研究,并对优化算法、主从式并行反演、排水孔数值模拟、层状各向异性岩体介质迭代计算及围岩松动圈数值模拟等诸多方面进行了改进,以解决实际工程问题,为地下洞室的设计和施工提供一定参考。

张四全[5](2007)在《有限元建模在隧道围岩稳定性评价中的应用研究》文中研究表明随着我国西部大开发和高等级公路的快速发展,公路隧道也越来越多。公路隧道施工过程中,洞室周围岩体发生应力重新分布,当这种重新分布应力超过围岩的强度极限时,将会造成围岩的失稳破坏,因此隧道施工过程中洞室围岩稳定性评价与支护结构受力状态研究就显得日益重要。本文结合云阳山隧道工程,以隧道围岩稳定性评价为主线,以保护围岩的自稳和指导施工为目的,采用定性评价和定量评价、整体评价和局部评价相结合的方法,对隧道围岩稳定性展开了系统的研究。首先,对隧道围岩在施工过程中的应力和应变特性以及支护作用机理进行深入研究,确定合适的围岩稳定性判别依据;其次,通过围岩岩体力学参数的研究,提出一种可行的力学参数获取方法—TSP203系统中力学参数的提取法。最后,通过对三维弹塑性有限元的深入分析,介绍弹塑性有限元分析法的具体流程,并运用ANSYS9.0有限元分析软件对云阳山隧道围岩进行实体建模分析,得出隧道施工过程中围岩和支护的位移、应力、应变变化规律,锚杆辐射范围,以此评价围岩的整体稳定性,达到指导施工的目的。

袁木,肖明,刘会波,杨阳[6](2015)在《基于Z-P屈服准则隧道围岩稳定性的单元安全系数法分析》文中研究表明传统围岩稳定性的失稳判别方法只能用于判别围岩是否发生破坏,但无法定量反映围岩破坏的程度。文章引入工程中安全系数的概念,基于Z-P屈服准则以及广义冯·米赛斯屈服准则形式的统一表达式,通过理论分析,推导了在三维弹塑性有限元基础上考虑岩体损伤特性的单元安全系数表达式,建立了隧道围岩稳定评价的量化指标;并结合工程实例建立了隧道开挖模型,进行了数值模拟。计算结果表明:越靠近隧道开挖面,岩体损伤程度越大,安全系数越小,岩体的破坏程度也就越大;同时单元安全系数小于1的范围与计算得到的围岩塑性破坏区范围以及围岩发生损伤的区域大致相同,从而验证了所推导的Z-P屈服准则下单元安全系数计算公式的正确性。

肖明[7](1992)在《地下洞室隐式锚杆柱单元的三维弹塑性有限元分析》文中指出本义根据地下洞室锚杆与围岩固结联合作用机理,提出了一种锚杆与其周围固结岩体组合形成的隐式锚杆柱单元。因为该单元隐埋在岩体有限单元中,因此有限元网络划分不受锚杆布置的影响,便于不同布锚方式的研究计算,大大加快了锚杆有限元计算的速度。对某地下工程实例的分析,证明这种计算模式充分反映了锚杆支护对于围岩稳定的支护效应。

彭芳乐,大内正敏,日下部治[8](2003)在《岩体斜面上刚性桩基础水平承载力的三维分析与评价》文中进行了进一步梳理许多重要工程的基础不得不设置在岩体斜面上,但是至今为止此类工程基础的分析理论以及设计方法并没有完全确立。基于一种考虑岩体的低抗拉强度特点的三维弹塑性有限元数值分析,对岩体斜面上设置的刚性桩基础的水平承载力进行了分析与评价,并与现场试验结果进行了比较分析。结果表明,用相对简单的三维有限元分析,可以较好地反映现场试验中所观测到的变形与破坏现象,是一种有效的评价方法。采用同样的方法,对桩到斜面顶端距离以及斜面倾斜角度的变化所带来的对刚性桩基础水平承载力的影响,作了定量的分析与评价,其结果对斜西岩体上刚性桩基础的水平承载力的理论分析以及实际设计具有一定的参考价值。

董威信[9](2015)在《高心墙堆石坝流固耦合弹塑性地震动力响应分析》文中研究指明考虑流固耦合的弹塑性地震动力响应有限元分析是高土石坝研究领域的难点和热点课题之一。本文从本构模型、数值模拟和工程应用等方面对该课题开展研究工作,综合粗粒土弹塑性本构模型和数值算法等方面的成果,开发了一套高效实用的高心墙堆石坝地震动力响应分析方法和程序,并应用于强震和复杂条件下的典型实际工程。论文的主要工作和成果如下:(1)建立了可以统一描述粗粒土静动力特性的弹塑性本构模型。基于Pastor-Zienkiewicz III广义塑性模型,引入临界状态理论和状态参数对剪胀方程、塑性模量等进行改进,可以统一描述不同状态下土体的静动力特性。采用丰浦砂和糯扎渡主堆石料的排水/不排水、单调/循环三轴试验结果,对建立的本构模型进行了验证,结果表明模型可以很好地反映粗粒土的静动力特性。(2)发展了流固耦合弹塑性动力分析有限元程序,可进行复杂条件下土工结构物的地震动力响应分析。引入了所建立的粗粒土静动力统一弹塑性本构模型,并采用着名的离心机振动台试验VELACS项目的试验数据对开发的程序进行了验证。结果表明,该程序可以较好地模拟试验结果,初步说明该程序可以有效地进行流固耦合地震动力响应分析。(3)开发了有限元快速求解算法,大幅提高了计算效率,可实现土石坝大规模三维弹塑性有限元分析。引入三维过渡等参单元提高了计算精度,改善了程序的计算稳定性。结合土石坝有限元计算特点,研究了多种快速求解算法,大幅降低存储需求和计算时间,使得程序可以有效地应用于大规模三维动力分析。(4)分析了典型高心墙堆石坝强震复杂条件下的动力响应,验证了所建立的本构模型和开发的有限元程序的实用性和有效性。对于实际复杂工程的大规模计算分析,内存需求和计算时间大幅降低,可在微机上用于自由度达30余万的流固耦合弹塑性地震动力响应分析。通过和等价黏弹性模型-等效线性化方法的计算结果进行对比,说明本文开发的程序和算法可以更合理地反映心墙堆石坝的地震动力响应特性。

黄景琦[10](2015)在《岩体隧道非线性地震响应分析》文中提出日本阪神、台湾集集和汶川等地震的震害调查表明,隧道结构的破坏主要是由地震动引起的岩体变形和断层错动所致。因此,开展岩体隧道地震响应特性的研究具有十分重要的理论和实际意义。岩体隧道的地震响应本质上是一种近场非线性波动问题,既受近场地震动的控制,又受复杂地形地貌和工程场地地质的影响,表现出显着的地形、断层、空间非一致和材料非线性等效应。本文基于近场波动有限元方法,对岩体隧道的地震响应开展相关研究。主要内容简要概括为如下两个方面:1.在近场波动有限元方法的理论框架内,开展了岩石材料本构关系及地震动输入方法两方面的理论研究。(1)针对岩石材料非线性力学行为,基于应变等效假设及有效应力概念的连续介质损伤力学理论,结合非线性统一强度理论模型,建立了一种考虑围压效应的三维弹塑性损伤本构模型。构建的本构模型与岩石三轴试验数据吻合良好,可很好地模拟岩石材料的围压效应及刚度退化行为。(2)针对地震动输入,结合黏弹性人工边界,建立了二维、三维半空间均质场地及三维半空间含断层场地条件下的平面波倾斜输入方法,并提出了地震动垂直输入的一种简化输入方法。对比了地震动波动输入和振动输入的区别,建立了一种考虑侧边界自由场影响的振动输入方法。2.基于近场波动有限元方法,研究了岩体隧道洞口段、长大隧道洞身段、节理偏压隧道及跨断层隧道的地震响应特性和反应规律。(1)结合建立的岩石三维弹塑性损伤本构模型,开展了隧道洞口段非线性地震响应分析,揭示了输入地震动的振动方向对隧道洞口地震响应的影响规律。(2)基于建立的三维半空间均质场地的地震动倾斜输入方法,研究了地震动SH波、P波及SV波以不同角度入射时长大型隧道的地震响应特性,探明了隧道轴线变形及横截面变形与地震动入射角度之间的关系。(3)基于岩石节理模型,研究了节理偏压隧道的地震响应特性,揭示了节理偏压隧道的地震破坏模式,探讨了地震动入射角度和节理倾斜角度对隧道地震响应的影响规律。(4)基于建立的三维半空间含断层场地的地震动输入方法,模拟了跨断层隧道的地震响应特性,初步探讨了入射角度、断层宽度和断层性质等参数对跨断层隧道地震响应特性的影响。

二、岩体三维弹塑性有限元分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、岩体三维弹塑性有限元分析(论文提纲范文)

(2)碎石土滑坡变形解体破坏机理及稳定性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状及存在问题
        1.2.1 降雨与滑坡的关系的研究现状及存在问题
        1.2.1.1 降雨量、降雨强度、降雨历时以及雨型等与滑坡关系
        1.2.1.2 降雨入渗及地下水位变化等对滑坡稳定性的影响
        1.2.1.3 降雨诱发滑坡机制的非线性科学研究
        1.2.1.4 降雨与碎石土滑坡关系研究存在的问题
        1.2.2 滑坡稳定性计算分析方法的研究及存在问题
        1.2.2.1 极限平衡法
        1.2.2.2 有限元法
        1.2.2.3 有限差分法
        1.2.2.4 土质滑坡稳定性计算分析方法研究存在的问题
        1.2.3 数值模拟模型的发展和数值模拟技术的改进
        1.2.3.1 数学模型的发展
        1.2.3.2 数值模拟技术的改进
        1.2.4 非线性科学方法的引入
        1.2.5 蠕变对滑坡稳定性的影响
    1.3 研究目标与主要研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 主要研究内容
第二章 碎石土滑坡的发育规律
    2.1 上三高速公路5~#滑坡
        2.1.1 滑坡区工程地质条件
        2.1.2 滑坡组成
    2.2 杭金衢高速公路K111滑坡
        2.2.1 滑坡区工程地质条件
        2.2.2 滑坡区的水文地质条件
        2.2.3 滑坡组成
        2.2.4 滑坡形成机制
    2.3 龙丽一级公路龙游官家滑坡
        2.3.1 滑坡区工程地质条件
        2.3.2 滑坡区的水文地质条件
        2.3.3 滑坡组成
        2.3.4 滑坡成因分析
    2.4 乐清乐成城西路滑坡
        2.4.1 滑坡区工程地质条件
        2.4.2 滑坡区水文地质条件
        2.4.3 滑坡组成
        2.4.4 滑坡的成因分析
    2.5 330国道瓯青公路小旦滑坡
        2.5.1 滑坡工程地质条件
        2.5.2 滑坡区水文地质条件
        2.5.3 滑坡组成
        2.5.4 滑坡的成因分析
    2.6 东阳八达-柘州岭公路滑坡
        2.6.1 滑坡水文工程地质条件
        2.6.2 滑坡组成
        2.6.3 滑坡成因分析
    2.7 碎石土滑坡的发育规律
第三章 滑坡位移与降雨量的相关性研究
    3.1 联东滑坡坡体位移与降雨量的相关关系
    3.2 石庙滑坡坡体位移与降雨量的相关关系
    3.3 考塘滑坡坡体位移与降雨量的相关关系
    3.4 碎石土滑坡坡体位移与降雨量相关性分析
第四章 滑坡稳定性弹塑性接触有限元算法研究
    4.1 泰顺泗溪公路滑坡的工程地质条件
    4.2 极限平衡法稳定性系数计算
    4.3 弹塑性接触有限元强度折减法稳定性系数计算
        4.3.1 不同计算方法的误差统计
        4.3.2 有限元强度折减法稳定性系数计算的原理
        4.3.2.1 滑动体和滑动带的强度参数确定
        4.3.2.2 滑动体重度的确定
        4.3.2.3 精确划分网格
        4.3.2.4 收敛准则的确定
        4.3.2.5 有限元软件的选择
        4.3.2.6 泗溪公路滑坡的稳定性系数计算
    4.4 弹塑性接触算法泗溪公路滑坡的稳定性分析
        4.4.1 不同折减系数下对应的滑坡体塑性应变的变化
        4.4.2 不同折减系数下对应的滑坡体沿滑面滑动状态的变化
        4.4.3 不同折减系数对应的滑体位移及滑体沿滑面位移的变化
        4.4.4 不同折减系数对应的滑动面接触摩擦应力的变化
    4.5 本章小结
第五章 弹塑性有限元与极限平衡法滑坡耦合分析
    5.1 滑坡潜在滑动面的大变形弹塑性分析确定
        5.1.1 大变形弹塑性有限元算法模型的选择
        5.1.2 滑动面的弹塑性极限塑性应变分析确定
    5.2 滑动面不同抗剪强度取值段的确定
    5.3 不平衡推力法的改进及稳定性系数计算
        5.3.1 考虑滑面不同强度发挥程度的不平衡推力法
        5.3.2 不平衡推力法改进前后滑坡稳定性系数计算比较
    5.4 本章小结
第六章 三维弹塑性有限元接触算法滑坡稳定性分析
    6.1 三维弹塑性接触有限元算法模型的选择
    6.2 官家滑坡三维弹塑性接触有限元稳定性分析
        6.2.1 不同状态下滑体位移的变化
        6.2.2 不同状态下滑体沿滑面位移的变化
        6.2.3 不同状态下滑体沿滑面滑动状态的变化
        6.2.4 不同状态下滑体塑性应变的变化
        6.2.5 不同状态下滑面接触摩擦应力的变化
    6.3 二维、三维弹塑性有限元接触算法及不平衡推力法的比较
    6.4 本章小结
第七章 碎石土滑坡的因素敏感性计算分析
    7.1 碎石土滑坡体的岩土体重度的敏感性分析
    7.2 碎石土滑坡岩土体内摩擦角的敏感性分析
    7.3 碎石土滑坡岩土体内聚力的敏感性分析
    7.4 碎石土滑坡坡度的敏感性分析
    7.5 碎石土滑坡坡体饱水面积比的敏感性分析
    7.6 碎石土滑坡岩土体弹性模量的敏感性分析
    7.7 碎石土滑坡岩土体泊松比的敏感性分析
    7.8 本章小结
第八章 降雨作用下碎石土滑坡变形解体破坏机理分析
    8.1 碎石土的物理力学特性和渗透特性
        8.1.1 碎石土的一般物理力学特性
        8.1.2 碎石土的渗透特性分析
    8.2 降雨作用下浅层碎石土滑坡变形解体破坏机理分析
        8.2.1 滑坡稳定性系数与坡体饱水面积比的相关关系
        8.2.2 有限元强度折减极限平衡法稳定性系数计算
        8.2.3 弹塑性接触有限元算法模型的选择
        8.2.4 利用极限平衡数理统计式计算稳定性系数和滑体饱水面积比
        8.2.5 等效滑面摩擦系数变化对滑坡变形解体破坏的影响
        8.2.5.1 不同等效滑面摩擦系数对应的滑体位移及滑体沿滑面位移的变化
        8.2.5.2 不同等效滑面摩擦系数对应的滑体沿滑面滑动状态的变化
        8.2.5.3 不同等效滑面摩擦系数对应的滑体塑性应变的变化
        8.2.5.4 不同等效滑面摩擦系数对应的滑动面接触法向应力的变化
        8.2.5.5 不同等效滑面摩擦系数对应的滑动面接触摩擦应力的变化
        8.2.6 降雨作用下浅层碎石土滑坡解体变形破坏的机理
    8.3 降雨作用下中深层碎石土滑坡变形解体破坏机理分析
        8.3.1 滑坡稳定性系数与坡体饱水面积比的相关关系
        8.3.2 降雨作用下中深层碎石土滑坡变形解体破坏的过程
        8.3.2.1 降雨作用下滑体位移及滑体沿滑面位移的变化
        8.3.2.2 降雨作用下滑体沿滑面滑动状态的变化
        8.3.2.3 降雨作用下滑面接触摩擦应力的变化
        8.3.2.4 降雨作用下滑体塑性应变的变化
        8.3.3 降雨作用下中深层碎石土滑坡解体变形破坏的机理
    8.5 本章小结
第九章 碎石土古滑坡复活破坏机理及稳定性研究
    9.1 大变形弹塑性有限元接触算法的计算原理
    9.2 三维大变形弹塑性接触有限元算法模型的选择
    9.3 利用三维计算结果计算二维剖面稳定性系数方法的提出
    9.4 三维大变形弹塑性有限元接触算法滑坡稳定性分析
        9.4.1 不同状态下滑体塑性应变的变化
        9.4.2 不同状态下滑面接触摩擦应力的变化
        9.4.3 不同状态下滑体沿滑面滑动状态的变化
    9.5 降雨作用下大变形弹塑性有限元接触算法的构建
    9.6 降雨作用下碎石土古滑坡变形破坏过程分析
        9.6.1 不同饱水状态下“似滑面”塑性应变的变化
        9.6.2 不同饱水状态下滑体沿滑面位移的变化
        9.6.3 不同饱水状态对应的滑动面接触摩擦应力的变化
        9.6.4 不同饱水状态下滑体位移的变化
    9.7 碎石土古滑坡复活破坏的机理
    9.8 本章小结
第十章 强降雨作用下浅层滑坡的尖点突变模型研究
    10.1 浅层滑坡坡体位移与降雨量的相关关系
    10.2 浅层滑坡稳定性系数与坡体饱水面积比的相关关系
    10.3 浅层滑坡的尖点突变模型
        10.3.1 力学模型
        10.3.2 尖点突变模型
        10.3.3 强降雨作用下浅层滑坡突发失稳的原因分析
    10.4 本章小结
第十一章 结论与展望
    11.1 结论
    11.2 进一步研究的建议
参考文献
致谢
作者简介

(3)大型地下洞室全长黏结式岩石锚杆锚固机制研究及锚固效应分析(论文提纲范文)

1 引言
2 隐式锚杆单元模拟
3 中性点理论
4荷载传递基本微分方程
    4.1基本假定
    4.2 微分方程推导
5 锚杆轴力及剪应力计算
    5.1 锚杆附近围岩变形位移um(s) 的选取
    5.2 微分方程求解
        (1)对于式(19),其通解为
        (2)对于式(20),其通为
    5.3 轴力及剪力表达式
6 锚固等效附加应力模型
7 工程实例
8 结论

(4)地下工程并行优化反演分析方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
        1.1.1 地下工程的发展现状
        1.1.2 地下工程的工程特性
        1.1.3 问题的提出
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 岩土工程反分析
        1.2.2 并行计算
    1.3 本文主要研究工作及技术路线
第2章 并行粒子群优化算法
    2.1 粒子群优化算法
        2.1.1 基本粒子群算法介绍
        2.1.2 基本粒子群算法的社会行为分析
        2.1.3 粒子群算法对优化问题的约束方法
        2.1.4 粒子群算法的几种典型改进模型
        2.1.5 粒子群算法的收敛性分析
    2.2 并行计算
        2.2.1 并行处理系统及编程模型
        2.2.2 并行编程环境
        2.2.3 多核处理器机群并行
        2.2.4 并行性能
    2.3 并行粒子群优化算法的改进模型
        2.3.1 PSO算法收敛速度改进
        2.3.2 PSO算法的并行改进模型
    2.4 地下工程反分析的并行改进策略及程序设计
    2.5 岩土工程反分析问题解的适定性讨论
        2.5.1 反问题解的广义适定性
        2.5.2 岩土工程反问题解的适定性
    2.6 小结
第3章 三维渗流场并行反演分析
    3.1 概述
    3.2 渗流基本理论
        3.2.1 渗流基本定律
        3.2.2 渗流基本方程
        3.2.3 渗流微分方程定解条件
        3.2.4 渗流计算方法
    3.3 排水孔数值模拟的隐式复合单元法
        3.3.1 基本原理
        3.3.2 基本方法和步骤
        3.3.3 算例
    3.4 渗流场并行优化反演分析
        3.4.1 基本原理
        3.4.2 反演步骤
        3.4.3 算例
    3.5 工程应用
        3.5.1 渗流排水孔数值模拟实例
        3.5.2 三维渗流场反演实例
    3.6 小结
第4章 地下洞室群施工开挖、支护快速监测反馈分析及动态优化
    4.1 概述
    4.2 监测分析
        4.2.1 地下工程监测
        4.2.2 监测数据预处理
        4.2.3 监测数据分析
    4.3 优化反演分析
        4.3.1 基本原理
        4.3.2 三维弹塑性损伤有限元计算方法
        4.3.3 三维弹塑性位移反分析
        4.3.4 反演分析思路和步骤
        4.3.5 反演结果评价
        4.3.6 岩体参数并行优化反演算例
    4.4 预测分析
        4.4.1 反演正算预测模型
        4.4.2 灰色系统预测模型
    4.5 信息实时反馈及动态优化设计
        4.5.1 信息实时反馈
        4.5.2 动态优化设计
    4.6 工程应用
        4.6.1 工程概况
        4.6.2 监测反馈分析
        4.6.3 预测预报分析
        4.6.4 后验差检验
        4.6.5 结论及建议
    4.7 小结
第5章 层状各向异性岩体介质参数反演分析
    5.1 概述
    5.2 层状岩体的三维非线性弹塑性损伤有限元迭代计算方法
        5.2.1 计算方法和步骤
        5.2.2 塑性迭代
    5.3 层状岩体破坏机理及判别方法
        5.3.1 拉裂破坏
        5.3.2 顺层滑移
        5.3.3 穿岩破坏
        5.3.4 弯折倾倒变形
    5.4 岩层走向和倾角对地下洞室围岩稳定的影响
        5.4.1 岩层走向对洞室稳定的影响
        5.4.2 岩层倾角对洞室稳定的影响
    5.5 层状各向异性岩体介质参数反演
    5.6 工程应用
        5.6.1 计算模型及反演参数
        5.6.2 反演分析成果及分析
        5.6.3 拟合误差检验
        5.6.4 结论
    5.7 小结
第6章 基于围岩松动圈的地下洞室群参数场增量位移反分析
    6.1 概述
    6.2 围岩松动圈
        6.2.1 松动圈的形成机理
        6.2.2 松动圈的测试方法
        6.2.3 实例分析
    6.3 松动圈的双重介质和多重介质反演模型
    6.4 基于围岩松动、损伤的三维参数场
        6.4.1 参数场的概念
        6.4.2 参数场的分析方法
        6.4.3 参数场的合理性
    6.5 参数场反演思路和步骤
    6.6 工程应用
    6.7 小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
攻博期间发表的论文及科研成果目录
致谢

(5)有限元建模在隧道围岩稳定性评价中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 围岩稳定性分析方法研究现状
    1.3 隧道围岩支护问题研究现状
    1.4 本文所做的主要工作
第二章 隧道围岩力学理论及其稳定性判据研究
    2.1 隧道围岩的应力分布
    2.2 喷锚支护的作用机理
        2.2.1 喷层的力学作用
        2.2.2 锚杆的力学作用形式
    2.3 围岩稳定性评价的基本判据研究
        2.3.1 围岩强度判据
        2.3.2 围岩极限应变判据
        2.3.3 围岩向洞内收敛位移和“收敛比”判据
    2.4 本章小结
第三章 隧道围岩岩体力学参数的动态提取
    3.1 岩体力学参数研究
        3.1.1 研究方法评述
        3.1.2 用 Bienaski的岩体分类指数 RMR估算岩体参数
        3.1.3 用《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)估算岩体力学参数
    3.2 隧道围岩岩体力学参数的动态提取
        3.2.1 TSP203系统简介
        3.2.2 TSP203系统的资料处理结果
        3.2.3 TSP203系统所得岩体力学参数的整理
    3.3 本章小结
第四章 三维弹塑性有限元分析
    4.1 弹塑非线性有限元计算理论
        4.1.1 岩土材料屈服准则
        4.1.2 岩土材料弹塑性本构关系
    4.2 非线性弹塑性有限元增量迭代法
        4.2.1 非线性有限元问题分类
        4.2.2 材料非线性变形特征
        4.2.3 非线性弹性迭代计算方法
        4.2.4 弹塑性有限元增量迭代
    4.3 弹塑性有限元法分析过程
        4.3.1 有限元分析具体步骤
        4.3.2 弹塑性有限元计算程序流程图
    4.4 本章小结
第五章 基于ANSYS的隧道围岩稳定性有限元模拟
    5.1 ANSYS 9.0软件介绍
        5.1.1 ANSYS软件发展与特点
        5.1.2 ANSYS软件平台的应用简介
    5.2 实例工程中围岩稳定性评价的有限元模拟
        5.2.1 工程概况
        5.2.2 隧道实体模型的建立
        5.2.3 隧道有限元网格划分
        5.2.4 加载与求解
        5.2.5 后处理
        5.2.6 加固范围讨论
    5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
附录 隧道有限元建模及网格划分ANSYS命令流
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果及生产实践情况

(6)基于Z-P屈服准则隧道围岩稳定性的单元安全系数法分析(论文提纲范文)

1引言
2基于三维弹塑性损伤有限元的单元安全系数计算
    2.1双曲线型Z-P屈服准则
    2.2岩体损伤特性的描述
    2.3单元安全系数的定义
3工程实例
    3.1计算模型
    3.2岩体参数取值
    3.3结果分析
4结论

(7)地下洞室隐式锚杆柱单元的三维弹塑性有限元分析(论文提纲范文)

一、前言
二、锚杆支护的力学模式
三、隐式锚杆柱单元的转换
四、锚杆支护的弹塑性分析方法
五、工程实例分析
    (一)有效限制围岩的变形
    (二)有效地改善洞周应力状态
    (三)有效地限制围岩塑性区发展
六、结语

(9)高心墙堆石坝流固耦合弹塑性地震动力响应分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 前言
    1.1 选题背景及课题提出
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 课题提出
    1.2 研究目标及内容
第2章 土石坝有限元动力分析研究进展综述
    2.1 土的本构模型
        2.1.1 静力本构模型
        2.1.2 动力本构模型
    2.2 土石坝动力分析方法
        2.2.1 等价黏弹性模型 -等效线性分析方法
        2.2.2 (黏)弹塑性模型 -非线性分析方法
    2.3 有限元快速求解方法
        2.3.1 直接分解法
        2.3.2 稀疏直接分解法
        2.3.3 预处理迭代解法
    2.4 本章小结
第3章 粗粒土静动力统一本构模型的建立与验证
    3.1 广义塑性理论
    3.2 Pastor-Zienkiewicz III模型
        3.2.1 弹性部分
        3.2.2 塑性部分
        3.2.3 模型的适用性
    3.3 临界状态与状态参数
        3.3.1 临界状态
        3.3.2 状态参数
    3.4 粗粒土静动力统一本构模型的建立
        3.4.1 非线性弹性关系
        3.4.2 剪胀方程
        3.4.3 塑性模量
        3.4.4 模型的对称化
        3.4.5 黏土弹塑性本构模型
        3.4.6 模型参数确定方法
    3.5 本构模型的验证
        3.5.1 丰浦砂试验模拟
        3.5.2 糯扎渡主堆石料试验模拟
        3.5.3 糯扎渡心墙掺砾料试验模拟
    3.6 本章小结
第4章 本构模型的数值实现与验证
    4.1 动力固结有限元格式
        4.1.1 Biot动力固结方程
        4.1.2 动力固结方程有限元格式
    4.2 岩土工程常用单元库和积分方案的建立
        4.2.1 岩土工程中常用的单元类型
        4.2.2 过渡单元的插值函数和积分格式
        4.2.3 验证分析
    4.3 VELACS离心机振动台试验模拟
        4.3.1 水平地基模型计算结果分析
        4.3.2 心墙土石坝模型计算结果分析
    4.4 本章小结
第5章 土石坝有限元快速求解方法研究
    5.1 土石坝有限元计算系数矩阵研究
        5.1.1 矩阵病态性研究方法
        5.1.2 土石坝有限元计算系数矩阵特性
    5.2 有限元方程组快速求解方法
        5.2.1 稀疏直接分解法
        5.2.2 预处理迭代解法
    5.3 预处理方法
        5.3.1 对角预处理
        5.3.2 基于经典迭代法的预处理
        5.3.3 土石坝有限元计算系数矩阵预处理研究
    5.4 预处理迭代解法收敛性研究
        5.4.1 对称迭代解法收敛性研究
        5.4.2 非对称迭代解法收敛性研究
    5.5 快速求解算法计算效率研究
        5.5.1 算例和求解方法
        5.5.2 计算效率分析
    5.6 本章小结
第6章 高心墙堆石坝三维弹塑性地震动力响应分析
    6.1 计算方法和工程算例
        6.1.1 等价黏弹性模型 -等效线性化分析方法
        6.1.2 弹塑性模型 -非线性分析方法
        6.1.3 工程算例介绍
    6.2 计算模型和参数
    6.3 糯扎渡高心墙堆石坝地震动力响应数值模拟
        6.3.1 等价黏弹性模型 -等效线性化分析结果
        6.3.2 弹塑性模型 -非线性分析结果
    6.4 某深厚覆盖层心墙堆石坝地震响应数值模拟
        6.4.1 等价黏弹性模型 -等效线性化分析结果
        6.4.2 弹塑性模型 -非线性分析结果
    6.5 计算方法实用性分析
    6.6 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 研究成果
    7.2 进一步研究建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(10)岩体隧道非线性地震响应分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 隧道震害形式和震害影响因素
        1.1.1 隧道震害形式
        1.1.2 隧道震害影响因素
    1.2 岩体隧道震害机理
        1.2.1 围岩失稳破坏
        1.2.2 地震动破坏
    1.3 岩体隧道抗震研究方法
        1.3.1 原型观测
        1.3.2 实验研究
        1.3.3 理论研究
    1.4 岩石材料本构模型的研究现状
    1.5 地震动输入方向影响的研究现状
    1.6 主要研究内容及技术路线
第2章 岩石材料三维弹塑性损伤本构模型
    2.1 弹塑性基本理论
    2.2 连续介质损伤力学基础
    2.3 岩石各向同性弹塑性损伤模型
        2.3.1 有效应力空间的弹塑性描述
        2.3.2 名义应力空间的损伤演化方程
    2.4 模型参数确定方法
    2.5 本构积分方法
    2.6 本构模型的验证
    2.7 本构模型的二次开发
        2.7.1 UMAT二次开发在ABAQUS中的实现
        2.7.2 用户材料子程序的验证
    2.8 本章小结
第3章 地震动输入方法
    3.1 无限域数值模拟技术(人工边界)
        3.1.1 黏弹性人工边界
        3.1.2 黏弹性人工边界在ABAQUS软件中的实现
        3.1.3 黏弹性人工边界有效性验证
    3.2 地震动波动输入方法
        3.2.1 基于黏弹性边界的地震动输入方法
        3.2.2 地震动输入在ABAQUS软件中的实现
    3.3 二维半空间场地的平面波倾斜输入方法
        3.3.1 SV波二维输入
        3.3.2 P波二维输入
        3.3.3 二维输入验证
    3.4 三维半空间场地的平面波倾斜输入方法
        3.4.1 SH波三维输入及验证
        3.4.2 P波三维输入及验证
        3.4.3 SV波三维输入及验证
    3.5 三维半空间含断层场地的平面波输入方法
        3.5.1 含无限深度垂直断层场地的SH波输入
        3.5.2 含有限深度断层场地的P波输入
    3.6 平面波垂直入射的简化输入方法
        3.6.1 地震动输入的简化思路
        3.6.2 垂直入射地震波的均布力求解
        3.6.3 分层高度与分层方法讨论
        3.6.4 工程算例
    3.7 波动和振动输入方法的对比
        3.7.1 振动输入方法
        3.7.2 波动输入与振动输入区别的理论探讨
        3.7.3 数值算例
    3.8 静-动力耦合边界条件处理方法
    3.9 本章小结
第4章 隧道洞口段非线性地震响应分析
    4.1 洞口有限元模型的建立
    4.2 结果分析
        4.2.1 横向振动输入结果分析
        4.2.2 轴向振动输入结果分析
        4.2.3 竖向振动输入结果分析
    4.3 本章小结
第5章 隧道洞身段地震响应规律研究
    5.1 有限元模型
    5.2 SH波倾斜输入下的计算结果
        5.2.1 SH波入射情况及结果分析
        5.2.2 轴线拉伸变形
        5.2.3 轴线剪切变形
        5.2.4 横截面出平面变形
        5.2.5 横截面平面内变形
    5.3 P波倾斜输入下的计算结果
        5.3.1 P波入射情况及结果分析
        5.3.2 轴线拉伸变形
        5.3.3 轴线剪切变形
        5.3.4 横截面出平面变形
        5.3.5 横截面平面内变形
    5.4 SV波倾斜输入下的计算结果
        5.4.1 SV波入射情况及结果分析
        5.4.2 轴线拉伸变形
        5.4.3 轴线剪切变形
        5.4.4 横截面出平面变形
        5.4.5 横截面平面内变形
    5.5 本章小结
第6章 节理偏压隧道的地震响应分析
    6.1 节理岩体的力学性质
        6.1.1 节理岩体的本构模型
        6.1.2 单组节理岩体轴压实验
    6.2 节理边坡稳定性分析
        6.2.1 计算模型
        6.2.2 SV波入射计算结果
        6.2.3 P波入射计算结果
    6.3 节理偏压隧道地震响应分析
        6.3.1 工程背景
        6.3.2 数值模型
        6.3.3 计算结果
        6.3.4 入射角度的影响
        6.3.5 节理倾角的影响
    6.4 本章小结
第7章 跨断层隧道地震响应的初步研究
    7.1 SH波水平入射下跨垂直断层隧道地震响应分析
        7.1.1 计算模型
        7.1.2 断层性质影响
        7.1.3 断层宽度影响
    7.2 P波入射下跨有限深度断层隧道的地震响应分析
        7.2.1 计算模型
        7.2.2 断层性质的影响
        7.2.3 断层深度的影响
        7.2.4 地震动入射角度的影响
    7.3 本章小结
第8章 结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢

四、岩体三维弹塑性有限元分析(论文参考文献)

  • [1]大型地下洞室围岩稳定三维弹塑性有限元分析[J]. 俞裕泰,肖明. 岩石力学与工程学报, 1987(01)
  • [2]碎石土滑坡变形解体破坏机理及稳定性研究[D]. 许建聪. 浙江大学, 2005(06)
  • [3]大型地下洞室全长黏结式岩石锚杆锚固机制研究及锚固效应分析[J]. 周浩,肖明,陈俊涛. 岩土力学, 2016(05)
  • [4]地下工程并行优化反演分析方法研究[D]. 倪绍虎. 武汉大学, 2010(09)
  • [5]有限元建模在隧道围岩稳定性评价中的应用研究[D]. 张四全. 中南大学, 2007(06)
  • [6]基于Z-P屈服准则隧道围岩稳定性的单元安全系数法分析[J]. 袁木,肖明,刘会波,杨阳. 现代隧道技术, 2015(05)
  • [7]地下洞室隐式锚杆柱单元的三维弹塑性有限元分析[J]. 肖明. 岩土工程学报, 1992(05)
  • [8]岩体斜面上刚性桩基础水平承载力的三维分析与评价[J]. 彭芳乐,大内正敏,日下部治. 岩石力学与工程学报, 2003(06)
  • [9]高心墙堆石坝流固耦合弹塑性地震动力响应分析[D]. 董威信. 清华大学, 2015(07)
  • [10]岩体隧道非线性地震响应分析[D]. 黄景琦. 北京工业大学, 2015(03)

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岩体三维弹塑性有限元分析
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