摘要：三轴试验离散元模拟是探究砂土等岩土材料变形破坏机制的一种重要手段,合理地模拟侧向边界是三轴试验离散元模拟的一个重要环节。基于有限差分法(finite difference method,简称FDM)-离散元法(discrete element method,简称DEM)FDM-DEM耦合开展了柔性侧向边界条件下砂土三轴固结排水和不排水试验的数值模拟,并与相应的刚性侧向边界三轴数值试验进行了对比分析。结果表明:相比刚性侧向边界,基于FDM-DEM耦合的柔性侧向边界三轴试验能更好地再现室内砂土三轴试样的宏观力学响应和微观颗粒运动学特征;对于所模拟的砂土三轴固结排水试验,柔性侧向边界试样峰值强度后的应变软化和剪胀性明显弱于刚性侧向边界试样;对于所模拟的砂土三轴固结不排水试验,当轴向应变较大时,柔性侧向边界试样的偏应力小于刚性侧向边界试样,且产生绝对值较小的负孔压;三轴固结不排水试验中,当轴向应变较大时,柔性侧向边界对试样的约束和支撑作用弱于刚性侧向边界,其力链的稳定性较低,力链屈曲数较多,剪切带形成较早,故其各向异性和偏应力均较低。

摘要：落石碰撞损伤破碎和碎片速度对落石运动轨迹准确预测至关重要。为揭示碰撞损伤破碎和碎片速度,采用结晶法及三维离散元建模,针对球板碰撞室内试验,开展球砾碰撞损伤破碎三维离散元模拟。模拟结果表明,球砾损伤破碎模式与室内试验完全吻合;较高碰撞速度使球砾内部产生径向宏观裂纹和二级宏观裂纹,将球砾破碎成较小块体;二级环向裂纹源于橘子状碎片进一步压缩。径向宏观裂纹的产生导致裂纹数显著增加;基于裂纹数的损伤率随碰撞速度的增加呈3个不同阶段,接触力同样受损伤破碎显著影响;球砾碰撞破碎会产生高速碎片,碎片速度可高达碰撞速度的3.2倍,以等效粒径小于0.11的小碎片为主;碰后碎片速度方向随碰撞速度发生显著变化,变化与球砾碰撞破碎模式相对应。

摘要：落石与边坡的碰撞过程是准确模拟落石运动轨迹的关键。为了揭示碰撞中法向恢复系数复杂的尺寸效应和速度效应以及可能出现的损伤破碎现象,基于自行设计的试验装置开展大理岩球砾与板法向碰撞的室内试验。研究发现大理岩球砾存在3种损伤破碎模式:无宏观裂纹模式、有宏观裂纹模式和劈裂破坏模式,并且速度较高时,宏观裂纹的出现作为一种新的能耗机制使法向恢复系数显著降低;试验测得的法向恢复系数随速度的增加而减小,随尺寸的减小而降低,并且其速度效应同时受尺寸的影响;接触应力割线变化率与法向恢复系数具有良好的相关性,能够同时描述法向恢复系数的速度效应和尺寸效应;另外,通过黏弹性接触模型,法向恢复系数随直径减小而降低的尺寸效应得到证实。

摘要：落石法向恢复系数是运动轨迹分析的关键参数。为研究碰撞速率和材料参数对落石法向恢复系数的影响,基于球板碰撞模型,在考虑材料弹塑性基础上建立岩石球砾法向恢复系数理论模型,并利用ABAQUS模拟球板碰撞过程,监测岩石球砾碰撞前后速率的变化。研究结果表明:数值模拟结果与理论计算结果吻合较好,最大差值在5%以内。随着碰撞速率的增大,岩石球砾法向恢复系数逐渐降低,且下降速率逐渐减小;球砾法向恢复系数随着弹性模量的增加而减小,随着弹性极限的增加而增大,且均呈线性关系;泊松比对球砾法向恢复系数影响较小。

摘要：随着我国地铁的长期运营,隧道的变形问题逐渐凸显。内钢圈加固技术可有效控制运营地铁隧道变形持续发展,并具有环境影响小、可夜间施工等优势。为提高内钢圈加固技术水平,系统阐述了内钢圈的加工与施工安装流程,分析了整环内钢圈加固和半环内钢圈加固的结构形式、破坏模式、加固效果等。分析结果表明,整环内钢圈加固与半环内钢圈加固运营地铁隧道的破坏模式基本相同,表现为管片与钢板间的黏结滑移破坏,两种加固方式均可有效提高隧道结构的极限承载力,两者的主要区别表现为结构上的差异。研究结果可为内钢圈的设计及施工提供有益借鉴。

摘要：分析边坡孤石的稳定性影响因素对灾害的预警预测至关重要。为揭示边坡孤石的失稳致灾成因,针对某大型花岗岩边坡孤石滚落诱发的地质灾害,开展工程地质调查。调查结果表明:导致孤石失稳致灾的诱因可分为内因和外因两方面,其中内因包括地形地貌、工程地质岩组组合、水文地质条件,其中地形地貌与水文地质条件主要影响地表水的冲刷与地下水的径流,工程地质岩组组合主要控制岩体产状;外因包括强降雨与外力作用。地质调查结果可对孤石的稳定性分析与灾害预警提供理论依据。

摘要：落石运动轨迹分析是灾害防治的核心工作之一。为研究落石的体积、启动位置对运动轨迹的影响,依托某大型花岗岩边坡落石综合治理工程,采用ANSYS/LS-DYNA模拟不同区域内边长为0.5 m、1.0 m和2.0 m三种尺寸落石的运动轨迹。研究结果表明:高程170 m处边长为0.5 m与1.0 m的块石滚落与坡脚挡土墙碰撞后停止运动,而边长2.0 m块石则飞跃挡土墙撞击坡脚建筑;高程200 m处边长为0.5 m与1.0 m的块石启动运动一段距离后停留在坡表,而边长2.0 m块石飞跃挡土墙,影响建筑物安全;高程230 m处边长为0.5 m、1.0 m和2.0 m的块石启动运动一段距离后均停止在排水沟附近。可见块石体积与启动位置显著影响落石的运动轨迹,大体积块石的运动能力相对较强,更易飞跃防护措施从而影响建筑物安全。