摘要：运用有限元塑性极限分析方法研究节理岩质边坡的稳定性。含成组节理岩体的力学行为受控于节理面的方位和强度参数,从宏观上将节理岩体视为均质各向异性体,在有限元塑性极限分析中引入节理岩体各向异性的屈服条件,建立了节理岩质边坡有限元塑性极限分析的上、下限法数学模型。

摘要：为探明深埋隧洞开挖过程中孔压演化规律、确定三维渗流计算模型的纵向范围取值,以监测断面为中心建立深埋长隧洞整体三维有限元模型。首先,采用隧洞一次性挖穿计算方案,研究施工开挖期孔压消散的时间历程;然后,基于隧洞掌子面推进历程,分析隧洞开挖地下水位线的降低特征与掌子面推进过程中孔压的演化规律;最后,以构建监测断面上完整的孔压演变曲线为目标,研究开挖推进过程中掌子面的前后扰动范围,并最终给出三维渗流计算模型纵向范围取值以及监测断面设置的建议。研究结果表明:1)分步开挖法比一次挖穿法更能反映出掌子面推进过程中渗透孔压的时空演化规律。2)当掌子面推进距离为22.5D(D为洞径)时,掌子面向前扰动范围基本稳定在80D;当掌子面越过监测断面推进到155D时,掌子面向后扰动范围基本稳定在72D。可以看出,构建数值分析模型时需要较大的纵向模型范围,需要将监测断面选择在掌子面的前后影响范围之外,即要求模型纵向范围不小于174.5D。

摘要：近年来我国兴建的穿越城区引水隧洞工程中采用了一种新型组合衬砌结构,由外层管片、内层不透水钢管和两者之间的回填混凝土、排水板组成。运行期内水压力经回填混凝土向外传递,外层管片朝外变形,管片间接缝会张开,进而引发外水内渗问题。结合深圳市罗田水库-铁岗水库输水隧洞工程,建立某典型洞段渗流分析的三维有限元计算模型,分析了多种外部条件下衬砌的外水内渗流量和外水压力。分析表明:完建期管片渗透系数每减小一个量级,隧洞渗流量降低约90%,回填混凝土使隧洞渗流量降低30%~40%,注浆圈对隧洞渗流量影响较小。运行期接缝为主要渗漏通道,占总渗流量的90%以上,此时注浆圈可以明显降低隧洞渗流量。隧洞渗流量的峰值出现在运行期,应作为隧洞外水内渗流量的控制条件。隧洞外水压力取值应以自密实混凝土回填后的完建期最大。

摘要：为研究局部排水板铺设下组合衬砌的内衬钢管在外水压力作用下的屈曲失稳特性,首先基于Mises理论计算加劲式钢管临界外压弹性解,进而考虑自密实混凝土约束强度的差异性、材料非线性及外包介质的非均匀性,基于有限元软件ABAQUS建立组合衬砌三维数值计算模型,综合研究钢管受外围介质局部约束时的临界失稳特征,并与洞内明管方案及埋管方案进行对比。结果表明:自密实混凝土对钢管的约束可提升钢管抗外压能力,而排水板的存在会降低钢管抗外压能力;规范推荐的Mises理论设计方法适用于充分考虑外围约束下的钢管抗外压稳定设计;组合衬砌局部排水板铺设后,钢管临界屈曲压力与洞内明管方案近似一致,两者均表现为多波失稳,推荐组合衬砌内衬钢管在抗外压设计时不考虑约束作用。

摘要：研究干湿循环效应下膨胀土裂隙发育规律对揭示膨胀土渠道边坡失稳机制有重要意义。针对目前研究中存在的不足,开展了仅考虑干湿循环效应的膨胀土裂隙演化试验,系统测量了随时间变化的水分蒸发过程及裂隙动态发育特征。基于膨胀土裂隙演化规律,通过编程将块体离散元方法应用至膨胀土渠坡变形分析中,并得到如下结论:(1)膨胀土水分蒸发过程可分为稳定蒸发阶段、减速率蒸发阶段和残余蒸发阶段;(2)随着干湿循环次数增加,膨胀土面积裂隙率逐渐增加后趋于稳定,裂隙总长度逐步增加,裂隙平均宽度不断减小并逐渐稳定,裂隙夹角由T型逐步过渡至Y型;(3)土体颗粒排布总是向稳定方向发育,颗粒间应力分布向着更优势的状态发展,胀缩裂隙分布逐步稳定;(4)将块体离散元应用至膨胀土边坡分析中,实现了考虑裂隙和吸湿膨胀的膨胀土边坡位移场-应力场耦合;(5)干湿循环效应促进了膨胀土裂隙发育,裂隙率增加导致渠坡变形增加和塑性区扩大,在膨胀土渠坡坡脚处变形显著。

摘要：目前,在土岩组合地层中深大圆形竖井的设计和施工方面经验尚缺。为了确保罗田水库—铁岗水库输水隧洞深78 m、直径34.9 m的圆形竖井施工安全和顺利进行,采用大型有限元软件ABAQUS建立了精细化的三维弹塑性有限元数值模型,分析了地连墙施工过程中周边地层的变形特性。通过将是否考虑地连墙接缝刚度弱化的数值计算结果与实测值进行比较,探究了地连墙接缝刚度弱化对墙顶、地表和箱涵的沉降影响。研究结果表明:对于距离竖井较近的地面、箱涵及地连墙墙顶的沉降,考虑地连墙接缝刚度弱化的数值计算结果与实测值的最大平均相对误差分别为10.11%,1.728%和16.49%,较为相符;而接缝刚度无弱化的数值计算结果与实测值的最大平均相对误差为83.02%,3.395%和139.6%,相差较大。研究结果可为超深大直径竖井及地连墙设计提供参考。

摘要：构建膨胀土岸坡健康在线评估与修复全链条技术平台,是膨胀土防治中需解决的难题之一。为此,本文构建了数学模型,研发了在线评估数据实时采集技术和像素级、特征级及决策级三级数据融合技术,提出膨胀土岸坡健康度动态评估和预警算法,实现了岸坡“健康”“亚健康”和“隐患”状态实时评估及“不健康”预警,研发了“外隔内排”修复加固措施,构建了从信息采集融合到健康动态评估与预警再到修复加固的膨胀土岸坡防治全链条技术平台,提升了膨胀土岸坡防治水平。以南水北调渠首宋岗码头岸坡为试验载体,结果表明:平台采集的数据完整,融合度较好;2203组在线评估与预警数据与实际相符,算法可行;修复加固措施明显降低了土壤湿度和渗压值,具有推广价值。

摘要：高拱坝的破坏机理及最终承载力是高拱坝设计中的关键问题。本文采用非线性有限元方法，对若干已建和待建的不同高度的拱坝进行了承载能力的计算和分析。其目的是研究高拱坝坝体应力的分布规律，了解高拱坝的工作性能及高拱坝的破坏过程和破坏机理，并探讨了以位移突变作为拱坝破坏状态判据的合理性。通过拱坝工程实例的对比，分析了300m级的高拱坝同150m级的拱坝的承载能力差异，认为高拱坝上游坝踵的开裂是可以允许出现的，并强调高拱坝坝体本身的安全度也是一个很重要的问题。

摘要：深厚覆盖层上200 m级高土石坝的坝体心墙与坝基防渗墙的连接至关重要。随着深厚覆盖层上高坝建设的发展,防渗墙与黏土(砾石土)心墙采用廊道进行连接的情况越来越多。根据工程实践中暴露出的问题,对廊道与防渗墙布置、廊道与防渗墙之间的连接、廊道分缝、廊道和防渗墙与心墙连接部位防渗抗渗等构造设计问题进行了提炼总结。研究表明:布置两道防渗墙时宜采用主墙廊道式、副墙插入式布置;廊道与防渗墙连接采用倒梯形刚性接头更为合适,廊道与两岸平洞结构分缝宜深入基岩一定距离;廊道或防渗墙周围需设置高塑性黏土区,并在主防渗墙廊道、副防渗墙与土心墙连接部位铺设土工膜,下游侧设置反滤层保护。研究成果可为深厚覆盖层上高土石坝防渗墙与土心墙采用廊道式连接的构造设计提供有益参考。

摘要：结合云龙水库工程实例,综合分析了龙抬头式泄洪洞产生空蚀的原因及该工程产生空蚀的可能性;在满足工程要求的条件下,提出了龙抬头体形修改建议,通过模型试验验证了修改的合理性.