摘要：【目的】为简化计算,在针对全长黏结式锚杆-围岩支护相互作用方面的理论研究中,通常将围岩视为弹性体、将杆体视为刚性、或将锚杆与砂浆界面接触视为刚性,与实际不相符。【方法】针对于此,根据力学假定提出锚杆-围岩分层简化力学模型,基于岩体屈服准则与流动法则,采用应力平衡与位移协调方程,给出改进的考虑隧道开挖面效应下的锚杆-围岩作用弹塑性解,该解法可用于预测隧道锚杆的受力状态与支护效果。之后,依托隧道工程实例对该解法进行验证,探讨了界面剪切刚度、岩体峰后应变软化特性、锚杆托盘刚度对锚杆支护效应的影响。【结果】在分析中发现,围岩应变软化行为对锚杆支护效应影响较为显著,在锚杆支护设计中应考虑到围岩的应变软化行为。在高应力条件下,锚杆托盘刚度在一定程度上影响了锚杆的失效形式,当远端处于塑性区域内部时,增大锚杆界面剪切刚度可有效加强锚杆控制效果。【结论】研究提供的计算程序可对系统锚杆支护的整体支护效果进行有效预测,为支护结构设计提供理论支撑。

摘要：目前,多数关于开挖面空间效应的研究仅采用弹性与理想弹塑性模型进行分析。然而,具有不同地质强度指标(GSI)的岩体呈现不同的峰后破坏模式,应采用合适的力学模型计算表征空间效应的隧道纵向变形曲线。同时,可将相同模型下围岩特征曲线与之进行耦合,从而指导隧道支护设计。提出了一种简便的基于有限差分法的分析方法,该法可计算Hoek-Brown与Mohr-Column屈服准则下,采用理想弹塑性、弹脆塑性、应变软化模型的隧道纵向变形曲线与围岩特征曲线。利用已有研究成果,验证了方法的合理性,并比较了不同GSI范围与不同力学模型下开挖面后部某一位置处的虚拟支撑力。结果表明:GSI越大,3种模型下对应的虚拟支撑力差别越大,更应如实考虑岩体峰后力学行为;GSI中等或较高时,离开挖面距离小于约0.8倍洞径时,理想弹塑性模型设计偏于保守,但大于此距离时情况相反。

摘要：深海滑坡可以沿着斜坡搬运大量沉积物,是危害巨大的海洋地质灾害之一。评估深海滑坡的流滑机制并量化分析其对海底结构物的冲击对海洋资源的开发利用至关重要。采用物质点法对滑坡的滑动特性进行了总应力分析。设计了三组不同的土体、海床参数,展现了三种不同的滑动形态:延展、块体和扩张。随后复现了流滑体对部分暴露管线的冲击过程,并对冲击力的稳定值进行了分析,分析中考虑了流滑体的惯性、抗剪强度和静压力的影响。研究表明,物质点法能够用于模拟深海滑坡的流滑过程及其对海底结构物的冲击,可以为海洋工程中的实际设计工作提供服务。

摘要：海底滑坡是危害最大的海洋地质灾害之一,可以沿海底斜坡搬运超大体积的沉积物,并作高速运动。滑水是海底滑坡高速和长距离滑动的主要原因,涉及复杂的滑坡体-环境水相互作用。本文采用新型数值方法物质点法对滑水的危害性进行研究,分别对室内试验和真实滑坡案例中滑坡体的运动过程进行了反分析。考虑滑水发生的力学条件,将上部流体拖曳阻力、底部海床阻力和滑水发生时的水垫层阻力共同作用于滑坡体,得到的滑坡体运动距离与试验和观测结果一致。分析了滑坡体在滑水发生后的动力特性,研究表明滑水大幅增强了海底滑坡的运动距离和滑动速度。

摘要：对海底管线在低雷诺数下绕流进行了数值模拟,分析了子母管线发生破坏的形式及机理,为工程中子母管线的设计提供参考。通过研究发现,当子母管间不存在间隙时,子母管线后形成的漩涡比单一管线后漩涡大,并且漩涡的脱落周期较长。当子母管间存在较小间隙时,子母管后方依然会有漩涡周期性的脱落,但是,管线的受力出现了周期性的不规则变化。当子母管线后方发生漩涡脱落时,母管的受力比子管大,而子管的受力频率却比母管大。

摘要：近海滑坡发生后,流滑体冲击海底以上的桩身,威胁桩基和上部结构安全。将流滑体视为非牛顿流体,依照幂律模型描述流滑体剪应力和应变速率之间的关系。采用商业软件Fluent模拟滑坡冲击单桩过程,在变动参数分析的基础上,探索流滑体密度、粘度和冲击速度以及桩体直径对稳态冲击压力的影响。建立了包含拖曳力项和承载力项的冲击压力归一化表达式,尤其适合预测低速滑坡对桩体的冲击。

摘要：筋材与填土界面摩擦特性直接影响加筋效果,其技术指标在工程设计中占重要地位。采用离散元法软件PFC2D,通过双轴试验和格栅拉伸试验确定土颗粒和格栅参数,建立了不同界面的加筋土拉拔试验模型,从细观角度对土工格栅与不同填土界面特性进行分析。试验结果表明:格栅上侧水平位移量比格栅下侧大;拉拔过程中格栅两侧的剪切带宽度不相等,格栅下侧剪切带宽度较大;不同形状颗粒间咬合嵌锁程度不同,咬合嵌锁程度越大,其水平位移量越小,剪切带宽度越大。