摘要：博格达山北缘褶皱冲断带以横向分段、纵向分层、多期构造变形叠加、先存构造发育为主要特征,发育有中侏罗统西山窑组和下侏罗统八道湾组两套滑脱层,为探究这两套滑脱层内聚力强度差异及先存构造对冲断带新生代构造变形的影响,研究采用离散元数值模拟方法,在布设先存构造的基础上设计了无滑脱层模型和不同内聚力强度组合的双滑脱层模型共5组数值模拟实验.实验结果表明:双滑脱层内聚力强度相同时,上滑脱层在应力传播中占据优势;双滑脱层内聚力强度不同时,应力会优先沿弱内聚力滑脱层传递,且当下滑脱层内聚力较弱时,上滑脱层可能不发挥作用.通过对比实验结果与实际地质剖面,认为先存构造控制了冲断带构造变形的总体样式,而两套滑脱层共同控制了冲断带纵向上的变形解耦,上部滑脱层内聚力弱于下部滑脱层是影响研究区新生代构造变形的关键性因素.

摘要：螺杆桩技术已经在多种类型工程中得到了应用,然而由于认识条件的局限和研究对象的复杂,其理论分析仍然落后于工程实践.采用基于离散单元法的颗粒流程序,建立了竖向受荷螺杆桩的数值分析模型,并利用已有试验结果对模型细观参数进行了标定,在此基础上分析了螺距、螺纹段长度和桩径等设计参数对螺杆桩承载特性的影响.研究结果表明:随着螺距的增加,螺杆桩极限承载力呈先增加后减小的发展特征,螺距为(1.0-1.33)D时,螺杆桩具有最佳的承载表现,不同螺距螺杆桩的螺纹段荷载分担比例最高而直杆段最小.螺杆桩极限承载力随着螺纹段长度的增加先线性增长,而后基本保持不变,建议合理的螺纹段长度一般不超过2/3L.桩径增加时,螺杆桩极限承载力呈近似线性快速增长.数值模拟结果可以为螺杆桩设计参数优化和承载力估算方法确定提供理论依据.

摘要：软弱基座型斜坡具有“上硬下软”的双层坡体结构,其变形破坏方式和失稳模式也较为复杂。为了详细分析该类型边坡的变形破坏机制,以具有此类坡体结构特征的一库区古滑坡为例,在现场调查的基础上,采用地质分析法和离散元数值模拟方法研究天然、降雨和地震条件下边坡的变形破坏过程。结果表明:活跃的地质时期、陡峭的地形、复杂的地质构造和双层的坡体结构特征构成了该滑坡形成的必要条件,降雨和地震是诱发滑坡的主要外界因素;滑坡表现为倾倒变形和滑移-压制拉裂的复合型失稳模式;利用离散元数值模拟研究了坡体在天然重力、降雨和地震等不同条件下的变形破坏过程,计算结果显示降雨和地震均会导致滑坡发生,其中地震型滑坡具有持续时间更短、发生规模更大、运动距离更远的特点。

摘要：本文运用离散元数值模拟研究隧道围岩变形破坏机制,在地质跟踪调查的基础上,找出围岩变形破坏规律,将水平岩层隧道围岩破坏过程分成三个阶段,为隧道支护措施优化提供设计依据.

摘要：以数字化摄影测量技术为基础,利用可视化室内模型试验及三维离散元数值模拟方法,对不同承台尺寸的带承台单桩荷载传递特性、桩周土变形分布模式及细观结构参数变化规律进行研究。研究结果表明:基桩在加载初期首先达到极限承载力,带台单桩的后期承载力主要由承台下土体来承担,随着承台尺寸的增加,承台对基桩承载力的削弱作用以及对土体侧向变形的约束效应逐渐增强。对于较大承台带台单桩,其竖向变形影响范围将扩展到桩端附近,桩端土体仍然呈现单桩的孔穴扩张变形模式,小承台带台单桩随桩端土体的刺入呈冲剪破坏模式,而大承台带台单桩最终呈现一定的整体剪切破坏模式。研究成果对于其他桩型工作机理研究具有重要参考价值。

摘要：为了控制隧道掏槽爆破飞石范围,确保隧道爆破施工的高效性与安全性,利用离散元软件对掏槽体岩块抛掷堆积形态进行了数值模拟,结合某快速铁路单线隧道工程,研究了掏槽体岩块抛掷堆积形态及其主要参数。在对比分析掏槽体岩块堆积形态的模拟结果与实际测量结果的基础上,研究发现:掏槽体岩块的初速度为堆积形态的重要影响因素;在初速度为10 m/s的前提下,从爆破开始到岩体全部停止运动总共经历3.5 s,最终堆积形态近似于椭圆形;最大抛掷距离与前端堆积高度均符合工程实际测量结果。研究结果对隧道掏槽爆破设计和安全施工,具有重要的指导意义。

摘要：以材料力学、断裂力学的基本原理为基础 ,以黑河水库右坝肩的平面旋转式滑坡为实例 ,从力学的观点出发 ,用离散元数值模拟技术对所得结论加以验证 ,为该类滑坡的治理方案提供了设计依据。

摘要：研究目的:互层岩体层间胶结力差、整体刚度低,在隧道钻爆法开挖过程中极易出现超欠挖问题。为探究互层岩体对隧道爆破超欠挖的影响,本文以新建中兰铁路尖山隧道工程互层段为研究对象,采用离散元数值模拟方法和现场掌子面激光扫描图像分析互层倾角及厚度对隧道爆破超欠挖的影响规律,在此基础上提出炮孔布置优化方案。研究结论:(1)互层岩体隧道光面爆破超挖问题突出,互层左倾时超挖主要在隧道右侧,应力波传播方向与结构面走向垂直的位置超挖严重;(2)互层接近水平时拱顶超挖量最大,随着互层倾角增加,最大超挖位置从拱顶转移至拱脚;(3)互层厚度增加有利于围岩稳定,层厚超过0.7 m后平均超挖量可满足规范要求,建议层厚小于0.7 m时必须对炮孔布置进行优化设计;(4)通过对易超挖位置的周边眼炮孔布置优化,隧道轮廓成形更加平整,最大线性超挖量减少60 cm,平均超挖量减少约36 cm;(5)本研究成果可为互层岩体隧道光面爆破超欠挖控制提供借鉴和参考。

摘要：盾构隧道接缝漏损是诱发地面塌陷的主要因素,掌控水土流失发展规律是规避地面塌陷风险的基础和前提。基于临界漏缝宽度,针对不同漏缝位置、不同覆土深度、不同上覆水位高度进行砂土沉降规律及孔隙水压力变化规律影响因素的模型试验分析,并设计一套渗流示踪装置探究渗流场的分布情况及其流线轨迹变化规律。试验结果表明:距离漏缝竖向距离越近的砂层沉降越明显,坍塌范围由隧道漏缝周围逐渐向上扩散至地表,砂层位置越高,沉降槽越宽,由深“V”形态、浅“V”形态向“高斯曲线形态”发展。漏缝越靠近拱底,砂土表面沉降越小,孔隙水压力消散值越小;覆土深度越高,砂土沉降越小,扰动范围越窄,孔隙水压力消散值越大;上覆水位高度越高,砂土沉降越大,扰动范围越宽,孔隙水压力消散值越大。示踪流线为一系列圆弧线,5条流线均向漏缝位置流动,距离漏缝较远处水的流动速度慢,导致流线变长,示踪流线向下发展将加速贯通至漏缝流线形成。此外,通过构建隧道-砂土离散元数值模型,对渗流侵蚀过程中的砂土成拱效应及位移演变规律进行分析,揭示了盾构隧道周围砂土颗粒迁移及损失对周围环境的细观尺度影响。离散元分析表明:在接缝未发生漏损时,没有产生渗流侵蚀通道,接缝周围土拱稳定,一旦发生漏损,土拱立刻发生破坏,在模型试验中表现为水土流失的开始,在随后的整个水土流失过程中,始终伴随着“砂土颗粒成拱→土拱发生破坏→土拱再生成→土拱继续破坏”的过程,最终,漏缝周围形成稳定土拱,合理解释了模型试验中漏砂终止、砂层位移收敛的现象。

摘要：针对层状岩体偏压隧道在不同岩层倾角下的围岩稳定性问题,采用3DEC离散元数值模拟,研究了顺、反倾层状岩体双洞隧道随岩层倾角变化时的围岩变形规律,并对隧道偏压程度进行了分析.研究结果表明:随着岩层倾角的增大,隧道围岩变形从岩层弯曲变形逐渐向顺层面滑移变形转变,临界角度为45°;左洞最大拱顶沉降为23.60 mm,比右洞最大拱顶沉降小17.94 mm,可见先开挖隧道围岩变形较大;从应力计算结果看,岩层倾角从0°到90°变化时,隧道偏压程度随其增大有所起伏,但总趋势是增加的.以顺倾右洞隧道为例,在倾角为45°时,隧道拱肩、拱腰、边墙的竖向应力差分别为0.45、0.42、0.40 MPa,应力差最小,偏压程度最好.在倾角为90°时,应力差分别为0.65、0.64、0.67 MPa,应力差最大,隧道偏压最为明显.研究的相关成果可为山岭偏压隧道的设计和施工提供有益参考.