国家杰出青年科学基金(50725931)
- 作品数：79 被引量：1,259H指数：21
- 相关作者：肖明周创兵卢文波陈明陈益峰更多>>
- 相关机构：武汉大学中国水电工程顾问集团公司中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家杰出青年科学基金国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程理学天文地球更多>>
- 重力坝两种滑移失稳机理及安全度评价方法被引量：8
- 2009年
- 结构面对坝体抗滑稳定极为不利,尤其是当坝基存在多组结构面,其深度、范围、厚度等因素均对坝体稳定具有较大影响。本文针对工程实际中两种常见的滑移模式,即缓倾角结构面产状平缓的水平滑移模式和结构面倾角较大的倾斜滑移模式,采用弹塑性有限元强度储备系数法模拟重力坝渐进破坏过程,应用各向异性节理材料模拟坝基中的岩层、泥化夹层、断层等地质缺陷,探讨了重力坝深层滑动的失稳机理、破坏模式及极限承载力。两个典型工程实例的研究分析表明,两种滑移模式的重力坝失稳机理均表现为首先沿结构面滑动,直至尾岩抗力体压碎或者隆起失效时坝体达到其极限承载力。最后根据重力坝深层滑动失稳机理及其破坏模式,建议了与其配套的安全度评价方法。
- 常晓林王辉周伟周创兵
- 关键词：重力坝抗滑稳定失稳机理
- 初始地应力对隧洞开挖爆生裂隙区的影响研究被引量：26
- 2009年
- 隧洞开挖过程中控制爆炸对岩体的损伤,减小爆破裂隙范围,对保证工程安全具有重要意义。基于爆炸应力波作用下爆生裂隙形成机制的研究,采用摩尔-库仑准则及最大拉应力准则,研究了初始地应力对爆炸应力波作用下爆生裂隙区比例半径的影响。研究结果表明,初始地应力对爆生裂隙范围有显著影响。在压剪破坏模式下,爆生裂隙区比例半径随地应力的增大而减小,地应力侧压系数影响爆生裂隙区比例半径在洞壁圆周的分布。考虑围岩应力卸荷影响后,沿隧洞径向的爆生裂隙区比例半径比不考虑卸荷的小。拉伸破坏导致的岩体爆生裂隙区比例半径一般比压剪破坏模式下爆生裂隙比例小,爆炸应力波作用下隧洞围岩更容易沿结构弱面发生压剪破坏。
- 陈明卢文波周创兵罗忆
- 关键词：爆炸应力波隧洞地应力裂隙
- 映秀湾水电站大型地下洞室群三维非线性损伤地震响应数值分析被引量：20
- 2009年
- 基于深埋大型地下洞室群围岩损伤机理,对映秀湾水电站洞室群在三向地震荷载耦合作用下的动力响应进行了三维非线性数值模拟,分析了在有、无支护条件下洞室周边围岩关键部位的加速度、位移及应力的时程变化及分布规律,得出了地震荷载作用下围岩损伤分布特征。计算结果表明,在地震荷载作用下,除了因尾水洞体型及断层影响厂房底板及尾水洞交口处受力状态较差外,在锚固条件下整个洞室的围岩损伤、洞周位移、应力分布和锚杆受力都较为合理,说明支扩系统基本保证了洞室的抗震稳定性,但上、下游边墙及吊车梁相对位移达到了10cm左右,导致吊车无法正常运行。
- 左双英肖明
- 关键词：岩土力学地震响应映秀湾水电站
- 围岩应力重分布对隧洞爆生裂隙区比例半径的影响
- 2009年
- 基于爆炸应力波作用下爆生裂隙形成机理的研究,采用莫尔库伦准则及最大拉应力准则,研究了围岩应力重分布对爆炸应力波作用下爆生裂隙区比例半径的影响。研究结果表明,围岩应力重分布对爆生裂隙区比例半径有重要影响,隧洞围岩应力重分布将减小隧洞径向爆生裂隙区比例半径,压剪破坏模式下,爆生裂隙区比例半径可降低20%以上,拉伸破坏模式下可降低10%以上。爆炸应力波作用下,岩体更容易沿结构弱面发生压剪破坏。利用围岩的应力重分布作用,可以降低爆破对保留岩体的损伤作用。
- 陈明卢文波周创兵
- 关键词：裂隙爆炸应力波地应力隧洞
- 岩体地下工程局部围岩失稳的能量耗散突变判据被引量：7
- 2011年
- 岩体地下工程的围岩稳定评判具有复杂的非线性特征,目前尚无确定性方法量化描述局部岩体系统的塑性失稳过程.在阐释开挖扰动与局部岩体系统失稳概念的基础上,借助突变理论,提出了岩体地下工程局部围岩系统开挖失稳的能量耗散突变判据.根据能量耗散原理及弹塑性有限元算法,定义了塑性耗散能密度(PDED)和表征耗散能(RPDE)的概念.通过表征耗散能突变特征值D判断系统失稳的状态,通过单元塑性耗散能密度的分布情况判断引起失稳的大致局部部位以及塑性破坏的可能程度.对锦屏一级水电站大型地下洞室群施工开挖过程进行了稳定分析,结果表明,该判据能够量化反映洞室局部围岩系统失稳的行为过程,与工程实践较为吻合,具有一定的工程参考价值.
- 刘会波肖明陈俊涛
- 关键词：岩石力学能量耗散失稳判据突变理论
- 基于流固耦合的重力坝深层抗滑稳定离散元分析被引量：9
- 2010年
- 在计算节理和断层时,基于连续介质力学的有限元法和假设岩体为刚性体的刚体极限平衡法有其内在的缺陷,在重力坝深层抗滑稳定的计算中遇到较大的困难,而离散元方法可以解决这些问题。采用离散元强度储备系数法分析了重力坝的深层抗滑稳定,其中考虑了渗流与变形的耦合效应,得到了坝体在降强前后的应力位移规律,给出了抗滑稳定安全系数和最终的破坏滑动模式。通过对关键点部位的应力及位移变化情况的记录,更清楚的了解坝体的变形情况和受力特点,而后将考虑流固耦合与不考虑耦合作用的结果进行了对比,考虑耦合的计算结果较小,其值偏于安全。最后通过与刚体极限平衡等K法计算结果进行了比较,采用流固耦合方法的计算结果与等K法结果比较接近,而其该方法物理概念明确,可以采用其方法计算重力坝深层抗滑稳定问题。
- 王辉常晓林周伟邓建辉
- 关键词：流固耦合重力坝深层抗滑UDEC刚体极限平衡法强度储备系数法
- 大型地下洞室地震灾变过程三维动力有限元模拟被引量：28
- 2011年
- 地震作用是影响大型地下洞室群长期安全运行的主要外界因素。采用时程分析法模拟地震灾变中洞室围岩地震响应过程,是研究地下洞室抗震的一种有效方法。为此,开发地下洞室地震灾变三维动力有限元数值模拟系统。该系统采用显式中心差分法求解。为加快求解速度,对程序进行并行化处理并在积分方法上提出多高斯点分区混合积分法;考虑高应变率下材料的强化特性和循环荷载作用下围岩损伤特性,提出适用于地下洞室抗震分析的岩体动力本构模型;人工边界采用黏弹性边界;考虑地震波入射的方向性、多面性和非一致性,提出适用于地下洞室抗震分析的地震波空间斜入射法。通过计算通用数值分析软件的验证算例,表明该系统程序求解的正确性。同时,通过对鲁基场窑洞式地下厂房地震灾变时程模拟,表明系统程序在实际工程问题分析中的可靠性和实用性。
- 张志国肖明陈俊涛
- 关键词：地下洞室动力本构模型地震波输入
- 基于TBM掘进参数和渣料特征的岩体质量指标辨识被引量：16
- 2008年
- 在工程实践和前人研究成果的基础上,综合分析了TBM法隧洞的围岩地质条件对TBM掘进过程的影响,提出了一种基于TBM掘进参数和渣料特征的围岩质量指标(RMR)辨识方法。该方法一方面可将TBM的实时工作参数输入到回归公式或神经网络模型中,实现岩体质量指标的辨识;另一方面可通过分析TBM渣料特征得到岩体的镶嵌结构、不连续面状态以及地下水等地质信息,进而对岩体的地质力学强度(GSITBM)和质量指标(RMRTBM)进行估计。鉴于这两种方式的显著特征,建议在地质条件较好时优先采用基于掘进参数的辨识方法,地质条件较差时采用基于渣料特征的评价方法。在对TBM法隧洞围岩质量指标辨识研究的基础上,对岩体基本力学参数的估计方法进行了研究。
- 孙金山卢文波苏利军周创兵
- 关键词：TBM隧洞掘进参数岩体质量指标
- 地下洞室动力计算模型合理截取范围研究被引量：4
- 2011年
- 利用FLAC3D软件对地下洞室动力计算模型截取范围进行研究。选取四类常见岩体,每类岩体分别横向截取1.5倍~5倍洞径围岩生成六种模型,在FLAC3D中,对各类岩体各模型加载地震波,通过比较相同岩类不同模型监测点变形情况,得出地震计算中模型合理截取范围。研究结果表明,当模型横向围岩截取范围超过2倍洞径时,计算结果随模型截取范围变化不大,综合计算结果精确性及计算效率两个方面因素,可认为地下洞室动力计算模型横向合理截取范围为2.5~4倍洞径,并且当围岩岩性条件较差时可适当选取较大的模型截取范围。
- 杨阳肖明
- 关键词：地下洞室动力计算
- 层状岩体的破坏特征及其迭代计算方法被引量：10
- 2009年
- 层状岩体的物理力学特性沿层面和层面法向各异,为明显的各向异性,其破坏形式和破坏机理与一般岩体也不同。本文根据层状岩体的物理力学性质分析了其破坏特性及其迭代计算方法,推导了损伤状态应力表达式和损伤刚度修正表达式,改进了三维非线性层状各向异性弹塑性损伤有限元数值计算方法并运用于工程实例中。计算分析了岩层倾角对洞室围岩稳定的影响,对各种岩层倾角方案的位移、破坏体积、破坏类型和能量耗散等指标进行对比分析和综合评价,结合工程经验,得出层状岩体中地下洞室的合理布置方式。分析结果与工程实际相吻合。
- 倪绍虎肖明
- 关键词：层状岩体各向异性破坏模式数值模拟围岩稳定
