国家自然科学基金(50679066)
- 作品数：12 被引量：93H指数：6
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- 相关领域：水利工程建筑科学理学更多>>
- 复合单元法在地下厂房岩壁吊车梁中的应用与验证被引量：1
- 2007年
- 针对某水电站地下厂房岩壁吊车梁,进行复合单元法和普通有限单元法的比较计算。研究的重点是岩壁吊车梁与围岩的接触面、锚杆与围岩的接触面以及锚杆穿越岩壁吊车梁与围岩接触面等部位,并且考虑地下厂房开挖施工、吊车梁安装和运行的过程。比较复合单元法和普通有限单元法的计算特点与计算效率,研究结果表明:在离散模拟加锚节理岩体方面,复合单元法和普通有限单元法的结果非常接近;复合单元法能给出更多应力应变的细节,且前处理更加简便。研究结果还表明:由于复合单元法以大量的计算代替前处理工作,因此计算时间大为增加。
- 徐青何则干陈胜宏
- 关键词：岩石力学复合单元法节理地下洞室
- 改进的等参逆变换算法在耦合场分析中的应用被引量：5
- 2008年
- 实际工程有限元计算中涉及多个物理场的相关分析或耦合分析时场变量之间的数据传递问题非常重要,往往会遇到等参逆变换的需求。分析并指出现有等参逆变换所存在问题,给出了新的改进算法,即在网格内采用新方法进行等参逆变换,在网格外采用距离加权法进行插值传递,并详细说明本算法实施关键。对一大型拱坝施工过程中的温度场和应力应变场耦合分析问题进行研究,结果表明所提出方法具有简便实用、高效和满足工程精度等特点,可应用于实际工程。
- 周艳国陈胜宏张雄傅少君
- 关键词：高拱坝
- 瀑布沟地下厂房施工期变形与稳定的跟踪预报被引量：5
- 2008年
- 应用基于弹粘塑性势理论的有限单元方法、人工智能方法以及加锚节理力学模型,建立基于位移监测资料的岩体力学参数反演系统,根据反演参数实现对地下洞室后续施工过程中围岩稳定性与变形的预报.应用该反演预报系统,动态跟踪预报瀑布沟地下洞室群在开挖、支护过程中围岩的稳定与变形情况,对洞室群的稳定性进行了评价.
- 傅少君张丙文邱焕峰
- 关键词：大型地下洞室群有限元方法
- 混凝土水管冷却的复合单元算法被引量：13
- 2010年
- 基于复合单元法基本原理,将冷却水管置于常规混凝土单元内部,建立了含冷却水管大体积混凝土结构温度场仿真分析的复合单元算法。该方法既可以离散模拟冷却水管,又避免了绘制冷却水管网格的困难。复合单元中节点温度的求解过程与传统的有限元法类似。当水管通水结束时,含水管复合单元可自动退化成常规有限单元,进行二期通水时,只需将水管所在处的常规单元变成复合单元,不需变动网格。通过与常规有限单元法计算结果的比较,表明了复合单元法的合理性,同时也突出体现了其前处理简便的优势。
- 苏培芳陈胜宏田甜
- 关键词：大体积混凝土温度场复合单元法冷却水管
- 岩石裂隙渗流与法向应力耦合的复合单元模型被引量：11
- 2007年
- 首先,基于复合单元原理,建立渗流与法向应力耦合分析的复合单元模型,该模型前处理简便快捷,可含有一组或几组有明确定位的裂隙面,且可考虑裂隙面与相邻岩块的流量交换;然后,采用两场交叉迭代算法,对岩石裂隙的渗流场与应力场进行耦合分析。模型中视岩石裂隙为虚拟的"充填介质",采用"充填模型"将有充填和无充填的岩石裂隙统一处理,并进行裂隙面开度与其法向有效应力关系的推导。依据的耦合机制为:法向应力的作用导致裂隙面开度的变化,从而引起裂隙面导水系数的改变,以至渗流场的改变,从而反过来影响应力场。算例分析表明法向应力作用会引起裂隙岩体的渗透不均匀性:局部区域的渗透坡降、扬压力和渗透流速显著增大。研究结果表明在裂隙岩体中进行渗流与应力耦合分析的重要性。
- 薛娈鸾陈胜宏
- 关键词：岩石力学裂隙复合单元法渗流
- 剪切过程中岩石裂隙的渗流与应力-应变耦合分析被引量：6
- 2007年
- 首先,考虑不同法向应力,建立岩石裂隙剪切应力和剪切变形的关系,其中对裂隙的弹性矩阵进行修正,并用三段函数关系分别描述岩石裂隙剪应力与剪切变形的3个阶段:剪缩阶段,剪胀至峰值阶段以及残余抗剪强度阶段。然后,结合三阶段裂隙剪切变形与其开度的关系,应用复合单元法,建立剪切过程中岩石裂隙渗流与应力-应变的耦合机制,研究裂隙的剪切变形、开度、导水系数、渗流场和应力场的变化与相互关系。算例分析表明:当裂隙中"充填介质"的力学参数保持不变时,通过裂隙的流速也基本保持不变,不随剪切变形以及法向应力的变化而改变,但由于裂隙开度的变化,故通过裂隙的单宽流量也随之改变;法向应力越小,裂隙的剪胀效应越大,且岩石裂隙的剪切变形对通过裂隙的单宽流量的影响也越大。
- 薛娈鸾陈胜宏
- 关键词：岩石力学岩石裂隙剪切变形渗流应力-应变复合单元法
- 高拱坝坝址区初始地应力场的二次计算被引量：17
- 2009年
- 建立小湾水电站坝址区大范围有限元模型,考虑工程附近较大区域内的地形、地势和河流大转弯等因素,采用遗传算法与有限单元法相结合的联合反演方法,对坝址区初始地应力场进行一次反演;然后,考虑坝址区附近主要地质构造,建立坝基开挖松弛效应分析的小范围有限元模型,基于子模型方法,通过在一次反演模型中插值获得小范围模型的位移边界条件,对初始地应力场进行二次计算。研究结果表明:软弱地质构造对初始地应力场的反演有一定影响,一次反演中不连续结构面附近应力计算值与实测值相差较大;考虑软弱地质构造后的二次计算改善了一次反演所得的初始地应力场精度,大部分测点应力计算值更接近实测值,相对误差也逐渐减小,可将其应用于后续坝基开挖松弛效应分析中;反演结果同时也表明所采用的研究方法是可行的,对类似工程具有参考意义。
- 周华陈胜宏
- 关键词：高拱坝初始地应力场反演分析有限元法子模型法
- 拱坝结构诱导缝力学参数反演分析及工程应用被引量：3
- 2010年
- 针对拱坝结构诱导缝力学参数取值困难的问题,本文提出采用BP神经网络方法与有限单元法相结合的联合反演方法,对诱导缝接触面力学参数进行确定。该方法应用于小湾拱坝的计算分析,结果表明通过对诱导缝面关键力学参数的反演,有限元计算值与实际监测值吻合较好;在当前施工浇筑状态下整个诱导缝面处于受压闭合状态,诱导缝靠近上游侧的压应力和挤压变形大于靠廊道侧的压应力和挤压变形,并且中间坝段大于两端坝段。计算结果表明,本文所提出的方法对诱导缝力学参数取值是可行的。
- 周艳国陈胜宏周华傅少君
- 关键词：小湾拱坝诱导缝参数反演BP神经网络算法
- 小湾拱坝施工期温度场动态跟踪仿真被引量：5
- 2009年
- 针对小湾拱坝的施工现状,考虑了混凝土的热学参数及边界条件历时过程、混凝土浇筑过程以及通水冷却措施等因素,应用瞬态热传导三维有限元分析方法对拱坝施工期的温度场进行动态仿真计算,分析了坝体在施工期温度场的时空分布规律,并与监测温度值进行了对比分析.计算结果表明:整个温度场分布规律与监测资料基本吻合,仿真结果较为合理.同时,该研究成果对小湾拱坝施工过程中温控措施的合理性也进行了有效论证.
- 周华傅少君王国进陈胜宏
- 关键词：拱坝施工期温度场仿真
- 小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛效应的有限元分析被引量：23
- 2009年
- 针对小湾拱坝坝基开挖中出现的卸荷松弛问题,采用三维非线性有限元法对卸荷松弛效应进行了评价。通过松弛方案与未松弛方案计算,对小湾拱坝的应力和位移、屈服区分布以及坝基浅部关键截面的抗剪安全度、点安全度等方面进行了比较分析。研究结果表明,建基面地基松弛后,主要影响低高程局部区域的变形和应力,对拱坝整体变形和应力分布的影响很小;地基松弛后,拱冠梁建基面(953m高程)坝踵处第一主应力有所增大,坝趾处第三主应力有所减小;拱冠处梁的作用减弱,拱冠梁处距坝踵20m范围的点安全系数也略有降低;原设计方案在未松弛情况下基本可以满足《混凝土拱坝设计规范》关于建基面抗剪(断)安全系数的要求;坝基松弛后,抗剪(断)安全系数降低明显,与规范规定的要求相差较大,需采取适当的工程措施。该研究成果已为设计决策提供了依据。
- 周华王国进傅少君邹丽春陈胜宏
- 关键词：拱坝坝基卸荷松弛有限单元法
