应用案例 · 第 20 页
岩土工程软件应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 20 页。
北盘江特大桥大体积承台混凝土温控分析与监测
水盘高速公路北盘江特大桥为５×３０＋８２．５＋２２０＋２９０＋２２０＋８２．５＋７×３０ｍ 预应力混凝土空腹（斜腿）式连续刚构，主跨２９０ｍ 按常规高标号混凝土（Ｃ５５）施工目前属世 界第一。主墩承台为２８ｍ×２８ｍ×５ｍ，属典型的大体积混凝土块体，其所处地理位置环境 复杂，昼夜温差极大，在施工中，对大体积混凝土的温度控制和裂缝控制难度较高。笔者采用 大型有限元软件 ＡＤＩＮＡ 分析了温度应力分布，分析了环境温度变化以及分层浇筑对混凝土 温度的影响，并采用了有效的温控措施，在施工过程中全面监测，通过减小混凝土内外温差、 降低外界条件对混凝土变形约束，成功地完成了承台大体积混凝土的施工，积累了复杂地形、 多变环境下的现场施工经验。
阅读详情背后山古滑坡对汉源老县城震害的影响
通过对背后山地形地貌、地层岩性、地质构造等进行了野外考察，揭示了背后山发育的古滑坡，圈定了古 滑坡周界，分析了汶川地震对背后山古滑坡的影响。利用有限元软件 ADINA 估算了背后山古滑坡的卓越周期， 并与汉源老县城附近的强震记录的卓越周期进行了对比，发现可能出现了共振现象。最后探讨了背后山古滑坡对 汉源老县城建筑物震害的影响。
阅读详情LNG储罐预应力混凝土外罐应力分布与裂缝形态
LNG 储罐的外罐主要是由预应力混凝土建造而成，混凝土作为一种复杂的非线性材料，其受 力特点为抗压不抗拉。应用 ADINA 有限元软件，建立钢筋混凝土分离式模型，通过应力云图及裂 缝开展图，研究 LNG 储罐在正常使用状态及内罐完全泄漏状态下预应力混凝土的应力分布、裂缝开 展情况及破坏形态。结果表明：在正常使用状态下，外罐上下两固定端第一主应力最大；在内罐泄漏 状态下，底部约 1/4 高度第一主应力最大，此三处为外罐最易产生裂缝的部位，破坏形态均为混凝土 受拉破坏。研究结果为国内 LNG 储罐的自主设计与建造提供了理论依据。
阅读详情冰体边界范围对桥墩地震反应的影响研究
在考虑冰-水-桥墩流固耦合的基础上，利用有限元分析软件 ADINA，研究了不同水深和不同类型地震等条件下，桥墩 周围固结海冰的边界范围对桥墩地震反应及动水压力的影响。结果表明: 墩身位移和加速度、墩底最大弯矩和剪力随着冰体 边界范围的增大而增大，但水深超过桥墩高度的 4 /5 时，冰体边界范围对墩身位移和加速度基本无影响。同时，桥墩侧面动水 压力也随着冰体边界范围的增大而增大，且增大程度越来越显著。另外，与冰体边界范围为桥墩横截面尺寸 30 倍时相比，冰 体边界范围为桥墩横截面尺寸 40 倍时墩底最大弯矩和剪力可增大 332． 34% 和 245． 20% 以上，因此，在进行冰水域桥墩抗震 设计时应着重考虑冰体边界范围为桥墩横截面尺寸 30 倍以上的冰体对结构地震反应的影响。
阅读详情不同侧压力系数隧道二次衬砌的有限元分析
对混凝土衬砌支护结构进行受力分析, 利用混凝土等效弹性系数模式下的本构关系, 采用有限元计算程序 ADINA 进行模拟分析, 得出了当采用三心拱形支护结构时, 在侧压力系数 K由小到大变化过程中, 二次衬砌的承载力变化情况。
阅读详情陡缓节理切割形成的平面滑移型危岩稳定性分析
通过建立以陡、缓 2 组节理切割形成的危岩体平面滑移失稳模式的工程地质模型，分析典型失 稳模式的特征，并结合静力平衡分析和数值模拟的方法研究节理倾角、边坡坡角、裂隙水深度、结构面强 度等因素对危岩体稳定性的影响，为危岩体崩塌成灾预判和危险性预估评价提供依据。研究结果表明: 影响围岩稳定性的敏感因素由大到小依次为裂隙水、内摩擦角、坡角、陡倾角、缓倾角和黏聚力。
阅读详情不同矿岩条件下釆空区处理方法应用实践
通 过 笔 者 在 不 同 的 矿 山 进行 采 空 区 处 理 的 实 践 ， 评 述 了 在 不 同 矿 岩 条 件 下 、 不 同 环 境 要 求 下 采 用 不 同 的 空 区 处 理 方 法 。 介 绍 了 仿 真 模 拟技 术 在 几 个 矿 山 采 空 区 处 理 过 程 中 的 应 用 ， 从 而 使得 空 区 处 理 向 定 量 化 发 展 。
阅读详情数值模拟方法在矿井安全生产中的应用
本文简单地介绍了国内关于现有的数值模拟方法及矿井生产安全中的应用方面的发展，也描述了当下国内 采用新的数学工具分析了在矿井工程环境变化情况下的初步分析，并合理的运用在矿井的安全生产中。具有普遍的通用 性和适用性，对矿业工程的生产发展具有一定的指导意义。
阅读详情钙质岛礁沉降变形过程分析
随着海上丝绸之路战略的推进，中国在多个钙质岛礁上开展了工程建设。沉降变形是岛礁建设所面临的主要问 题之一。由于钙质砂工程性质的特殊性，钙质岛礁的沉降变形过程和机理具有一定的独特性。然而，由于岛礁位置通常远 离内陆，使用常规监测方法不易于开展岛礁沉降研究，有关钙质岛礁沉降变形的研究仍较少。本研究选取我国典型钙质岛 礁，利用永久散射体干涉测量技术（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＳｃａｔｔｅｒｅｒＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ，ＰＳＩ），准确反演了其沉降变形过程，并 进 行 数 值 模 拟分析。初步结果表明：钙质岛礁的沉降变形存在明显的时空分异特征，总 体 上，岛礁边缘沉降速率略大于其内部沉降速 率，工程扰动区大于非扰动区；与其他吹填材料的区域相比，钙质岛礁沉降速率偏小，总体上稳定。但是沉降过程在时间上 表现出明显的非线性波动特征，受工程建设和海洋水动力影响明显。考虑到钙质砂特殊的结构特征和复杂的颗粒破碎机 理，钙质岛礁未来的沉降变形仍然存在一定的不确定性，需要进一步的过程监测和机理分析，以期为我国岛礁的安全建设 提供科学支撑。
阅读详情近邻地铁隧道深基坑的流变效应研究
利用室内三轴蠕变试验结果，分析和研究了上海软黏土不同应力下的变形时间效应。试验表明，在弹性范围 内软土可以用五元件黏弹性模型进行模拟。将建立的黏弹性元件模型应用到近邻地铁的深基坑开挖，分析了基坑支护 结构倾斜、墙间留土与不留土流变速率的影响以及隧道不均匀沉降的规律，并与实测数据进行了对比。结论表明五元 件黏弹性模型可以模拟软土深基坑的开挖流变效应。
阅读详情层面参数对顺层岩质边坡地震动力破坏过程影响研究
建立 3 组含有非完全贯通层面和正交次级节理的顺层岩质边坡数值模型，运用 FLAC/PFC2D 耦合计算方法进 行了地震动力破坏过程模拟试验。试验结果证明：非贯通层面部分在水平地震动力作用下，同时存在张拉和剪切两种 破坏模式。非贯通层面部分的强度和层面贯通率对顺层边坡地震动力稳定性的影响十分明显，控制着边坡产生破坏的 临界地震动力输入幅值以及产生破坏后边坡的破坏范围大小。贯通层面部分的抗剪强度（即贯通层面的摩擦角）对边 坡地震动力稳定性和破坏范围的影响很小，只有在顺层边坡内部所有岩层层面均完全贯通的前提下才能转变为边坡稳 定性主控因素。
阅读详情不同地层波速模型对沉积谷地地震响应规律的影响：FEM–IBIEM 模拟研究
准确的地层波速模型是场地反应分析的关键，而实际地层波速测定存在很大的不确定性。计算中通常采用简 化的均质和分层模型，或者根据钻孔数据将波速沿深度进行线性、二次或指数拟合。这些不同波速模型对沉积谷地地 震响应的影响规律究竟如何目前尚未得以厘清。为此尝试采用有限元—间接边界积分方程耦合方法，通过频时域定量 计算，从波动学角度揭示不同波速模型沉积谷地地震响应的差别及其本质所在。数值计算结果表明：低频波入射时 ( 0.3 )，常用的几种波速模型对地表位移反应影响不大。但随着频率增大，不同波速模型对计算结果的影响不能忽 略。着重考察了线性模型和均质模型之间的反应差别：发现线性模型情况下高频共振和盆地边缘效应更为显著，由此 导致地震能量主要积聚在近地表土层，并使得沉积内部地表位移幅值显著放大，地震动持时明显增长。另外，沉积谷 地形状和入射角度对地震波聚焦特征也具有重要影响，不同波型入射下聚焦区域有很大差别。实际沉积谷地地震动场 精确模拟需获取较为精细的地层波速结构和边界几何特征。
阅读详情基于组合模型法的贯通节理岩体动态损伤本构模型
针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果，将贯通节理岩体变形过程中 的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩 石细观损伤的非线性元件、节理面闭合及剪切变形元件等 3 个基本元件的串联来模拟，动态应力分量采用黏性元件来 模拟，从而建立了贯通节理岩体动态单轴压缩损伤本构模型。其次，根据贯通节理岩体在单轴压缩荷载下往往会沿节 理面发生剪切破坏的特点，在前述已建立的损伤本构模型中引人节理剪切破坏准则对该模型进行修正，从而更好地考 虑了节理剪切强度对该模型的影响，最终建立了考虑节理剪切强度的贯通节理岩体单轴压缩损伤本构模型。最后利用 该模型对贯通节理岩体在压缩荷载作用下的力学特性进行了分析计算，重点讨论了节理倾角对岩体单轴动态压缩峰值 强度的影响规律。研究结果表明随着节理倾角的变化，节理岩体将发生岩块张拉或剪切破坏、沿节理面的剪切破坏及 上述两种破坏模式的复合破坏，相应地节理岩体的单轴压缩动态峰值强度也随之有较大变化。
阅读详情节理的剪切强度准则和剪切分量：剪切强度准则
节理的峰值剪切强度受表面三维形貌和材料力学属性的影响，已有的文献着重阐述形貌参数的重要性。总结 分析了材料的抗拉强度对节理剪切力学性质的影响。采用最大可能接触面积比、最大视倾角、视倾角分布参数描述节 理沿剪切方向的三维形貌特征，用双曲线函数描述不同法向应力下的剪胀角，提出新的剪切强度准则，计算值与试验 值保持了较好的一致性。采用其中 28 组岩石节理的直剪试验数据对新准则与 JRC-JCS 准则进行了比较，结果表明 JRC-JCS 准则的计算值与试验值相比差异更大。新准则采用的形貌参通过由形貌测试确定，避免了主观因素对形貌参 数取值的影响，可用用于估算岩石节理的峰值剪切强度。
阅读详情三维空间中非连续面对水力压裂影响的试验研究
油气储层常发育断层、天然裂缝、节理等非连续面，其产状、地应力状态对水力裂缝扩展路径会产生重要影 响。尤其是在致密油气藏、页岩油气藏等储层中，其天然裂缝影响着水力压裂后的裂缝网络。利用真三轴水力压裂试 验设备，模拟了水力裂缝在具有不同产状非连续面的人造岩体中的扩展行为，并分析了泵压曲线的特征。试验结果表 明：水平主应力差存在临界值（5～7 MPa），小于该临界值，水力裂缝不可能穿透非连续面；非连续面走向角和地应 力差异系数越大，水力裂缝越容易穿透非连续面；非连续面倾角跟水力裂缝的扩展行为没有明显的关系；穿透试验中 的泵压曲线跟没穿透试验中的泵压曲线差别明显；压裂曲线峰值泵压均随水力裂缝中点到储层中非连续面的最短距离 （简记为 DNF）增大而递减。与非连续面的倾角相比，走向角是影响水力裂缝穿透行为的关键因素；准确预测油藏中 水力裂缝扩展路径，有必要准确获取非连续面产状和三向地应力场；根据泵压曲线的特征，可判断水力裂缝是否穿透 非连续面和定性的判断 DNF，为油田现场评价水力压裂效果提供参考。
阅读详情基坑上跨已运营地铁隧道的设计及实测分析
基于某箱型隧道上跨已运营地铁隧道基坑工程，对该工程支护结构及基坑开挖方式进行设计。有限元分析及 实测结果表明，采用人工抽条放坡开挖+板锚支护可以有效地控制基底土体的回弹和既有地铁隧道的变形。该工法充分 利用基坑开挖的时空效应，人工抽条放坡开挖主要用于控制在基坑开挖过程中引起的土体的回弹及地铁隧道的上浮； 而板锚支护的设置，则可有效地约束基坑开挖后由于土体卸载引起的地铁隧道变形。该工程采用数值分析进行施工前 预测与自动化监测指导施工相结合方法也是工程成功实施的关键，其成功经验可为类似的工程提供一定的参考。
阅读详情随机块体对泰山抽水蓄能电站地下厂房稳定性的影响分析
关键块体的稳定性决定着岩体地下洞室的整体稳定性，因此确定洞室围岩关键块体的位置、大小以及 关键块体失稳模式对控制及预测洞室的安全性至关重要。泰山抽水蓄能电站地下厂房围岩受到不连续面切割，存 在稳定性问题，故对其长期稳定性进行了深入研究。在获得研究区节理裂隙产状概率特征的基础上，采用赤平极射 投影法确定该区地下厂房概率最大失效模式，搜索厂房区关键块体的位置，并对其长期稳定性进行分析预测，给出 关键块体安全性的定量指标。同时将强度折减法与关键块体理论相结合，对地下厂房长期稳定性及风险进行了有 效预测，研究成果可为泰山抽水蓄能电站后续加固方案的制定提供借鉴与依据。
阅读详情平水铜矿井下工程岩体稳定性分析
针对浙江平水铜矿 ―４４５ｍ 中 段 上、下 盘 围 岩 和 矿 体进行了工程地质和物理力学参数分析研究，采 用 ＲＱＤ 指 标基本分类法、南非 Ｂｉｅｎｉａｗｓｋｉ的 地 质 力 学 ＲＭＲ 分 级 法 和 挪威 ＢａＲｔｏｎ的 Ｑ 系统３种方法对岩体进行了分级，结 合 矿 山实际采用 Ｒｏｃｌａｂ软件对矿岩的力学参数进行计算分析， 得出了各岩体的工程稳定性状况，奠定了井下岩体力学及工 程稳定性分析的理论基础。
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