国家杰出青年科学基金(50925931)
- 作品数：14 被引量：79H指数：6
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- 高拱坝与坝肩开挖边坡的相互作用研究被引量：3
- 2010年
- 我国西南地区特殊的地质构造,以及水利枢纽的高拱坝、高边坡特点,使得边坡和坝体的相互作用问题在该地区尤为突出。在弹塑性理论的基础上,提出以塑性余能范数为指标的结构稳定分析方法;指出在一定荷载作用下,弹塑性结构在失稳情况下,总是趋向于塑性余能范数最小的状态。如果塑性余能范数等于0,则表明存在同时满足平衡条件和屈服条件的协调应力场,结构稳定;如果塑性余能范数大于0,则表明不存在同时满足平衡条件和屈服条件的应力场,结构失稳。同时,基于大荷载步长下的弹塑性本构积分算法,进行岩体结构的非线性有限元分析。以锦屏一级拱坝左岸坝肩开挖边坡为对象,计算分析边坡与拱坝的相互作用。结果表明,在一定程度上拱坝拱端推力对边坡的整体稳定是有利的;边坡降强在超过1.5倍以后才会对拱坝的受力性态和整体稳定产生影响。
- 刘耀儒黄跃群杨强常强
- 关键词：拱坝边坡稳定相互作用
- 结构变形稳定与控制理论及在岩土工程中的应用被引量：3
- 2010年
- 常规的刚体极限平衡法难以适应对高坝坝基、高边坡、大型地下洞室群等大型岩体工程稳定评价及加固措施分析,需要在变形结构分析的基础上开展稳定与加固分析,而这是岩土数值分析方法的一个核心难点。在回顾总结变形稳定的特点和难点的基础上,给出了复杂多自由度变形结构体系失稳的严格定义及其集合逻辑表述,以及加固力数学的表述和实质,发展了基于塑性余能及其变分的变形结构稳定性判据,并以此为基础统一了基于结构势能二阶变分的稳定判据。完善了失稳结构的最小塑性余能原理,指出了失稳结构总体演化趋势,为新奥法施工原理、潘家铮最大最小原理奠定了严格理论基础。并将上述变形稳定理论应用于高坝坝基、高边坡、大型地下洞室群的稳定性评价。
- 杨强刘耀儒常强冷旷代周维垣杨若琼
- 关键词：拱坝坝肩边坡地下洞室
- 结构变形稳定与控制理论及在岩土工程中的应用
- 常规的刚体极限平衡法难以适应对高坝坝基、高边坡、大型地下洞室群等大型岩体工程稳定评价及加固措施分析,需要在变形结构分析的基础上开展稳定与加固分析,而这是岩土数值分析方法的一个核心难点。在回顾总结变形稳定的特点和难点的基础...
- 杨强刘耀儒常强冷旷代周维垣杨若琼
- 关键词：拱坝坝肩边坡地下洞室
- 文献传递
- 杨房沟拱坝整体稳定性的三维非线性有限元分析与地质力学模型试验研究被引量：14
- 2013年
- 保证拱坝的整体稳定是拱坝设计和建设的重要问题。拱坝整体稳定性问题是一个涉及非均匀性、多裂隙介质、不可逆内部损伤演化的三维非线性问题。非线性有限元和地质力学模型试验是研究这类问题的最主要方法。通过三维非线性有限元(TFINE程序)对杨房沟拱坝-地基进行三维数值模拟,并采用200∶1的模型比例尺对杨房沟拱坝-地基进行三维地质力学模型试验。分别根据数值模拟和模型试验的结果对拱坝的位移和应力分布规律,破坏机理和整体稳定性进行分析。两者结果吻合较好。通过综合数值模拟和模型试验的分析结果对拱坝的整体稳定性做出评价,给出坝肩岩体相对薄弱的部位,并对拱坝设计和地基处理提出建议。
- 张泷刘耀儒杨强李波
- 关键词：拱坝有限元地质力学模型试验稳定性分析
- 小湾拱坝坝体裂缝对拱坝受力和稳定的影响研究被引量：13
- 2010年
- 通过三维非线性有限元计算和地质力学模型试验方法,分析无缝和有缝处理2种工况下,裂缝对小湾拱坝坝体应力分布、整体稳定性的影响以及裂缝进一步扩展的可能性。计算结果表明,2种工况的坝体应力分布基本相同,裂缝对坝体应力的分布影响不大。正常荷载下,裂缝基本全部处于压剪状态,不存在或存在很小的拉应力;裂缝继续开裂扩展的可能性不大。在超载工况下,有缝处理工况下非线性荷载为(3.2～3.3)P0(P0为正常水荷载),与无缝工况下的3.5P0接近;超载3.0P0之后,大坝裂缝局部地方出现开裂区,但整体上直到5.0P0后裂缝才影响到开裂区。大坝极限开裂状态与无缝情况下类似,有缝处理和无缝情况的整体稳定性相差不大。
- 刘耀儒王峻杨强杨若琼周维垣
- 关键词：水利工程小湾拱坝裂缝应力
- 基于位移反分析的小湾拱坝稳定性评价被引量：11
- 2013年
- 小湾拱坝坝体裂缝在大坝分阶段实际蓄水后开裂扩展的可能性以及裂缝对坝体应力、位移和坝体稳定性的影响,对大坝安全至关重要。通过对小湾拱坝坝体施工过程及坝体内部温度裂缝的模拟,基于多点监测资料进行非线性位移反演分析,得到符合实际的材料力学参数,进而对坝体进行三维非线性仿真计算研究,以预测坝体在下一阶段蓄水以及最终蓄水后的稳定性。结果表明,该反演分析方法反演得到的参数合理准确,预计的位移结果可靠、精度较高,能很好地对拱坝安全性进行评价;仿真分析预测成果与坝体后期蓄水后的实际监测成果和地质力学模型试验成果吻合良好,在正常水载下,坝体整体变形符合拱坝变形一般规律,同时裂缝发生开裂扩展的可能性很小;裂缝对坝体整体影响不大,对局部有影响,大坝极限开裂状态与无缝坝类似,坝面开裂均是由表面产生裂缝向内部发展,而不是由内部裂缝引发。
- 何柱刘耀儒杨强周维垣
- 关键词：水利工程小湾拱坝裂缝位移反分析稳定性
- 白鹤滩拱坝基础垫座方案优化研究被引量：7
- 2014年
- 白鹤滩高拱坝地基地质条件复杂,需要设计大范围的垫座以改善受力条件。目前关于拱坝地基和坝肩处理措施的研究大多依赖工程经验,尚没有完整、可靠的垫座评价准则。提出拱坝垫座设计的综合优化方法,通过分析垫座对坝体的影响及垫座自身的稳定性,找到最优的设计方案。该方法综合坝体位移、应力、屈服区、抗滑安全度等因素,采用不平衡力分析坝踵开裂,采用塑性余能范数(PCE)评价垫座整体稳定。不平衡力是结构局部失稳后的度量,能够有效地预测裂纹扩展部位和方向。余能范数是不平衡力的标量范数,可用于判断结构的整体稳定性。对比4种垫座设计方案,通过对坝体位移、坝踵开裂、垫座整体稳定和抗滑安全度的分析,确定将垫座视为坝体、垫座上游侧设缝为白鹤滩拱坝垫座的最优设计方案。
- 潘元炜刘耀儒张泷杨强徐建荣何明杰刘西军
- 关键词：基础工程高拱坝垫座优化设计坝踵开裂
- 复合桩基础桩-土-承台承载力特性分析研究被引量：3
- 2011年
- 为研究复合桩基础桩-土-承台承载力各自占桩基础总承载力的比值,采用有限元方法,以接触模型模拟混凝土/地基接触面,分端承型和摩擦型桩两种类型,对承台底地基土强度和外荷载大小对桩基础承载力分配的影响进行了分析研究。结果表明:端承型和摩擦型桩的承载力分配存在较大不同;端承型桩的端阻力随着承台底土强度的增大而增大,侧阻力基本不变;摩擦型桩的侧阻力随承台底土强度的增大而减小,端阻力基本保持不变;但两种类型桩的承台效应都随承台底土强度的增大而加强;端承型和摩擦型桩基础端阻力与外荷载的比值都随外荷载的增大而减小,侧阻力和承台承载力随外荷载的增大而增大。
- 黄跃群刘耀儒杨松林
- 关键词：复合桩基础承台效应荷载分担比
- 基于非线性有限元的马吉拱坝整体稳定分析被引量：3
- 2010年
- 马吉水电站是怒江开发规划中的重要梯级电站。最大坝高为290m,属于超高拱坝,地质条件与岩体力学环境复杂,其应力和坝肩稳定对确保工程安全具有重要的意义。基于非线性有限元分析,采用变形加固理论,使用三维非线性有限元程序TFINE,对马吉拱坝进行三维弹塑性有限元数值模拟,对该拱坝在正常工况下的位移、坝体应力和拱端推力进行分析。采用余能范数对马吉拱坝的整体稳定性进行评价,采用不平衡力对左右坝趾及基础中峰值振动速度回归趋势对比软弱带的稳定性进行分析,并对软弱带进行敏感性分析。结果表明,马吉拱坝的位移、应力和超载稳定能力均达到稳定要求,马吉拱坝现施工方案基本可行。
- 杨强刘耀儒潘元炜邓毅国
- 关键词：水利工程非线性有限元
- Drucker-Prager弹塑性本构关系积分:考虑非关联流动与各向同性硬化被引量：4
- 2012年
- 考虑非关联流动法则以及各向同性硬化条件,采用广义中点法(Generalized Midpoint Method,GMM)进行Drucker-Prager(DP)弹塑性本构关系数值积分,给出调整后最终应力的解析解。GMM属于隐式算法,具有良好的计算精度与数值稳定性;最近点投影法(Closest Point Project Method,CPPM)是其特例,具有一阶精度并且无条件稳定。DP塑性势函数的特殊性质导致上述GMM解由初始应力状态与应变增量显式确定,无需迭代求解,因此计算效率大幅提高,同时避免了迭代过程的收敛性问题。数值算例证明:当加载偏离角度较大时,GMM(ξ=1/2)的计算精度高于CPPM,可适应更大的加载步长;而对于比例加载,任意GMM等同于精确解,采用CPPM可获得最高的计算效率。推导了满足DP屈服准则厚壁圆筒的弹塑性理论解,对比验证算法精度。采用非关联流动各向同性线性硬化DP材料模拟厚壁圆筒变形局部化效应。
- 杨强冷旷代张小寒刘耀儒
- 关键词：DRUCKER-PRAGER弹塑性数值积分非关联流动法则
