渐进破坏

摘要： 通过有荷膨胀率试验、干湿循环试验和强度试验,研究裂隙发育对土体强度及坡体渗流条件的影响;基于温度场、湿度场等效理论模拟吸湿膨胀;分别采用干湿循环强度和完全软化强度计算膨胀土边坡安全系数;综合考虑边坡土层分区、土体强度参数取值、浸润线等因素,提出基于完全软化强度的膨胀土边坡滑动稳定性极限平衡分析方法,模拟膨胀土边坡浅层渐进式破坏过程,并用算例验证所提方法的适用性。研究结果表明:随裂隙发育程度增大以及浸润线位置升高,膨胀土边坡稳定性降低;膨胀土裂隙性是影响边坡稳定性的关键因素,裂隙引起的土体强度衰减及渗流条件改变是导致边坡失稳的直接原因;由于在强度衰减中已体现膨胀作用对边坡稳定性的影响,因此,在膨胀土边坡稳定性分析中,无需单独考虑膨胀作用影响;采用干湿循环强度和完全软化强度计算膨胀土边坡安全系数,两者计算结果具有较好的一致性,表明本文所提方法可用于分析膨胀土边坡的稳定性。

摘要： 在滑坡传统条块法分析的基础上,应用部分强度折减法及理想弹塑性模型,用推广的条块法模拟边坡的渐进破坏过程,提出临界状态条块的决定方法,使边坡的传统条块稳定分析与变形紧密相关。在边坡临界状态逐步移动过程中滑体整体曲线表现出摩阻力随之减小,剩余推力和驱动下滑力随之增大,当所划分的最后条块达到临界状态,则边坡发生破坏。以巴东青干河桥头边坡为例,以不平衡推力数值条分法理想弹塑性模型揭示边坡的渐进破坏过程中各物理力学参量的演化特征,对边坡全过程渐进破坏中的点、面进行多参量评价分析。研究结果表明:数值模拟的条块分析法较好地描述巴东青干河桥头边坡的渐进破坏过程,并为边坡检测以及防范提供支撑。

摘要： 含软弱夹层的顺层岩质滑坡是常见的地质灾害,研究其渐进破坏过程对于滑坡防治具有重要意义。基于软弱夹层的应变软化特性,推导了开挖工况下含软弱夹层的顺层岩质边坡渐进破坏的微分方程,并理论分析了渐进破坏的过程和阶段;对比摩尔-库伦本构模型下的数值计算结果,证明了应变软化摩尔-库伦本构模型能更准确地反映边坡软弱夹层的渐进破坏过程,并以实际工程案例进行了检验。研究结果表明:含软弱夹层的顺层岩质边坡的渐进破坏过程可分为初始、等速与加速变形3个阶段;在开挖工况下,破坏首先产生自坡脚,而后剪切破坏区不断扩展,沿软弱夹层延伸至坡顶,并在坡顶产生拉张破坏,边坡的整体破坏模式表现为滑移-拉裂式。

摘要： 基于变形与破坏过程耦合分析的研究思路,针对水位上升条件下黏性土陡坡变形破坏开展了离心模型试验,测定了试验过程中边坡的位移时程及其分布,并进行点对分析确定了边坡破坏过程,揭示了边坡的破坏机理。研究结果表明:水位上升引起的陡坡剪切破坏从坡脚开始,逐渐向上发展与坡顶张拉裂缝共同形成整体滑裂面;水位上升过程导致陡坡产生显著变形并在一定区域内集中,出现了明显的变形局部化,导致该处出现局部破坏,局部破坏逐渐发展并贯通形成滑裂面;滑裂面形成后边坡变形主要出现在滑动体内部,滑动体上不同点的位移特征受到所在位置的影响。

摘要： 为探究单轴压缩条件下含孔对煤样稳定性的影响,将煤粉按照一定配比压制成型煤,制成含有不同直径钻孔的试样,在单轴压缩机下进行单轴压缩试验。研究结果表明,型煤压制过程中的压力-位移曲线可分为3个阶段,压密阶段、等速阶段和加速阶段;单轴压缩条件下含孔试样的破坏是渐进破坏,随着压力头位移的增加,钻孔开始被压缩,孔周开始有裂纹产生与扩展,且裂纹方向近似为竖直方向,即垂直孔轴线方向;随着钻孔直径的增加,试样的强度下降越大,即钻孔直径越大,钻孔围岩的稳定性越差。

摘要： 在持续降雨或开挖卸荷作用下,土体的强度指标会发生劣化,但现今采用的边坡稳定性计算大多直接将其视为一个常数。为接近真实的边坡失稳破坏模式,基于瑞典条分法以及一阶线性应变软化机制,提出了一种边坡渐进破坏分析新方法,推导出应变软化型边坡极限平衡表达式,并获得了各破坏进度下边坡的安全系数。通过对模拟算例进行分析,证明了条分-软化法的可靠性,且计算结果表明渐进破坏过程中安全系数不仅取决于边坡的破坏方式与强度参数,还与岩土体的软化模量密切相关。同时,通过与滑坡实际案例的对比验算,证实其强度指标存在不同的衰减系数,即黏聚力的衰减系数大于摩擦角。从理论到应用,最终获得的条分-软化法,不仅考虑了岩土体的强度劣化效应以及滑动面的渐进发展,还能有效地服务于实际工程背景下边坡的稳定性分析,可以为滑坡的预防与治理提供指导建议。

摘要： 复合材料加筋板复杂的破坏过程与失效形式增加了应用难度.以面外均布载荷与面内压缩联合作用下的夹芯复合材料帽型加筋板为研究对象,在通过试验结果验证非线性有限元方法准确性的基础上,基于复合材料的hashin准则与胶层界面的最大应力准则展开渐进破坏分析,讨论了极限载荷、破坏模式及失效机理.采用有限元子模型技术对中段破坏区域建模,基于Shokrieh-Hashin准则进行局部破坏分析,讨论蒙皮的铺层损伤规律.结果表明:加筋板呈整体一阶屈曲破坏,极限载荷为316.8kN;壁板下蒙皮的纤维压缩失效是导致加筋板整体破坏的原因;各铺层的面内失效规律基本相同,蒙皮的纤维压缩失效从外层逐渐向内层扩展,且扩展速率逐渐降低.

摘要： 基于有限单元法,提出一种最危险滑动面的自动搜索评价算法,评价边坡安全性:首先在土坡内寻找最危险单元,然后搜寻毗邻最危险单元,往复该过程,即可形成完整滑动面.不需人为假设滑动面形状和位置;算法只需一次搜索即可确定滑动面形状和位置,计算效率高;算法确定的滑动面形状接近圆弧滑动面,计算得到的安全系数与圆弧法接近;自动搜索评价算法具有可行性.

摘要： 传统的强度折减法就是以强度折减表征岩土体破坏后区的软化力学行为,该折减系数实质为描述边坡的整体稳定系数,但物理意义不明显。边坡稳定性是一个与众多因素相关的复杂科学课题,当边坡局部处于破坏后区应力状态时,其整体并不一定发生破坏,这种由破坏区和非破坏区组成的整体实质为非稳定力学系统,难以用连续介质力学的方法获得真实解。该研究提出了描述边坡点、面(滑面)和体(滑体)的多参量稳定性评价指标;定义了点破坏、面破坏(破坏面积比、破坏应力率、破坏应变率、摩擦力变化系数、正压力变化系数、下滑力变化系数、滑面位移变化系数等)和体破坏(富余摩阻力稳定系数、主推力稳定系数、富余摩阻力稳定系数、综合位移稳定系数、富余位移稳定系数等)边坡多参量稳定性评价指标,用来对边坡点破坏、滑面扩展、连通等实施全方位演化过程描述。并充分利用部分强度折减法、理想弹塑性模型、全过程本构模型等揭示滑坡点、面和体多参量随位移和力的变化规律;以传统和推广的不平衡推力条分法为例,利用多参量描述边坡的渐进破坏过程,揭示了在边坡临界状态一步一步移动过程中点、面及体的全过程多参量稳定性演化特征。大冶市桃花山边坡计算结果表明:多参量稳定性评价指标可以较好地描述桃花山边坡各特征量的演化规律,且基于理想弹塑性模型的部分强度折减条分法点、面描述参量(破坏率、破坏比等)的值小于全过程剪应力-应变本构模型的值,边坡整体稳定系数(主推力法、综合位移法和富余位移法)描述指标大于全过程剪应力-应变本构模型,但富余摩阻力法稳定系数则相反等。该研究重点是建立了边坡多参量稳定性评价指标,并使传统的稳定系数可以和该文建议的方法加以比较,为边坡监测预警提供了理论支撑。

摘要： 对地基反力系数法中地基土体水平位移进行修正,将桩体断裂位置以上土的位移按系数分配给相邻桩体,然后将桩土位移差值代入微分方程求解桩身位移和弯矩,得出了桩体断裂后相邻桩体的变形与受力情况的计算公式.利用软件ABAQUS中的XFEM模块模拟了实际高填方路堤工程中桩体的弯矩、断裂位置及顺序,验证计算的正确性和适用性.结果表明:理论公式对路堤边缘位置桩体的弯曲情况描述的较好,桩身弯矩变化规律、桩身弯矩最大值、最大值发生位置与数值计算模型拟合相近.理论计算公式通过分配桩体断裂位置以上土的位移给相邻桩体并求解微分方程,能够有效描述桩体断裂后邻桩的弯矩增量,判断桩体的安全性.

摘要： 根据土体结构的应力及摩尔-库仑强度理论分析其渐进破坏过程。以土体内部任意曲面的剪应力积分值与抗剪强度积分值的比值为安全系数K，并认为|K-1.00|≤0.05为极限平衡状态。通过两个算例，模拟了地基与均质边坡随外荷载增加，土体内部由局部达到极限状态发展成整体达到极限状态，最终失稳破坏。结果表明，此方法模拟土体结构渐进破坏过程是可行的，也是可信的。

摘要： 坝体的抗滑稳定是重力坝设计的主要内容，但是目前各种计算方法在这方面都存在着较大的简化。提出利用数值流形元渐进破坏方法进行坝体安全系数的计算。利用算例对某坝体进行了破坏模拟，得出了坝体的应力场和安全系数，并与极限平衡方法进行了对比。结果表明：介绍的数值流形元渐进破坏方法能够准确地模拟坝体的实际受力情况，正确计算坝体的安全系数。

摘要： 该文结合余推力法，阐述了边坡渐进破坏二维可靠性分析的基本原理和计算方法，并用蒙特卡洛随机模拟方法对白云鄂博铁矿边坡两种水况的两种设计方案（原方案和加陡2°方案）进行了二维渐进破坏可靠性计算，并对计算结果作了分析。

摘要： 提出一种基于连续介质力学的块体单元离散弹簧法,并将其应用于地质体渐进破坏过程的数值模拟研究.该方法以连续介质力学的基本理论为基础,以八节点正六面体单元为离散对象,根据有限元的形函数理论及正六面体单元刚度矩阵的具体表达式,将正六面体单元离散成为12根棱弹簧,并推导各弹簧的弹簧力计算公式,给出各弹簧的弹簧力分量的物理意义、对应的弹簧刚度及相关联的位移.在弹性部分的计算结果与传统的有限元计算结果一致的基础上,在弹簧中引入Mohr-Coulomb准则及拉伸破坏准则,进行弹簧破坏的判断.如果块体内的弹簧全部断裂,便将其视为散体.在判断破坏时采用双重判断模式,块体单元的判断主要用于选取弹簧潜在的破坏面,离散弹簧的判断用于计算弹簧上的真实弹簧力.最后,通过相关算例验证引入破坏准则后所得计算结果的合理性.块体单元离散弹簧法的实质是通过12根离散弹簧将单元转化为结构,因此可以通过分析各弹簧的断裂情况研究块体的内部破坏特征,更可以通过各弹簧的先后断裂过程来研究地质体的渐进破坏过程.

摘要： 本文提出了利用Lagrangian乘子网格来模拟顺层边坡层间结构面接触行为的方法,并推导了考虑接触约束的Lagrangian控制方程的弱形式及其有限元离散方程.Lagrangian乘子网格容许界面出现较大的切向滑移,较好地解决了接触问题中的高度非线性和响应不平滑性.应用以上方法对沪-蓉-西高速公路某顺层岩质高边坡进行了数值模拟分析,得到了临滑状态下的位移场、应力应变场、结构面上的接触状态、层间滑移距离以及接触摩擦力的分布规律.数值模拟结果表明,顺层岩质边坡的破坏是一个渐进的过程,由最初的层间错动,发展为顺层蠕滑,最后在坡底剪出而破坏;其破坏型式由最初的顺层滑动逐步向溃曲破坏转化.

摘要： 论述了大直径扩底桩与中小直径桩极限荷载渐进破坏与刺入破坏的不同特点,讨论了影响持力层强度的因素,明确了端阻力随直径增加而折减的根据.

摘要： 大直径扩底桩墩端阻力随直径增加折减问题已为大家所公认,但对折减的理由尚有不同的理解,对折减系数0.8/D,(0.8/D)1/2,(0.8/D)1/3,(0.8/D)1/4,1.1/D1/5相差悬殊的演变以及其极限承载力渐进破坏的特点讨论得还不够充分.本文根据大直径桩墩的工作机理和特点进一步进行了探讨.

摘要： 简要介绍了滑坡分析的渐进破坏模型，滑坡临滑预报的塑性功率理论和方法，滑坡强度预测的块体运动模型以及对滑坡防治研究中涉及的几个关键力学问题的认识。

摘要： 鄂西北山区变质片岩广泛分布,近年来该地区诸多高速公路发生了滑坡灾害,研究该类滑坡成因机理对于确保高速公路建设及运营期间的边坡稳定具有重要意义.以谷竹高速14合同段K81+100～K81+500滑坡为例,首先,通过现场地质调查、勘察及地表位移监测,发现该滑坡为大型顺层基岩滑坡,滑坡边界、滑面、剪出口等特征明显,滑坡存在深层和浅层两级滑面,深层滑面平均深度约为40m,浅层滑面与深层滑面的距离约为15～17m.在此基础上,探讨了滑坡成灾机理,认为该滑坡发生的主要内因为:(1)前缘较陡、后缘平缓的地形条件,有利于地表水的汇集与入渗;(2)滑体为武当群片岩及其风化产物,在地表水及地下水的浸润下,力学特性大幅衰减;(3)边坡为顺向坡,节理裂隙发育,坡体物质较松散,有利于地下水下渗;(4)坡体地下水丰富,增大了下滑力,降低了抗滑力.主要外因为降雨及坡脚开挖,通过数值模拟方法分析了开挖作用下边坡渐进破坏过程.最后,针对该类滑坡特点,提出了防治措施建议.研究结果可为同类边坡危险性评估及防护设计提供参考.

摘要： 自平衡测桩法是在桩底端予安装千斤顶原理的荷载箱向上推桩身的摩阻力与向下压持力层的端阻力自相平衡,二者之和即为桩子的承载力,一方率先破坏即得不到结果,文章根据相似原则,可测试任何条件下的承载力高的大直径桩子的承载力值.

摘要： 本申请涉及危岩防治领域，尤其是涉及一种渐进式危岩破坏治理结构，包括危岩监测设备、支撑装置和控制设备，危岩监测设备包括雨水监测设备和裂缝监测设备，雨水监测设备和裂缝监测设备与控制设备通信连接，雨水监测设备用于与母岩靠近危岩的一端固定连接，裂缝监测设备用于与母岩和危岩的连接处连接，支撑装置包括第一支撑组件，第一支撑组件包括防护网和卷扬机，卷扬机设置在母岩的侧壁且位于危岩的上方，防护网的分别与母岩和卷扬机连接，卷扬机和控制设备通信连接，当裂缝监测设备监测到危岩和母岩之间出现裂缝或雨水监测设备监测到降雨时，控制设备接收信号并识别，根据识别的信号控制设备控制支撑装置对危岩进行支撑，提高危岩治理效果。

摘要： 本发明公开了一种土石料水平向渐进渗透破坏过程的测量装置及方法，测量装置包括外筒，外筒内同轴设置多孔内筒，外筒与多孔内筒之间设置环形槽；多孔内筒的上端设置可滑动压板，可滑动压板下同轴设置多孔刚体管道，可滑动压板、多孔刚体管道和多孔内筒之间有土石料试样，可滑动压板上设置若干水压力传感器；外筒外侧设若干下口指向环形槽内侧切线且内设循环泵的竖向的水体扰动管。本发明连续分离并测定渗出土和渗出水的质量，探明细颗粒迁移导致的局部水力比降变化及与整体水力比降的差异，获得细颗粒迁移情况，为渗透破坏在土体内渐进发展过程量测和机理研究提供工具，并同时测定水平向临界水力比降、破坏水力比降和水平向渗透系数的变化过程。

摘要： 本发明公开了一种岩质边坡渐进式破坏的建模方法，采用UDEC软件对岩质边坡的破坏进行分析，主要分为两部分，第一步是建立边坡的蠕变模型，通过蠕变模型分析边坡在重力作用下的变形过程，获取边坡内部的贯通性破坏面。第二步是建立边坡的运动模型，根据蠕变模拟结果，提取边坡变形后的坡面线和贯通性破坏面，用与研究岩质边坡破坏后的继续运动。本发明从岩质边坡变形的时间效应出发，利用蠕变模型模拟边坡在长期重力作用下的变形过程，并将变形过程与失稳后的运动过程相结合，更好的对渐进式破坏的岩质边坡进行分析研究。

摘要： 本发明公开一种井壁坍塌渐进破坏过程的数值模拟方法，包括：根据室内实验和测井资料确定目标井地层的岩石基本物性参数、岩石力学参数、地层地应力、地层孔隙压力、井筒压力；建立井周应力分布的流‑固耦合有限元数学模型；计算井周应力分布；计算损伤变量F；确定破坏区域，更新破坏区域的杨氏模量、孔隙度、渗透率；重复步骤进行迭代，直到损伤变量F≤0；绘制井壁失稳区域图，确定失稳区宽度Φb和深度rb。本发明克服了常规有限元模型更新几何模型形状来更新内边界的不足，本发明通过更新破坏区域地层参数杨氏模量、孔隙度和渗透率，令破坏范围内的单元令为等效消失，无法承受应力加载，从而达到更新内边界目的。

摘要： 本发明公开了一种计算含软弱夹层顺层岩质边坡渐进破坏的方法，包括：建立边坡几何模型；通过有限元法对边坡模型设置摩尔库伦本构模型，经计算获得应力应变参数，通过应力应变参数，构建应变软化摩尔库伦本构模型，边坡模型的滑床、滑体采用摩尔库伦本构模型，滑带采用应变软化摩尔库伦本构模型，经计算得到软化后的强度参数，将软化后的强度参数代入到极限平衡方程中，求解安全系数；通过安全系数获取边坡渐进破坏程度。本发明根据有限元法对边坡模型进行解析，并通过极限平衡法计算安全系数，不仅能表现边坡渐进破坏的过程，还能够通过安全系数获取边坡渐进破坏过程中的失稳情况。

摘要： 本发明公开了一种定量刻画岩体渐进破坏力学参数的方法，通过多级围压下的不等幅循环加载和卸载，每次循环表示对不同损伤岩体的加载过程，可以获得不同损伤岩体的变形模量和峰值强度，从而得到变形模量和强度随着渐进破坏的变化曲线,实现对变形模量的定量刻画；对强度曲线做进一步分析，提取不同围压不同损伤下对应的试样强度绘制莫尔圆，取莫尔圆的公切线即为强度包络线，根据多组强度包络线获得多组强度参数，获得渐进破坏中不同损伤条件下岩体的强度参数变化曲线，从而实现对强度参数的定量刻画，本发明所述方法快捷、准确、简单，适用性强，易于推广。

摘要： 本发明公开了一种模拟采动岩体渐进破坏的试验装置及试验方法，涉及岩石力学试验装置技术领域，解决了模拟采动应力条件下岩体渐进破坏过程的技术问题，试验装置包括柔性加载装置和侧压转换装置，其中柔性加载装置包括被动承载油缸、轴向承压板、轴向压力传感器和轴向位移传感器，轴向压力传感器和轴向位移传感器用于监测各被动承载油缸的荷载及变形；侧压转换装置包括固定架、固定板、三角块体组合、侧向承压板和侧向压力传感器，侧压转换装置将轴向荷载转换为侧向压力实现侧压加载；以及利用该装置进行采动岩体渐进破坏试验的方法，实现了对岩石表面的柔性加载和轴向非均匀加载，同时还具有操作方便，节约试验成本等优点。

摘要： 本发明公开一种模拟土性劣化渐进破坏过程隐式梯度塑性有限元方法，通过偏微分方程将非弹性内变量与细观应变耦合，引入空间二阶梯度；根据建立的模型，建立残差方程，获得一致切线矩阵；建立宏观平衡方程与偏微分方程残差系统，对位移和细观应变空间离散，获得有限元刚度矩阵；每个荷载步求解未知量和一致切线矩阵以及有限元刚度矩阵；利用人机交互界面部件模块建立力学分析模型，设定节点集合、划分网格、输出初步计算文件；修改计算文件、引入用于显示计算结果的网格、创建分析步、施加位移边界条件、确定可视化状态变量；利用任务提交平台连接计算文件与自定义子程序，获得渐进破坏计算结果。本发明获得了不依赖网格划分的客观数值解。

摘要： 本发明公开了一种计算含软弱夹层顺层岩质边坡渐进破坏的方法，包括：建立边坡几何模型；通过有限元法对边坡模型设置摩尔库伦本构模型，经计算获得应力应变参数，通过应力应变参数，构建应变软化摩尔库伦本构模型，边坡模型的滑床、滑体采用摩尔库伦本构模型，滑带采用应变软化摩尔库伦本构模型，经计算得到软化后的强度参数，将软化后的强度参数代入到极限平衡方程中，求解安全系数；通过安全系数获取边坡渐进破坏程度。本发明根据有限元法对边坡模型进行解析，并通过极限平衡法计算安全系数，不仅能表现边坡渐进破坏的过程，还能够通过安全系数获取边坡渐进破坏过程中的失稳情况。

摘要： 本实用新型公开了一种模拟防波堤渐进破坏过程振动台模型，包括模型箱壁、模型箱底板和防波堤，所述模型箱壁的底部与模型箱底部的内部配合使用。该实用新型，通过设置模型箱壁、模型箱底板、防波堤、内海测高清摄像头、外海侧高清摄像头、高速相机和图像采集处理系统，能够全面跟踪防波堤渐进破坏的全过程，从而可以清楚了解到试验的详细内容，具备防波堤地震试验效果更好的优点，该模拟防波堤渐进破坏过程振动台模型，解决了现有目前，有关可液化地基上核电厂防波堤地震响应的模型试验研究较少，已有模型试验主要关注防波堤的变形模式且采用的测试手段单一，很难深入揭示防波堤破坏的物理机制的问题。