非连续变形分析(DDA)方法控制性参数取值与验证研究

来源 :长江科学院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xie2372
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
非连续变形分析(DDA)是石根华博士于20世纪80年代末期发展起来的一种新型的数值分析方法。DDA以自然存在的不连续面切割岩体形成岩石块体系统,在假定的块体位移模式下,利用总势能最小原理建立块体系统总体平衡方程。在求解过程中,基于罚函数法在块体界面施加或去掉刚硬弹簧,实现块体界面间的不嵌入和无张拉接触准则。通过满足块体系统的开-闭迭代收敛,力系的平衡及基于引入惯性力实现的动力求解收敛,由此获得块体系统力与变形真解。DDA具有完备的运动学理论、严格的平衡假定、正确的能量消耗,可以模拟岩石块体的平动、转动、张开、闭合等全部过程,以及块体系统的大变形、大位移行为。根据块体系统的变形和运动特征,可以判断岩体的破坏范围和破坏程度,从而对岩体的整体及局部的稳定性做出评价。DDA自提出以来,一直作为岩土力学计算方法研究中的前沿课题,为国内外学者所重视;并在结构和岩土体的非连续大变形力学过程模拟方面显示了巨大潜力。至2013年,相继举办了11届DDA国际性会议,其中,DDA方法的发展、应用及有效性验证等问题,是当前该方法的重要研究课题。本文基于DDA理论研究了控制性参数取值问题,对DDA开源代码进行了改进,并在地下洞室和滑坡等工程问题方面得到了很好的应用。主要研究成果包括以下几点:(1)系统的阐述了二维DDA的基本理论,包括块体位移和变形、块体各子矩阵的形成、块体接触理论等,特别是最新的块体E(A,B)接触理论。(2)对DDA计算程序作了系统介绍,包括计算程序中的块体接触判断、接触传递的算法以及系数矩阵非零存储的实现,并配有相应的几何图形解释与实例说明。(3)对DDA方法控制性参数取值做了详细研究,首先从理论上研究了接触位移与各控制参数的关系,基于简化力学分析模型得到了块体接触位移解析公式,揭示了通过调整时间步长,实现块体在接触界面上的无嵌入和不张拉条件,是将惯性引入块体接触收敛求解的本质问题;然后利用简化模型研究时间步长和弹簧刚度共同作用的影响规律以及合理的取值区域特征。研究发现合适的时间步长和弹簧刚度的取值组合在平面上构成一个单连通参数取值域,当时间步长和弹簧刚度的取值组合位于此“域”范围内时,DDA的计算结果是合理的。此研究为解决时间步长和弹簧刚度的取值问题作了积极探索,对DDA的发展和应用有重要意义。(4)根据实际工程计算的需要,对DDA计算程序做了部分改进,使其能根据不同的埋深计算洞室的初始应力,便于研究初始应力对洞室围岩稳定的影响。(5)基于DDA的理论及参数的研究成果,本文将完善后的DDA程序应用于某地下厂房和塔子坪滑坡,结果表明DDA在研究地下洞室围岩变形与破坏特征、滑坡稳定性评价方面具有很好的适用性。
其他文献
三塘湖盆地马朗凹陷在火山岩勘探中取得了突破,提交了较大的油气储量,但火山岩储层的形成过程复杂,影响因素众多,研究较为薄弱,针对马朗凹陷储层特征研究较为薄弱的难点,充分
欢西油田位于西部凹陷西斜坡南段,本项目的研究区位于欢西油田的中台阶。欢西油田经过老井筛查、完钻后电测解释以及钻井过程跟踪等手段发现两口井在明化镇组有气层发育,通过
工业领域占据了我国低碳经济发展中的重要部分,降低大气中温室气体浓度是低碳经济的核心目标。据统计,2016年民营经济对我国GDP贡献达到了60%以上,为城镇居民提供了大约80%的
随着石油管道里程的不断扩大,管道的安全问题成为重中之重。根据管道事故不完全统计,社会危险已成为石油管道泄漏的主要原因之一,如:打孔漏油、第三方施工损伤、管道占压等。为了保证石油管道安全正常运作,必须对它进行定期巡检。传统的石油管道巡检方法以人工巡检为主,人工巡检存在巡检效率较低、安全风险高且难以对山区等环境比较恶劣的地区的石油管道进行巡检等较多弊端,不能满足现代化石油管道管理的需求。基于此,从中石
目的探讨飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(Small incision lenticule extraction,SMILE)术前及术后早期视疲劳症状的变化,探讨术前及术后调节及干眼相关参数变化,进一步探究并分析调节及干眼因素对SMILE术后早期视疲劳症状的可能影响及其它术后早期视疲劳症状的影响因素。方法系列病例观察研究。纳入行SMILE手术的近视及近视散光患者30例30眼(均取右眼进行分析)。术
实时、高精度、高分辨率的三维水汽分布及时空变化信息可以为气象预报、灾害监测等重要行业和关键领域提供原始水汽数据。但当前的水汽探测手段严重制约着大气和测量等学科的深入研究,极大程度限制了人类对热量输送和全球水循环的认知。随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)理论的发展与接收机硬件产品的更新,GNSS技术具备的全天候、实时、高精度的产业优
研究目的:以健康服务体系和可持续性理论为研究基础,从服务能力、科学投入和绩效管理三个维度开展子宫颈癌筛查项目的可持续性研究。为建立制度化、规范化的子宫颈癌筛查长效
目的1、应用实时三维超声心动图(Real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)定量技术测量肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)患者左室心肌质量(left
目的应用实时三维超声心动图(RT-3DE)及二维斑点追踪技术(2D-STI)评价肥厚型心肌病(HCM)患者左室整体收缩功能及收缩运动的同步性,对RT-3DE定量评价肥厚型心肌病左室功能的价
随着我国机动车保有量与日俱增,车辆加油过程中油气排放污染日趋严重,油气挥发到环境中的碳氢化合物使得我国空气中PM2.5及臭氧含量和雾霾等空气质量问题的形势越发严峻。美国就汽车的油气挥发问题强制要求所有汽车必须安装车载油气回收(Onboard Refueling Vapor Recovery,ORVR)系统,该系统已经使用有20余年,数据显示其对挥发油气回收率高达98%。从2016年我国发布的《轻型