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块体系统不连续变形分析(DDA)方法评述 被引量:4
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作者 黄可明 郑鸣芳 《水利科技》 2004年第1期44-46,共3页
该文根据近年来相关期刊和专著中发表的有关文章,就近年来发展起来的一种全新的非连续介质计算方法———块体系统不连续变形分析(DDA)方法的基本理论、求解方法、工程应用情况作系统综述,并对该方法存在的问题和发展方向进行了探讨。
关键词 岩土工程 岩土力学 块体系统不连续变形分析法 DDA 岩体破碎
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一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法
2
作者 姚齐水 董鹏林 +2 位作者 唐嘉昌 夏艳 邱梓潼 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第6期1075-1086,共12页
针对航空航天领域大尺度连续变形机构构型问题,提出了一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法。首先,分析了大尺度连续变形机构的组成与基本功能,获得了满足机构拓扑结构、约束条件的要求,对变形机构运动链进行了分析,... 针对航空航天领域大尺度连续变形机构构型问题,提出了一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法。首先,分析了大尺度连续变形机构的组成与基本功能,获得了满足机构拓扑结构、约束条件的要求,对变形机构运动链进行了分析,得到了符合条件的运动链,并对其进行了数学描述;其次,选择并分析了运动链的拓扑对称性,利用特征数组的方法得到了判别矩阵,对运动链进行了同构判别,从而得到了可行的多种运动链形式;再次,建立了各运动链的拓扑图,通过筛选得到了最终的拓扑图,去掉该拓扑图的各个构件,得到了拓扑变换子图和相对应的邻接矩阵,对拓扑图进行了同构判别,再通过改变机架与移动副的位置得到了满足要求的12种构型,画出了其相应的机构拓扑图和机构简图;最后,考虑了大尺度连续变形机构的整体稳定性,避免了尺寸过大等因素,对大尺度变形机构进行了构型优选,得到了符合要求的多种新构型。研究结果表明:该方法能够将大尺度连续变形机构抽象为图形式,获得了22种构型,可根据机构变形要求的不同,改变优选依据,从而得到符合不同要求的构型。 展开更多
关键词 大尺度连续变形机构 图论 构型综合 同构判别 运动链结构拓扑分析 机构变形要求
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三维块体系统非连续变形正分析模型 被引量:13
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作者 姜清辉 杨文柱 丰定祥 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1765-1769,共5页
将非连续变形分析方法推广至三维,在一定的线性位移模式下,按最小势能原理建立三维块体非连续变形正分析模型,详细推导了荷载子矩阵、惯性子矩阵、位移约束子矩阵和接触子矩阵,给出了相应的公式和算例。
关键词 三维块体系统 节理岩体 连续变形分析
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多体系统非连续变形的弹性及弹塑性分析方法(I)——基本原理 被引量:1
4
作者 黎勇 冯夏庭 +1 位作者 栾茂田 王泳嘉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期12-16,共5页
非连续变形是多体系统的一个重要特性。从一般的平面问题出发,建立了多体系统的非连续变形分析的分区参变量最小势能原理,阐明了其理论基础,并推导了多体系统的非连续变形的弹性和弹塑性分析的整体控制方程,探讨了其求解的数值算法。该... 非连续变形是多体系统的一个重要特性。从一般的平面问题出发,建立了多体系统的非连续变形分析的分区参变量最小势能原理,阐明了其理论基础,并推导了多体系统的非连续变形的弹性和弹塑性分析的整体控制方程,探讨了其求解的数值算法。该方法能够仿真模拟多体系统的变形和应力,不仅能够对多体系统进行静、动力耦合分析,而且还能够逐步模拟与预测多体系统的变形与应力响应及接触界面上的接触应力和相对运动等复杂的非线性过程。 展开更多
关键词 固体力学 多体系统 连续变形 弹性分析 弹塑性分析 广义有限单元
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多体系统非连续变形的弹性及弹塑性分析方法(II)——数值算例 被引量:1
5
作者 黎勇 冯夏庭 +1 位作者 栾茂田 王泳嘉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期17-23,共7页
应用多体系统非连续变形的弹性及弹塑性分析方法从不同角度对刚性体、弹性体和弹塑性体组合多体系统进行具体的数值计算与分析,探讨接触界面的力学参数和材料强度参数对系统的变形、应力和接触应力以及塑性区的影响,得出十分有意义的结... 应用多体系统非连续变形的弹性及弹塑性分析方法从不同角度对刚性体、弹性体和弹塑性体组合多体系统进行具体的数值计算与分析,探讨接触界面的力学参数和材料强度参数对系统的变形、应力和接触应力以及塑性区的影响,得出十分有意义的结果与比较合理的结论。算例表明非连续变形计算力学模型作为一种新颖而强有力的数值分析与数值模拟方法,能够对一般的刚性体、弹性体和弹塑性体所构成的复杂的多体系统进行静、动力及接触非线性和材料非线性耦合数值分析与模拟,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 弹性 弹塑性分析 连续变形 多体系统 界面 材料非线性 应力集中
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利用非连续变形数值方法研究块体运动及其应力场初探 被引量:15
6
作者 陈兵 江在森 +1 位作者 王双绪 张希 《地壳形变与地震》 CSCD 2000年第1期38-42,共5页
依据非连续变形数值分析方法 (DDA法 )的基本理论 ,提出利用地壳形变观测资料解算块体运动及其应力场的“位移载荷法”,给出了相应的计算公式。根据断裂分布格局建立华北不连续块体模型 ,利用经过重心基准变换的华北 GPS网观测资料计算... 依据非连续变形数值分析方法 (DDA法 )的基本理论 ,提出利用地壳形变观测资料解算块体运动及其应力场的“位移载荷法”,给出了相应的计算公式。根据断裂分布格局建立华北不连续块体模型 ,利用经过重心基准变换的华北 GPS网观测资料计算了块体的运动方向 ,结果与观测资料比较吻合 ,块体视应力场的计算结果反映了本区的应力场状况。初步研究表明 ,DDA是一种值得进一步深入研究的新方法。最后对存在的问题和应用前景作了阐述。 展开更多
关键词 不连续变形分析 位移载荷 块体运动 应力场
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非连续变形正分析中的块体相互侵入问题研究 被引量:3
7
作者 张晓亮 江在森 +3 位作者 王双绪 张希 陈兵 薛富平 《大地测量与地球动力学》 CSCD 2003年第1期58-63,共6页
依据非连续变形正分析方法的基本理论 ,提出了一种考虑多块体运动系统中特定块体边界允许适量侵入的方法———子矩阵调整法 ,并给出了相应的调整公式。以青藏块体东北缘及其周围地区为例 ,考虑特定块体边界不同程度的侵入 ,模拟得到 :... 依据非连续变形正分析方法的基本理论 ,提出了一种考虑多块体运动系统中特定块体边界允许适量侵入的方法———子矩阵调整法 ,并给出了相应的调整公式。以青藏块体东北缘及其周围地区为例 ,考虑特定块体边界不同程度的侵入 ,模拟得到 :(1)考虑侵入后 ,的确使模拟的结果得到明显改善 ;(2 )用子矩阵调整法考虑特定块体边界适度侵入是切实可行的。 展开更多
关键词 连续变形分析 块体侵入 子矩阵调整 青藏块体 DDA方
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断层带及其周围块体系统的非连续运动变形模拟 被引量:7
8
作者 秦小军 刘宏先 +2 位作者 赵齐乐 周硕愚 杨淑贤 《地壳形变与地震》 CSCD 2001年第2期17-24,共8页
从工程块体系统非连续变形分析的基本理论出发 ,在严谨的运动学、力学基础上 ,给出了利用大地测量数据 (包括空间大地测量 ,跨断层测量 ,形变测量等 )分析断层带及其周围块体系统非连续运动变形的基本方程和方法。此方法除具有有限单元... 从工程块体系统非连续变形分析的基本理论出发 ,在严谨的运动学、力学基础上 ,给出了利用大地测量数据 (包括空间大地测量 ,跨断层测量 ,形变测量等 )分析断层带及其周围块体系统非连续运动变形的基本方程和方法。此方法除具有有限单元法的优点外 ,还能根据具体情况采用各种形状的弹性块体划分 ,对不同的断层和块体间的接触、滑动、张开选取不同物理参数 ,并把系统的大位移和大变形视为小位移和小变形的迭加。文中给出了计算公式和正反分析算例。 展开更多
关键词 连续变形分析 断层带 有限元 块体系统 位移函数 空间大地测量 形变测量
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非连续变形分析方法中的阻尼问题研究 被引量:4
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作者 付晓东 盛谦 张勇慧 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2057-2062,共6页
定量研究了非连续变形分析(DDA)方法中的黏性阻尼与数值阻尼。首先,基于Newmark直接积分法,推导了块体系统的运动方程。其次,通过动力学中的黏性阻尼理论建立了DDA中动力系数、时间步长与黏性阻尼比的关系式,探讨了DDA中的常加速度积分... 定量研究了非连续变形分析(DDA)方法中的黏性阻尼与数值阻尼。首先,基于Newmark直接积分法,推导了块体系统的运动方程。其次,通过动力学中的黏性阻尼理论建立了DDA中动力系数、时间步长与黏性阻尼比的关系式,探讨了DDA中的常加速度积分方案的数值阻尼分区及阻尼比计算方法,进而得到两种阻尼共同作用时的阻尼比表达式,并分析了频域内阻尼比的分布情况。最后,以谐振激励下的块体振动为例,通过对比不同阻尼作用下块体位移的DDA计算值与理论解,验证了本文提出的阻尼比计算公式的正确性。研究表明:黏性阻尼对低频的衰减作用明显,数值阻尼则可以很快地消除高频干扰,而二者共同作用下可降低阻尼的频率相关性。该研究成果为DDA的振动、波动等动力计算的阻尼取值提供了理论依据。 展开更多
关键词 连续变形分析(DDA) 阻尼问题 NEWMARK 黏性阻尼 数值阻尼
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耦合无网格法的非连续变形分析法研究 被引量:2
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作者 马永政 郑宏 李春光 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期4195-4201,共7页
非连续变形分析法(DDA)的线性位移模式,仅能描述常应变块体单元,实际应用中往往显得不够精确,有时甚至会引起很大的误差。为此近来先后引进诸多改进方法,如直接提高块体位移模式的阶数、在块体内部划分子块体并增设节理单元以及采用有... 非连续变形分析法(DDA)的线性位移模式,仅能描述常应变块体单元,实际应用中往往显得不够精确,有时甚至会引起很大的误差。为此近来先后引进诸多改进方法,如直接提高块体位移模式的阶数、在块体内部划分子块体并增设节理单元以及采用有限元插值等,也都存在缺陷。无网格法具有许多有效的插值模式,尝试引进无网格迦辽金中采用的移动最小二乘法(MLS)插值,来表达块体位移及应力场,为此在块体内布置离散的插值节点,用MLS建立块体内任意点位移近似函数代替原DDA位移表达式,并遵循原DDA的一些基本过程,包括:根据能量极值原理建立平衡方程、隐式求解、按时间步迭代统一求动静力问题、根据开合迭代模式检查可能接触类型等。数值算例表明,耦合无网格法的DDA能有效计算块体应力场,对块体系统的计算结果明显优于原线性位移模式。 展开更多
关键词 岩石力学 连续变形分析 无网格 位移模式 移动最小二乘
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非连续变形分析(DDA)线性方程组的高效求解算法 被引量:1
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作者 付晓东 盛谦 +1 位作者 张勇慧 冷先伦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1171-1178,共8页
非连续变形分析(DDA)方法对大规模工程问题的数值模拟耗时太长,其中线性方程组求解耗时可占总计算时间的70%以上,因此,高效的线性方程组解法是重要研究课题。首先,阐述了适用于DDA方法的基于块的行压缩法和基于试验-误差迭代格式的非0... 非连续变形分析(DDA)方法对大规模工程问题的数值模拟耗时太长,其中线性方程组求解耗时可占总计算时间的70%以上,因此,高效的线性方程组解法是重要研究课题。首先,阐述了适用于DDA方法的基于块的行压缩法和基于试验-误差迭代格式的非0位置记录;然后,针对DDA的子矩阵技术,将块雅可比迭代法(BJ)、预处理的块共轭梯度法(PCG,包括Jacobi-PCG、SSOR-PCG)引入DDA方法,重点研究了线性方程组求解过程中的关键运算;最后,通过两个洞室开挖算例,分析了各线性方程组求解算法在DDA中的计算效率。研究表明:与迭代法相比,直解法无法满足大规模工程计算需要;BJ迭代法与块超松弛迭代法(BSOR)的效率差别不大,但明显不如PCG迭代法。因此,建议采用PCG迭代法求解DDA线性方程组,特别是SSOR-PCG值得推广;如果开展并行计算研究,Jacobi-PCG是较好的选择,当刚度矩阵惯性优势明显时,BJ迭代法同样有效。 展开更多
关键词 岩土工程 连续变形分析 子矩阵技术 刚度矩阵存储 线性方程组求解 块雅可比迭代与预处理的块共轭梯度
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含DFIG风电场电-气耦合系统的概率连续混合潮流方法及其负荷裕度分析 被引量:3
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作者 马瑞 秦佳倩 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期38-46,共9页
针对含双馈感应式风机(DFIG)风电场电-气耦合多能流系统的最大负荷裕度及其耦合影响问题,考虑天然气管网的动态特性,建立考虑DFIG稳态模型和能源路由器(EH)的含参连续混合潮流模型;采用随机响应面法(SRSM)拟合DFIG出力,结合预估-校正及... 针对含双馈感应式风机(DFIG)风电场电-气耦合多能流系统的最大负荷裕度及其耦合影响问题,考虑天然气管网的动态特性,建立考虑DFIG稳态模型和能源路由器(EH)的含参连续混合潮流模型;采用随机响应面法(SRSM)拟合DFIG出力,结合预估-校正及电-气系统耦合交替迭代获取电力系统负荷节点的有功功率-电压曲线、天然气系统流量-气压曲线及其负荷裕度期望值;定义电压-负荷、气压-流量灵敏度,可分别跟随电力系统负荷节点有功功率-电压曲线、天然系统气流量-气压曲线的获取,定义电-气耦合环节中天然气系统节点压强-EH节点注入电功率和电力系统节点电压-EH节点天然气注入流量灵敏度,从而定量评估电-气耦合下电力系统、天然气系统和电-气耦合环节的薄弱节点及EH耦合程度。含DFIG风电场的IEEE14节点电力系统和22节点天然气系统通过11个EH耦合而成的电-气系统的算例仿真结果验证了所提模型、算法和所定义负荷裕度灵敏度指标的正确性和有效性。 展开更多
关键词 电-气耦合系统 动态特性 灵敏度分析 随机响应面 连续潮流 双馈感应式风机 负荷裕度
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连续线性系统时域分析中的函数匹配法 被引量:1
13
作者 赵树杰 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第1期94-101,共8页
本文讨论了在连续线性系统时域分析中求微分方程特解的函数匹配法,求冲激响应和阶跃响应的δ函数匹配法,并将其推广应用于一般激励信号作用下系统零状态响应的求解中。所讨论的方法比常用的代入法计算简单。
关键词 连续线性系统 时域分析 函数匹配
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基于颗粒非连续变形法的路基桩网结构土拱效应
14
作者 刘启清 李诚豪 +4 位作者 张凌之 夏斌 靳昆 马建军 黄林冲 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第7期2917-2926,共10页
桩网路基由于其施工工期短和沉降变形小等优点在中国铁路和公路建设中得到了广泛的应用。为研究桩网路基中土拱效应的机理和影响因素,采用非连续变形分析方法(discontinuous deformation analysis, DDA),通过改变路基高度、桩间净距和... 桩网路基由于其施工工期短和沉降变形小等优点在中国铁路和公路建设中得到了广泛的应用。为研究桩网路基中土拱效应的机理和影响因素,采用非连续变形分析方法(discontinuous deformation analysis, DDA),通过改变路基高度、桩间净距和土工格栅参数建立了九种不同模型。结果表明:数值结果与实验结果吻合良好,验证了非连续变形分析方法在模拟路基桩网结构土拱效应上的可行性;随着路基高度的增加,土拱产生的作用逐渐显著,等沉面高度稳定为0.8~0.85倍桩间净距;桩间净距对桩土应力比峰值时刻有明显影响,随着桩间净距的减小,桩顶接受来自路基荷载传递的压力增大,桩土应力比达到峰值的速度加快。桩间净距的减小会导致等沉面高度的下降;加入土工格栅后,桩网结构所产生的桩土应力比与未加入土工格栅的相比更大,说明土工格栅可有效提高路基强度。 展开更多
关键词 连续变形分析 路基高度 桩间净距 桩网路基 土拱效应
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非连续变形分析的MLS后处理方法
15
作者 孙越 冯象初 +1 位作者 肖俊 王颖 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第7期743-754,共12页
非连续变形分析(discontinuous deformatrion analysis,DDA)通过引入虚拟节理网格将块体离散成子块体系统进行断裂扩展数值模拟.针对这种方法难以获得精确块体应力分布的问题,提出一种基于无网格法移动最小二乘(moving least squares,M... 非连续变形分析(discontinuous deformatrion analysis,DDA)通过引入虚拟节理网格将块体离散成子块体系统进行断裂扩展数值模拟.针对这种方法难以获得精确块体应力分布的问题,提出一种基于无网格法移动最小二乘(moving least squares,MLS)插值的应力恢复算法.利用DDA计算得到的节点位移,通过恰当构造MLS形函数及其导数,推导了块体任意点应力的计算公式.数值算例将基于MLS后处理的结果与解析解及平均值法后处理结果进行比较,验证了所提出方法的精确性和有效性. 展开更多
关键词 无网格 移动最小二乘插值 应力恢复 连续变形分析 块体粘接模型
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非连续变形计算力学模型的粘弹性分析方法Ⅰ:基本理论
16
作者 黎勇 栾茂田 +2 位作者 冯夏庭 王泳嘉 叶祥记 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期440-447,共8页
基于粘弹性广义有限单元和接触力元,发展了适用于多体相互作用系统非连续变形分析的粘弹性数值分析方法,通过虚功原理,给出了其分区参变量最小势能原理,从而阐明了其理论基础。粘弹性广义有限单元的本构关系可由粘弹性退化为弹性或刚性... 基于粘弹性广义有限单元和接触力元,发展了适用于多体相互作用系统非连续变形分析的粘弹性数值分析方法,通过虚功原理,给出了其分区参变量最小势能原理,从而阐明了其理论基础。粘弹性广义有限单元的本构关系可由粘弹性退化为弹性或刚性,因此本文所提出的方法可对由刚体、弹性体和粘弹性体所构成的复杂多体系统在外荷载作用下的力学行为进行数值模拟,同时能够比本文精确地直接得到多体之间的接触应力。 展开更多
关键词 广义有限单元 连续变形 粘弹性分析 接触力元 相互作用 多体系统 界面 接触
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非连续变形计算力学模型的粘弹性分析方法Ⅱ:算例分析
17
作者 黎勇 栾茂田 +2 位作者 冯夏庭 王泳嘉 叶祥记 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期448-454,共7页
应用作者们所提出的非连续变形计算力学模型粘弹性分析方法对具体的多体系统在动力外荷载作用下的响应进行了数值模拟,探讨了系统中物体的粘性阻尼对整个系统的变形、应力和接触应力等的影响。与通用软件ABAQUS的计算结果进行了比较研究... 应用作者们所提出的非连续变形计算力学模型粘弹性分析方法对具体的多体系统在动力外荷载作用下的响应进行了数值模拟,探讨了系统中物体的粘性阻尼对整个系统的变形、应力和接触应力等的影响。与通用软件ABAQUS的计算结果进行了比较研究,两种方法所得到的结果基本一致,但所发展的方法克服了ABAQUS中接触应力分段均匀分布的缺陷,因而所得到的接触应力较为合理,同时也说明了所提出的方法为由刚体、弹性体和粘弹性体所构成的复杂多体系统的数值分析提供了有力的工具。 展开更多
关键词 连续变形 粘弹性分析 接触力元 广义有限单元 相互作用 多体系统 接触界面 应力集中
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关于线性连续系统的三种分析方法 被引量:1
18
作者 陈美珠 《江苏电机工程》 1997年第4期61-62,65,共3页
所谓系统分析,即对给定的某具体系统求出它对于给定激励的响应.在此所讨论的是线性连续系统.设f(t)为激励信号;y(t)为全响应信号;y_x(t)为零输入响应信号;y_f(t)为零状态响应信号,则:y(t)=y_x(t)+y_f(t)下面针对零状态响应y_f(t)的求解... 所谓系统分析,即对给定的某具体系统求出它对于给定激励的响应.在此所讨论的是线性连续系统.设f(t)为激励信号;y(t)为全响应信号;y_x(t)为零输入响应信号;y_f(t)为零状态响应信号,则:y(t)=y_x(t)+y_f(t)下面针对零状态响应y_f(t)的求解,介绍线性连续系统的三种分析方法——时域分析、频域分析及复频域分析. 展开更多
关键词 线性连续系统 分析 频域分析 线性微分方程
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块体理论赤平解析法在龙滩水电站地下厂房洞室群稳定分析中的应用 被引量:32
19
作者 毛海和 夏才初 +1 位作者 张子新 杨林德 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1308-1314,共7页
龙滩水电站地下厂房开挖区域岩体不连续面发育,确定厂房开挖面是否可能产生可动块体并判断其稳定性具有重要实际意义。块体理论是适用于分析断层、节理发育破碎刚性岩体稳定性的有效方法,在对场区工程岩体勘察资料的详细研究基础上,运... 龙滩水电站地下厂房开挖区域岩体不连续面发育,确定厂房开挖面是否可能产生可动块体并判断其稳定性具有重要实际意义。块体理论是适用于分析断层、节理发育破碎刚性岩体稳定性的有效方法,在对场区工程岩体勘察资料的详细研究基础上,运用块体理论赤平解析法分析龙滩水电站地下厂房洞室群的稳定性,对各开挖面构成可能移动块体的不连续面分布情况进行较系统的评价,得出厂房各部分可动块体分布的直观统计结果,为设计有效的加固方案提供了依据。 展开更多
关键词 岩石力学 水电站地下厂房 不连续 块体理论赤平解析 块体稳定分析
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块体理论赤平解析法在锦屏二级水电站皮带机隧洞稳定分析中的应用 被引量:11
20
作者 梁宁 伍法权 +1 位作者 刘彤 刘建友 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期383-388,共6页
块体理论是适用于分析节理发育破碎刚性岩体稳定性的有效方法。锦屏二级水电站皮带机隧洞岩体不连续面发育,隧洞开挖面是否产生可动块体影响着皮带机隧洞的稳定性。在对皮带机隧洞详细的地质调查和研究基础上,运用块体理论赤平解析法分... 块体理论是适用于分析节理发育破碎刚性岩体稳定性的有效方法。锦屏二级水电站皮带机隧洞岩体不连续面发育,隧洞开挖面是否产生可动块体影响着皮带机隧洞的稳定性。在对皮带机隧洞详细的地质调查和研究基础上,运用块体理论赤平解析法分析皮带机隧洞的稳定性,对各不连续面和开挖面构成的可动块体滑动形式进行判断,得出了块体的失稳形式以单面滑动为主,双面滑动和垂直掉块相对较少的结论;同时得出皮带机隧洞各部分可动块体分布的直观统计结果,即皮带机隧洞左侧墙,左、右顶拱失稳块体较多,右侧墙较少。 展开更多
关键词 隧洞 不连续 块体理论赤平解析 块体稳定分析
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