地下工程设计与分析方法发展的现状

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浅议地下空间开发利用的发展方向

浅议地下空间开发利用的发展方向

浅议地下空间开发利用的发展方向地下空间的双重特性使之既具有城市公共空间的共性,又具有其作为子系统的特性。

过去城市中心区的地下空间利用局限在单体商业地下空间的延伸或人行地下通道的拓展。

现在思路应该提升到城市区域层面上的整合设计。

将其纳入整个城市的交通、空间体系,成为城市商业空间的有机组成部分。

一、我国地下空间的施工现状施工技术随着科技的发展,地下工程施工技术发展迅速,越来越多的先进设备和方法运用于地下工程施工。

(1)明挖法,这种施工方法简单、方便、安全,主要用于浅埋的地下工程如地下商场、地下街道、地下停车场等,但是这种方法要占用一定地面面积,对地面的交通和环境有一定影响;当开挖深度大时,支护系统也更加复杂,就会不够经济适用。

(2)暗挖法,这种方法有很多优点,不仅对人们生产生活影响小外,还充分的发挥围岩的支撑作用,节约资源和成本,具有很高的可靠性。

(3)盾构法,盾构法在使用上较为广泛,一般的水文地质条件下施工的要求基本都能满足,便于管理且施工人员较少,气候或天气条件基本不会影响施工作业。

由于盾构法的强大优势,一般应用于较深层的地下施工,因此对城市地面交通和人们生活影响很小。

二、我国地下空间存在的问题总的来说,广泛利用地下空间是趋势所在,发展潜力巨大,在经济建设、城市可持续发展等方面将发挥重要作用。

然而,目前地下空间的利用也暴露出一些问题。

1、空气环境处理地下建筑被包围在岩石土壤中,不能像地上建筑那样通过天然采光、自然通风等获得较好的建筑环境。

人类在地下空间活动对地下建筑环境有更高的要求。

地下建筑应具有较舒适的温湿环境和气流速度。

除此之外,还要保证空气中O2、CO2的含量标准。

2、光环境处理地下建筑环境封闭,保持合适的照度十分必要,光线过强或过弱都会引起视觉疲劳。

地下建筑中的照度标准,至少不低于同类型同规模的地上建筑,尽可能使用光谱接近太阳光光谱的灯具。

3、心理环境人们长期在地下建筑生活会不利于人的发展,地下建筑会给人身体和心理一种压抑感及负面心理影响。

城市地下空间开发与设计的探析

城市地下空间开发与设计的探析

城市地下空间开发与设计的探析1. 引言1.1 城市地下空间开发与设计的探析城市地下空间开发与设计一直是城市规划和建设中备受关注的重要议题。

随着城市化进程的加快和土地资源日益紧张,城市地下空间的利用和开发成为了解决城市发展难题的重要途径。

在城市地下空间的开发与设计中,不仅需要考虑土地利用的高效性和经济性,还要考虑城市功能的协调性和可持续性。

对城市地下空间的探索与研究显得尤为重要。

本文将从城市地下空间的发展历程、分类和特点,开发的现状分析,设计的现状与趋势以及面临的挑战等方面对城市地下空间开发与设计进行探析。

通过对城市地下空间的深入分析,可以更好地把握城市发展的脉络和方向,为实现城市可持续发展提供重要参考。

在未来,城市地下空间的开发与设计将继续发挥重要作用,为城市的繁荣和进步注入新的活力。

深入研究城市地下空间的开发与设计,不仅有利于促进城市规划和建设的科学化和智能化,也有利于提升城市的整体竞争力和综合实力。

部分结束。

2. 正文2.1 城市地下空间的发展历程城市地下空间的发展历程可以追溯到古代文明时期。

在古代,地下空间被用于储藏粮食、水源、以及提供庇护所的功能。

随着城市化的发展,地下空间的利用逐渐增加,成为了城市发展的重要组成部分。

在现代城市规划中,地下空间的开发也逐渐受到重视。

20世纪初,地下空间开始被用于交通设施,如地下铁路、地下通道等。

随着城市人口的增加和土地资源的有限性,地下空间的利用变得愈发重要。

各国开始进行地下空间的规划与开发,包括地下商业区、地下停车场、地下文化设施等。

随着科技的进步,地下空间的开发也逐渐走向多样化和高效率化。

利用先进的建筑设计和建筑材料,地下空间可以实现灵活多变的功能。

地下空间的开发也带来了新的挑战,如地下水资源污染、地下空间管线的管理等问题。

城市地下空间的发展历程是一个不断迭代和创新的过程。

随着城市化的不断推进和人们对城市生活品质的追求,地下空间的开发与设计将会变得更加重要和复杂。

城市地下空间工程施工特点及面临的机遇与挑战分析

城市地下空间工程施工特点及面临的机遇与挑战分析

城市地下空间工程施工特点及面临的机遇与挑战分析摘要:我国经济不断深入发展,城市化水平也不断提高,但一系列的城市问题也与之而来,城市地区用地情况不断紧张,生态环境不断恶化,为了解决这些问题,促进城市地区更好的发展,发达国家开始对城市地下空间进行开发利用,我国也迈入了这一行列,尽管取得了一定的成果,但相较于发达国家的地下空间工程施工技术,仍然有较大差距。

本文就我国城市地下空间工程施工的技术方法进行了总结,并且分析了我国施工技术的发展现状和特点,探讨了我国面临的机遇和挑战,并且提出了具体的应对措施。

关键词:城市地下空间工程施工;技术方法;特点;机遇与挑战;措施引言为了不断贯彻落实科学发展观,切实把集约化的发展理念落实到位,我国对城市地下空间工程施工技术进行了深入的研究,近年来,各大城市不断涌现出地下车库、地下管道、地下商场、地铁等地下工程,这些工程不仅有利于节约城市土地资源,更有利于城市长久可持续发展但纵观我国地下空间工程,主要停留在对于地下浅层空间,而且缺乏对于复杂岩层区的研究,因此,要不断吸取经验,勇于探索,加快我国对于城市地下空间利用开发的步伐。

一、城市地下空间工程施工技术1.城市地下空间工程施工技术的概述近年来,伴随着城市环境不断恶化,为了节约城市土地资源,社会上开始对城市地下空间进行开发和利用。

对于城市地下空间的开发利用主要是依赖于相关施工技术,纵观我国的地下工程施工技术,总体上处于较先进水平,但是也只是停留在地下浅层空间,有关中浅层空间的开发利用技术还不够成熟,综上,当前我国城市地下空间工程施工技术还有待进步。

就“技术”这一定义来说,从狭义上来看,就是指在施工过程中技术,但从广义上来看,不仅仅包含施工过程中需要的技术,更包含了施工的思想设计、方法等。

2.城市地下空间工程施工技术方法城市地下空间工程施工技术方法种类多样,主要包含明挖法和暗挖法两大类,对于施工方法的选择,主要应该根据地质、地形及环境条件以及埋置深度等其因素,其中起到决定性作用的就是埋置深度。

我国城市轨道交通地下工程的施工技术现状与发展

我国城市轨道交通地下工程的施工技术现状与发展

我国城市轨道交通地下工程的施工技术现状与发展摘要:随着城市化进程的加快,地下空间的开发利用面临巨大的机遇和挑战。

施工技术作为地下工程施工的前期环节和主要组成部分,是决定城市地下工程成败的关键。

本文对我国城市轨道交通地下工程的施工技术现状与发展做了简单介绍。

关键词:城市;轨道交通;地下工程;施工技术引言随着我国经济的快速发展和科技的进步,我国城市化水平不断加快,导致了人口急剧膨胀,城市交通拥堵问题日渐严重。

为了缓解城市交通拥堵,节约土地资源,城市地下空间的开发和利用具有现实的意义。

1城市轨道交通地下工程建设特点从地层特点分析,目前我国城市轨道交通地下工程的建设主要包括软弱地层、岩层、软弱地层与岩层的交变和砂卵层四种,其中软弱土层的地下车站和隧道的修建都是在软土层中进行的,如上海市;岩层以重庆和青岛地区为典型;软弱地层与岩层的交变的代表城市如南京、广州等地;卵层地区主要有成都、北京等地。

受地质条件的影响,不同地区的施工方法不尽相同,因此,在地铁建设过程中,施工技术呈现出显著的多样性。

在我国经济发展匿乏区,施工设备比较落后,在选择施工方案时,主要考虑建设的经济性。

自改革开放以来,我国经济明显好转,施工技术也逐渐趋于成熟,开始注重以人为本和环境保护。

现在,为确保投资可以最快地发挥作用,收获利润,从而提高经济效益,人们对于一个工程的施工期限要求较短,同时,决策部门在选择施工方案时,也会尽可能地缩短建设周期。

针对工期的要求,也需研发新的方法。

2城市轨道交通地下工程盾构法施工技术分析2.1盾构法施工技术盾构法具有起步较晚却发展迅速的特点,我国盾构法施工研究起于上世纪的60年代,上海隧道公司对上海的淤泥质土和粉土进行了试验,获得了地铁盾构隧道设计和施工的经验,先后使用了敞胸手掘式盾构施工技术、干出土网格式盾构施工技术、水力出土网格式盾构施工技术以及土压平衡式盾构施工技术。

上海地铁一号是盾构施工技术的首次采用,为软土地区地铁施工提供了经验。

地下空间发展现状和发展前景

地下空间发展现状和发展前景

地下空间发展现状和发展前景摘要:地下空间是一个巨大而又丰富的空间资源,与地表空间比较,具有防护性、密闭性、稳定性、节地性以及一定的经济价值。

对城市地下空间的开发利用,既能拓展城市的空间容量,又能满足城市的各种功能需求,本文总结了当前城市地下空间开发的必要性和未来的发展趋势。

关键词:地下空间;防护性;经济价值;发展趋势1.开发利用城市地下空间的原因在发展中国家,由于城镇化进程不断加快及经济的快速发展,给城市的发展带来动力的同时也引发许多问题,如城市面积的扩张带来土地资源的减少、城市人口的膨胀给城市基础设施和城市环境所带来的压力与挑战、城市机动化带来的环境污染等。

根据《2016中国国土资源公报》,2015年,全国因建设占用、灾毁、生态退耕、农业结构调整等原因减少耕地面积30.17万公顷,耕地是我国的重要战略资源,其可持续发展是实现可持续发展战略的前提。

目前,中国国土面积最多可供给17亿人口,而目前耕地资源日益枯竭的严峻形势,更是摆在中国各级政府和民众面前的一大难题。

目前,我国大力推行可持续发展战略,通过对城市地下空间的开发利用,可以提高地面绿地面积、增加土地利用率、减少人口流量、降低污染、改善环境、促进城市可持续发展。

城市是人类社会发展的必然结果,而城市所面对的问题则是国家与社会现实状况的反映。

在某些大、特大城市,尤其是那些年代久远具有历史意义的老城区或经过改建的大城市,其人口密集,建筑物林立,空间拥挤,交通拥堵的问题屡见不鲜。

从城市的角度出发,地下空间是一种宝贵的自然资源,也是一种具有战略意义的战争资源,开发地下空间尤为重要。

2.国内外城市地下空间开发利用现状2.1新型城镇化进程不断加快带来了城市土地资源的紧张和生态困境随着我国经济、社会的快速发展,新型城镇化进程不断加快,根据《第七次全国人口普查公报》数据显示2020年我国常住人口城镇化率达63.89%,与2010年相比,城镇人口比重上升14.21个百分点。

我国隧道及地下工程发展现状与展望 徐锐

我国隧道及地下工程发展现状与展望  徐锐

我国隧道及地下工程发展现状与展望徐锐摘要:随着我国经济的迅速发展、城市人口也随之急剧增长,为解决人口流动与就业点相对集中给交通、环境等带来的压力,满足国家环境和局势变化需求,修建各种各样的隧道及地下工程已成为必然趋势,这给隧道及地下工程的发展建设带来了机遇。

隧道及地下工程事业的发展有利于国土资源的充分开发利用,具有环保和节能优势,特别是在改变我国水资源条件及油气能源储备等方面,具有重要的作用,但是同样面临着诸多严峻的挑战。

本文首先对我国隧道及地下工程近两年的发展进行了简要概述,详细探讨了近年来隧道及地下工程的技术发展与创新,旨在促进我国隧道及地下工程的快速发展。

关键词:隧道;地下工程;发展现状;展望随着国民经济建设的发展,我国隧道和地下工程的建设规模和科学技术水平,在最近十几年有了飞速的发展:成功地修建了一大批长度长、断面大、工程地质和水文地质条件十分复杂的隧道工程;施工机械化和施工技术水平有了提高;城市隧道工程和地下空间的利用有了新的进展;工程地质先进勘探技术的应用有了突破;地下工程设计理论和计算方法有所前进。

这些成就缩短了我们与国际水平的差距。

1 我国隧道及地下工程近两年的发展1.1主要领域的隧道建设进展情况1.1.1铁路隧道截至2015年底,全国在建铁路隧道3 784座,总长8 692 km;规划隧道 4 384座,总长9 345 km;运营隧道13 411座,总长13 038 km o 2015年新增开通运营铁路隧道1 316座,总长2 160 km,其中10 km以上隧道18座,总长245 km。

表1是中国铁路总公司工程设计鉴定中心统计的全国铁路隧道情况汇总。

相比2013年,新增铁路运营隧道2 337座(总长4 099km)。

1.1.2公路隧道据统计,截至2015年底,我国大陆运营公路隧道14 006座,总长12 684 km;近两年新增运营公路隧道2 647座(3 079 km)。

目前最长的公路隧道为17. 1km的木寨岭隧道,于2016年7月18日贯通。

探讨地下工程的现状及其发展前景

探讨地下工程的现状及其发展前景

也 有 为 掩 埋 核 废料 的 地 下 2. 3 地下 铁 道在 城 市交通 中 的作用 改革 开 放 以来 , 我国 在交 通 、 水 利 水 修 建 在 地 下 的 , 电、 市政 、 地 下 工 程开 发 和 利 用 等 基 础 设 施 深 层 洞库 。 军 工 工 程 和 人 民防 空 工 事 , 有不 2 0 世纪 8 0 年 代 改 革开 放 的大 潮 中 , 城市 有 些 地 下 工 程 可 利 用 天 然 洞 经 济 发展 , 都 市 人 口流 量 猛 增 , 都 市交 通 状 领 域 取 得 了令 人 瞩 目的 成 就 , 尤 其 是 近 十 少 修 于 地 下 。 况恶化严 重 。 已 成 为 困 扰 城 市 市 民 生 活 与 年来, 更 取得 了 突 飞猛 进 的 发 展 , 其 中铁 路 穴 , 在加固修缮后使用 。 制 约 城 市 发 展 的 一 大难 题 。 事实上 , 增车 扩 隧道 、 公路隧 道、 水 利 水 电隧 洞 、 市 政 共 同 路 已远 赶 不 上 交 通 量 的 增 长 速 度 , 而 且 道 沟 以 及 城 市 地 铁 也 取 得 了 前 所 未 有 的 发 2 地下工程发展前景 因此 , 地 下铁 展, 同 时 在 设 计 和 施 工 技 术 水 平 上 也 有 了 近 年来, 由于 我 国 的 城 市 化 进 程 在 不 路 面 积 也 不 可 能 无 限 制 增加 , 断加快 , 大量的人 I = l 涌入 城 市 , 住房问题 , 出了不少 问题 , 花 费 了 许 多 不 该 花 的 工 程 交 通 问题 等一 系 列 现 实 问 题 使 我 国 的 城 市 费。 因此 , 我 们 很 有 必 要针 对 地 下 工程 的 现 土 地 空 间 资 源 的 利 用 遭 遇 到 了 严 峻 的 挑 战。 可以预见, 充 分 发 展 地 下 工 程 将 对 我 国 状及其 发展前景进行探 讨分析。

地下工程数字化发展现状及未来趋势分析

地下工程数字化发展现状及未来趋势分析

地下工程数字化发展现状及未来趋势分析随着科技的快速发展,数字化技术在各个行业中扮演着越来越重要的角色。

地下工程作为建筑工程的重要组成部分,数字化技术在其发展中也扮演着不可忽视的角色。

本文将分析地下工程数字化发展的现状,并展望未来的趋势。

一、地下工程数字化发展现状1. 数据采集与处理:数字化技术在地下工程中的应用前提是大量准确的数据。

现代的数据采集仪器可以实时获取地下环境的信息,如土壤结构、地下水位等。

通过数字化的手段,这些数据被存储、处理和分析,并供工程师使用。

2. 三维建模与可视化:数字化技术使得地下工程的三维建模成为可能。

通过将采集到的数据进行处理,可以生成真实可靠的三维模型,以展示地下工程的整体情况。

这种可视化技术不仅有助于工程师和设计师更好地理解地下结构,还能提供决策者直观的信息。

3. 智能监测与预警系统:数字化技术使得地下工程的监测和预警更加准确和及时。

通过传感器和数值模拟,可以实现对地下结构变化的实时监控和预警系统。

这为及时发现和应对地下工程中的问题提供了有力支持。

4. 建设过程管理:数字化技术在地下工程建设过程中的应用也越来越广泛。

通过数字化技术,可以实现工程施工进度、质量和成本的实时监控与管理,提高工程的效率和质量。

此外,数字化技术还可以为工程师提供可视化的决策支持,优化施工计划。

二、未来趋势预测1. 数据集成与共享:未来地下工程数字化发展的趋势是实现数据的集成与共享。

地下工程涉及多个专业领域,各个领域的数据需要进行有效的整合与共享,以便形成较为完整的地下环境模型。

在数字化技术的支持下,不同部门和机构的数据可以进行互联互通,从而提高整个地下工程的效率和质量。

2. 增强现实与虚拟现实技术:未来地下工程发展的趋势是将增强现实(AR)和虚拟现实(VR)技术应用于该领域。

通过这些技术,工程师可以在虚拟环境中进行操作和模拟,以更好地了解地下结构,并进行决策。

此外,AR和VR技术还有助于培训和协作,提高工程师的工作效率和准确性。

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地下工程设计与分析方法发展的现状
当前,我国已经是世界上地下工程规模最大,数量最多地质条件和结构形式最复杂,修建技术发展速度最快的国家。

随着我国经济建设的高速发展,全国交通路网建设也呈现迅猛发展态势出现了大量的深埋大长山岭隧道,隧道穿越地层的复杂性也日益增加,建设难度越来越大。

其次,随着城市人口急剧膨胀所带来的生存空间拥挤、交通阻塞、环境恶化等问题,使得地下空间的开发成为热点。

大量地下停车场、地下商业街、人行地下通道、地铁车站、地下储存库等地下工程亟待修建。

尤其是软弱围岩地下工程的建设需要考虑的因素更多,技术难度更大,隧道修建技术面临新的挑战。

针对现有的地下工程设计方法,设计时宜采用新奥法的设计理念,结合荷载结构法及地层结构法进行动态设计。

首先通过荷载结构法进行预设计,采用普氏理论或是相关规范的推荐方法算出所需的支护抗力。

根据抗力大小确定支护方式为喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑中的一种或多种形式组合结构。

通过力学方法得出各支护结构的参数。

然后采用地层结构法进对支护参数进行校核,一般采用数值模拟的方法,如:FLAC、ABAQUS 等软件,必要时还可采用模型试验进行校核。

以上工作完成后即开始绘制预设计施工图,进行施工作业。

在施工过程中开展围岩表面收敛、围岩内部位移及钢架应变等在线监测,实时掌握围岩的动态力学行为。

根据监测所得数据进行判断或者反分析,得出修正
设计参数,对后续施工进行指导,或者对已施工工程进行加固处理。

在线监测与修正设计是一项循环迭代过程,直至整个工程修建完毕。

根据地下工程的特点提出以下3个典型关键点设计技术进行探讨。

1) 隧道交叉点设计技术。

地下工程经常会遇到的工况是交叉隧道。

交叉隧道设计方法仍采用基于新奥法理念的动态设计方法。

通过地层结构法及模型试验分析得出: 相同断面的交叉隧道可以任选一条隧道先行开挖后再开挖另一条隧道; 对于不同断
面的交叉隧道,原则上宜先开挖断面较大的隧道,而后开挖小断面隧道。

这种开挖方式对原岩的扰动性最小,对隧道受力最有利。

2) 大跨度洞室设计技术。

对于大跨度洞室的设计宜采用复合式支护结构,其中“以注浆锚杆 + 组合钢结构”为主,喷射混凝土及钢筋网按照常规方法设计,注浆锚杆的抗力设计根据地层条件及施工水平应进行相应折减。

组合钢结构的设计为设计
的重点,其总体结构布置,构建选型,结点设计均比较关键。

设计原则是在保证结构能提供足够抗力的前提下尽量减少钢材用量,在方便施工的同时达到了经济的目的。

3) 穿越不良地质条件隧道设计技术。

不良地质条件是大多数地下工程都会遇到的问题,如穿越断层、破碎带、或松散透镜体等。

当遇到不良地质条件时,一般采用前方封堵,后方加固的治理策略。

首先对掌子面前方的不良地质体采用超前小导管注浆
加固,而后再掘进,以保证开挖后顶板及掌子面稳定。

对于开挖
后的隧道采用闭合式钢架进行密排支护,再喷射混凝土对钢架进
行封闭。

地下工程围岩稳定性问题一直是岩土工程的一个重要研究内容,而围岩稳定性评价结果的正确与否直接关系到地下工程的成败。

根据地下工程围岩稳定性分析的数学模型,可将目前常用的围岩稳定性分析方法分为:理论分析法、数值分析方法、模型试验法三类。

1 理论分析方法
理论分析方法主要是通过对围岩进行解析计算来评价其稳定性。

在进行围岩稳定性分析时,经常采用复变函数法进行围岩应力与变形计算,并能得出弹性解析解。

解析法有分离变量法、积分变换法、积分方程法、变分法及复变函数法等。

对岩性坚硬、节理不发育、完整性较好的围岩进行稳定分析,经常采用复变函数法得出弹性解析解。

解析方法多用于圆形隧道的求解,当洞室是非圆形时,就需要通过保角变换把复杂形状的边界变换为简单形状的边界来求解。

解析法具有精度高,分析速度快和易于进行规律性研究等优点。

但解析法分析围岩应力和变形目前多限于深埋地下工程,只能适用于边界条件较为简单及介质特性不甚复杂的情况,对于受地表边界和地面荷载影响的浅埋隧道围岩分析在数学处理上存在一定的困难。

2 数值分析方法
随着计算机的发展和普及,数值分析法已经成为岩石力学研究和工程设计计算的重要手段,在地下工程围岩稳定分析中大致采用以下方法:
(1)有限元法。

有限元法自 20 世纪 70 年代提出发展至今已经相当成熟,是目前最广泛使用的一种数值方法,可以用来求解线弹性、弹塑性、粘弹塑性、粘塑性等问题,是地下工程岩体应力 - 应变分析最常用的方法。

其优点是可以部分地考虑地下结构岩体的非均质和不连续性,可以给出岩体的应力、变形大小和分布,并可近似地依据应力应变规律去分析地下结构的变形破坏机制。

但有限元法在本质上是一种连续介质的数值分析方法。

为了模拟岩体中存在的断层、节理、裂隙等结构面,考虑其非连续性,可按结构面的特征采用不同的处理方法。

有限元法的应用是否真正有效,主要取决于两个条件:一是对地质变化的准确了解,二是对介质物性的深入了解,即岩体的各个组成部分在复杂力及其变化的作用下的变形特性、强度特性及破坏规律等。

DDA 方法。

由石根华与Goodman 提出的块体系统不连续变
形分析是基于岩体介质非连续性发展起来的一种新的数值分析方法。

DDA 模型建立了一套完整的块体系统运动理论,与有限元法的不同之处是可以计算不连续面的位错、滑移、开裂和旋转等大位移的静力和动力问题。

DDA模型将岩体完全离散化,这与实际岩体的情况不十分相符,将 DDA模型与连续介质力学数值模型结合起来,应该是DDA模型工程应用研究大的发展方向。

(3)离散单元法。

自1971年Cundall首次提出离散单元模拟以来,这一方法已在岩土工程问题中得到越来越多的应用。

其基本思想是岩块之间的相互作用,同时受表征位移 - 力的物理方程和反映力-加速度(速度、位移)的运动方程的支配,通过迭代求解显示岩体的
(4)块体单元法。

任青文等提出的块体单元法以块体单元的刚体调条件及块体之间夹层材料的本构关系,通过变分原理建立块体单元法的支配方程,用于确定块体位移及夹层材料的应力状态。

该法可以解决非连续介质问题,特别适用于具有众多节理、裂隙岩体的变形、应力和地质结构面岩体的稳定分析,具有效率高、精度好等优点。

但该方法将岩体完全离散化,这与实际岩体情况不太相符。

(5)限差分法。

为了克服有限元等方法不能求解大变形问题的缺陷,Cundall 根据有限差分法的原理,提出了FLAC (FastLagrangianAnalysis of Continuum)数值分析方法。

该方法采用了混合离散方法、动态松弛方法和显式差分法,不形成刚度矩阵,适合于模拟地质材料在达到强度极限或屈服极限时发生的破坏和塑性流动的力学行为;适合于模拟地质材料的大变形、失稳、动力、流变、支护和加固、建造及开挖等问题;同时,还可以模拟渗流场和温度场对岩土工程的影响。

该方法与有限元方法相比,能更好地考虑岩土体的不连续和大变形特性,求解速度较快。

其缺点是计算边界、单元网格的划分带有很大的随意性。

(6)边界元法。

边界元法由英国学者 Bribbia 最先提出,并从20世纪60年代开始在工程计算中得到应用。

该法将偏微分方程变换成求解对象边界上的积分方程式并将其离散化求解。

由于变换成边界上的方程式使问题比解析对象降低了一维,对于一般的线性问题只需进行区域边界的单元分割,所以与有限元相比,具有计算时间短、计算范围大等特点,但边界元法系数矩阵是满阵,远比有限元刚度矩阵(带状稀疏阵)的结构复杂,且对奇异边界较难处理,对变系数、非线性等问题较难适应。

(7)块体 - 弹簧元分析法。

Kawai于 1987年提出了采用简化的刚性块体来模拟不连续介质的刚体弹簧元数值模型。

它以单元形心的刚体位移为基本未知量,仅考虑单元之间缝面的变形协调和本构关系来建立求解的支配方程,确定缝面的相对位移和应力。

该模型在分析节理岩体的稳定性时具有一定的优点,可以反映围岩不连续的变形和运动规律。

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