基于上限有限元运动单元法的堆积体边坡非线性失稳机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51208522
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0809.道路与轨道工程
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

The accumulation body, a common adverse geological body in dangerous mountain areas, poses a serious threat to the construction and operation of transport in mountain areas. Since the existing theories cannot describe and generalize the characteristics of accumulation body with high heterogeneity, discontinuity, non-linearity, it is important and imperative to study the nonlinear instability mechanism of accumulation slope for its safety assessment and dispensarization under complex conditions. In this research project, by integrating the respective merits of the kinematical element method and the finite limit element upper method, the nonlinear programming mathematical model and solving format of the finite limit element upper method with adaptive grid and reset velocity discontinuity line is established. Parameter inversion analysis model of nonlinear yield strength of accumulation slope under complex conditions is established based on the system minimum energy consumption principle. The failure modes and internal dissipation of energy distribution in accumulation body is obtained and the distinction between the key parts of support part and mechanical weak regions is also clarified after strain localization being taken into account and the implementation of stability calculation and parametric analysis of accumulation slope under complex conditions (arbitrary boundary, layered geotechnical and nonlinearity yield characteristics of material), and then the occurrence and spread law of the nonlinear instability mechanism of the accumulation of body is clarified. Meanwhile, the comparison verification is carried out between indoor and outdoor experiments and numerical simulation, and finally the engineering applied research can be carried out. The results of research projects can provide important technical support for the safety assessment and strengthening of the complex accumulation slope.
堆积体是艰险山区常见不良地质体,严重威胁着山区交通运输的建设与运营。鉴于现有理论尚不能对具高度非均质、非连续、非线性的复杂堆积材料进行描述和概化,开展复杂条件下堆积体边坡非线性失稳机理的研究对其安全评估和防治具有重要意义且势在必行。本项目通过融合运动单元法和上限有限元法的各自优点,建立起具有网格自适应与速度间断线优化重置特性的上限有限元运动单元法非线性规划数学模型和求解格式;基于系统耗能最小原理,建立复杂堆积体滑坡非线性屈服参数反演分析模型;考虑应变局部化,进行复杂条件(任意边界、岩土分层、材料非线性屈服特性等)下堆积体边坡稳定性计算与参数分析,获得堆积体破坏模式和内部耗散能分布,界定岩土承载的关键部位与力学薄弱区域,进而阐明堆积体非线性失稳机理的发生与扩展规律。同时采用室内外试验和数值模拟进行对比校证,最后开展工程应用研究。本项目研究可为复杂堆积体边坡安全评估和防护加固提供重要技术支撑。

结项摘要

本研究采用上限有限元运动单元法及极限分析上限法,结合可靠度理论对边坡破坏模式及非线性失稳机理等基础性问题开展研究,取得了预期的研究成果,完成了预期考核目标。取得的主要研究成果如下所示:.(1)将刚体平动运动单元理论与上限有限元理论相融合,通过引入非线性破坏准则,提出了基于非线性规划模型的刚体平动运动单元上限有限元法及计算流程。.(2)为准确分析坡体稳定性并获得相应精细破坏模式,提出了一种上限有限元非结构化六节点三角形单元网格自适应加密策略。通过引入网格自适应加密评判准则,完成了二维上限有限元通用稳定性计算程序的编制,并采用实例验证了其有效性。.(3)基于可靠度原理,提出了以可靠度指标最小为参数反演标准的滑坡抗剪强度反演能耗分析方法;基于可靠度反分析方法在二、三维滑坡工程中的应用,解决任意单一二、三维滑动面滑坡抗剪强度参数反演问题。.(4)提出了基于运动单元法的均质化假定堆积体边坡稳定性分析方法。同时,以堆积体边坡的一种典型形式土石混合体边坡为例,建立了土石混合边坡有限元网格分析模型并采用有限差分强度折减法对土石混合边坡进行稳定性分析,由此提出了一种堆积体边坡(土石混合体边坡)稳定性的数值分析方法;.(5)综合考虑多复杂因素效应开展了岩土边坡稳定性能耗分析模型建立与优化,系统完善了传统刚体极限分析理论。.(6)基于可靠度理论及极限分析方法,开发了一款用于边坡抗剪强度参数反演分析的软件,实现了计算结果与临界滑裂破坏面图形的可视化输出。.(7)在项目执行期内(2012.09.01-2015.12.31)发表学术论文34篇,其中SCI/EI检索论文26篇(其中录用待刊2篇),CSCD源刊论文6篇(其中录用待刊1篇);另外,SCI返修2篇,EI外审3篇。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
基于Excel数据表和极限分析法的滑坡抗剪强度参数反演分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵炼恒
  • 通讯作者:
    赵炼恒
折线型滑面边坡强度参数反演的极限分析上限法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈静瑜;赵炼恒;李亮;谭捍华
  • 通讯作者:
    谭捍华
Limiting drainage criterion for groundwater of mountain tunnel
山岭隧道地下水极限排水准则
  • DOI:
    10.1007/s11771-014-2474-6
  • 发表时间:
    2014-12
  • 期刊:
    Journal of Central South University
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zhao, Lian-heng;Li, Liang;Zou, Jin-feng;Luo, Wei
  • 通讯作者:
    Luo, Wei
地震效应下非线性抗剪强度参数对裂缝边坡稳定性影响的上限解析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李得建;赵炼恒;李亮;程肖
  • 通讯作者:
    程肖
考虑竖向地震效应的边坡地震永久位移计算图表
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    铁道科学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵炼恒
  • 通讯作者:
    赵炼恒

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其他文献

纵向倾斜地表盾构隧道掌子面三维挤出破坏分析
  • DOI:
    10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2017.09.016
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    湖南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贺志军;陈运鹏;李得建;赵炼恒
  • 通讯作者:
    赵炼恒
松散填土层中注浆效果检测方法试验研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹金锋;罗恒;罗伟;赵炼恒
  • 通讯作者:
    赵炼恒
Effect of vertical earthquake component on the permanent seismic displacement of soil slopes based on the nonlinear Mohr-Coulomb failure criterion
基于非线性莫尔-库仑破坏准则的竖向地震分量对土坡永久地震位移的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Soil and foundations
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵炼恒;程肖;但汉成;汤祖平;张迎宾
  • 通讯作者:
    张迎宾
极限平衡理论下边坡稳定性抗滑强度参数反演分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    长江科学院院报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓东平;李亮;赵炼恒
  • 通讯作者:
    赵炼恒
Complex Multi-Segment Sliding Surface Search Method on Stability Analysis of Two-Dimensional Irregular Slope
二维不规则边坡稳定性分析的复杂多段滑面搜索方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Electronic Journal of Geotechnical Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗苏平;赵炼恒;邓东平;李亮
  • 通讯作者:
    李亮

其他文献

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脉冲型地震动效应下崩塌落石碰撞破碎停积全过程三维运动特征研究
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基于系统可靠度理论的区域关联性滑坡群非线性抗剪强度参数反演能耗分析方法研究
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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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