裂隙岩质边坡稳定性随机动力学－非线性耦合分析

项目针对目前尚未成熟，但工程应用前景十分看好的裂隙岩质边坡稳定性评价课题展开探索性研究。主要方法是在边坡工程地质条件、岩体结构分析的基础上采用随机理论与动力学理论结合的随机动力学与粗糙集理论、支持向量机理论、可拓学等非线性算法耦合。着重解决传统难题的影响因素属性约简，属性权重赋值，构建裂隙岩体边坡稳定性评价的优化平台。 2100433B

节理岩体的力学响应特性成为影响岩石地下工程安全稳定性的至关重要问题。岩体中节理裂隙分布的随机性、岩体力学强度参数及所遭受的外界荷载的不确定性等使得地下工程不可避免地存在风险，对不确定性因素造成的风险越加受到人们的重视。本课题运用随机力学理论，考虑节理岩体节理裂隙分布、岩体力学参数及外来荷载的随机性，研究节理岩体的随机力学响应问题，并用地质代表单元体的力学特性以随机分析法研究典型的大型地下洞室工程的安全稳定性，揭示典型地下洞室工程在随机因素作用下的失效破坏模式，并对洞室风险的时空响应问题进行探索，进行相应的洞室工程风险分级机制的研究，提出应对风险的措施。并拟开展一定的节理岩体单元体的块体模型试验，并与数值分析做对比。通过以上关键科学问题的研究，为节理岩体地下洞室工程的设计施工方案和参数的选取、支护加固措施的选择以及风险应对措施的制定提供科学有效的依据，推动岩石力学随机分析领域的研究和发展。

利用复合单元技术，建立裂隙岩体的渗流/应力应变耦合模型,并提供一种可包含等效连续介质模型、裂隙网络模型、裂隙孔隙介质模型优点的分析理论和方法。在单节理裂隙的力学模型方面，重点考虑裂隙的非线性变形与渗流的耦合关系。在数值分析工具方面，重点研究内嵌不连续面和含奇异插值项单元构造的复合单元技术。引入p-型自适应技术后，可实现单元阶数的动态变化，以保证分析精度。利用该模型和方法，对依托工程的含随机裂隙网络的试件进行数值模拟试验，分析弹性张量、屈服与破坏准则以及渗透张量，研究代表单元REV的尺度。最后，利用该模型和方法，对依托工程实现参数反演和现场实测验证研究，为理论研究的深入发展提供线索和依据。本项目成果可用于岩体工程结构渗流/应力应变耦合分析和破坏的全程仿真模拟和安全度评价,对岩石力学的理论研究和工程设计方法研究有较大推动作用，在我国水利水电工程的建设中有较大应用前景。 2100433B

壳液耦合系统的非线性动力学行为异常复杂丰富。以贮液壳及其系统为例，通过实验，利用动力系统理论，建立壳液耦合系统的非线性动务学模型。应用分贫理论，解决该系统的动力学分岔问题及在高频激励下出现的各种低频大波问题。探讨模态间的能量传递等内在规律。理论上有创新，并在航天、军工等领域有广泛应用前景。 2100433B