p型自適應有限單元法及其在巖土工程中的應用

目前數(shù)值模擬方法主要有:有限差分法、有限元法、邊界元法、離散元法、流形元法以及無單元法。這些研究方法在科學研究和工程應用方面,無論是過去還是現(xiàn)在都發(fā)揮著重要的作用。在巖土工程領(lǐng)域,有限元數(shù)值模擬方法起著重要的輔助和指導作用。

針對大型巖土工程有限元模擬中等參元網(wǎng)格、三角形(四面體)網(wǎng)格、無網(wǎng)格等方法的缺陷,介紹了插值重構(gòu)有限元法的基本原理,圍繞把無網(wǎng)格法的特性應用到三角形(四面體)網(wǎng)格,改變其插值函數(shù)的思想,將這種方法應用到了巖土工程中。工程實例證明,此方法和傳統(tǒng)的三角形(四面體)網(wǎng)格有限元法相比有著節(jié)點應力連續(xù)、精度高等優(yōu)勢,并且有著比等參元有更高的收斂率,在大型巖土工程中有著重要的應用價值。

有限元極限分析法在巖土工程中的應用取得了較好的效果,但是在實際使用時需要假設(shè)和求解,應用范圍有一定的局限性.隨著科技的進步,該方法不斷完善,其適用范圍不斷擴大.本文對有限元極限分析法理論進行了介紹,并對其在巖土工程中的實際應用進行了分析.

在巖土工程施工中,巖土錨固技術(shù)是最為常用的一種支護技術(shù)。巖土工程錨固支護結(jié)構(gòu)受到巖土工程施工地質(zhì)結(jié)構(gòu)和環(huán)境的影響,會出現(xiàn)受力不均的情況,這樣會造成錨固支護結(jié)構(gòu)整體效果的降低。本文對巖土工程錨固技術(shù)的特點進行有限元理論分析,對巖土工程自適應錨固支護單元結(jié)構(gòu)設(shè)計的必要性進行了研究,結(jié)合有限元理論巖土工程施工的實際情況,提出了巖土工程自適應錨固技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計方法并進行研究。

\"有限元\"技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷史,在其理論和算法的同時日趨完善,在各類相應的工程領(lǐng)域上得到廣泛應用,對于巖土工程領(lǐng)域來說有限元技術(shù)的不斷應用促進了它的發(fā)展。

巖土工程主要研究巖體與土體的工程問題,包括地基基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等,由于巖體和土體一般是不連續(xù)介質(zhì),目前非線性有限元已經(jīng)是研究工程中非線性問題較為有效的工具之一。

考慮巖土工程中力學參數(shù)和荷載的不確定性,將它們視為未知但有界的物理量,用區(qū)間變量表示,以平面問題為例建立了區(qū)間有限元方法。

區(qū)間有限元在巖土工程中的應用——考慮巖土工程中力學參數(shù)和荷載的不確定性，將它們視為未知但有界的物理量，用區(qū)間變量表示，以平面問題為例建立了區(qū)間有限元方法。

離散單元法提倡從細、微觀角度研究巖土體的宏觀力學特性,是巖土工程界關(guān)注的一個熱點問題.作為探討,首先簡要介紹了離散單元法的特性,其次分別從國外、國內(nèi)兩條主線討論了離散單元法及其與其他算法耦合計算在巖土工程中應用的發(fā)展概況,可為相關(guān)研究提供技術(shù)資料與參考.

有限元極限分析法的發(fā)展及其在巖土工程中的應用——有限元極限分析法具有有限元法與經(jīng)典極限分析法兩者的優(yōu)點　　特別適用于巖土工程設(shè)計（邊(滑)坡、地基、隧道）變革巖土工程設(shè)計方法

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巖土結(jié)構(gòu)與巖土體的界面及巖土體中存在的節(jié)理、滑動面等各類接觸面的模擬是巖土計算中一個重要但尚未很好解決的問題,應用虛功原理建立接觸問題的計算公式,發(fā)展了相應的有限元計算方法,并用該法計算了擋墻土壓力、單樁承載力、盾構(gòu)法施工的隧道等問題,證明了該法求解巖土工程問題的可行性及有效性。

有限元極限分析法兼有數(shù)值分析法與經(jīng)典極限分析法兩者的優(yōu)點,特別適用于巖土工程的分析與設(shè)計。20世紀初,國內(nèi)巖土工程界應用國際上通用程序,大力發(fā)展有限元極限分析法并拓寬其在巖土工程中的應用。在基本理論研究、提高計算精度、拓寬應用范圍及工程實際應用等方面取得了很大成績。重點介紹作者及其合作者的一些研究成果。主要包括巖土工程安全系數(shù)定義、方法原理、整體失穩(wěn)判據(jù)、強度準則的推導、選用及提高計算精度等方面的研究。應用范圍從二維擴大到三維,從均質(zhì)土坡、土基擴大到有節(jié)理的巖質(zhì)邊坡與巖基,從穩(wěn)定滲流擴大到不穩(wěn)定滲流、從邊坡與地基工程擴大到隧道、還用于尋找邊(滑)坡中的多個潛在滑面,進行巖土與結(jié)構(gòu)共同作用的支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計,計算機仿真地基承載板載荷試驗等應用項目,以逐漸達到革新巖土工程設(shè)計方法的目的。

在介紹邊界元法基本原理的基礎(chǔ)上,著重對邊界元法在巖土工程領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀作了敘述和分析,并對起其發(fā)展趨勢作了探討。所得結(jié)論可供相關(guān)研究人員參考。

巖土工程中有限單元法的功能和局限性——本文就巖土工程中有限單元法的功能和局限性作一詳細的介紹。

巖土工程是一個復雜的工程系統(tǒng),面向?qū)ο蟮挠邢拊椒ǖ膽檬瞧浒l(fā)展的必然趨勢,簡要分析巖土工程的特點,分析面向?qū)ο笥邢拊椒ㄔ趲r土工程中的科學、有效應用,并指出其在實踐應用的注意事項。

面向?qū)ο笥邢拊椒ㄔ趲r土工程中的應用——介紹了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法和它與有限元程序相結(jié)合的原理和優(yōu)點，提出了這種方法在巖士工程中的應用實例，并設(shè)計了基于windows95／98平臺的有限元軟件.利用面向?qū)ο蟮姆椒▉硌芯坑邢拊?是對有限元方法新的有益嘗試...

本文主要介紹了在巖土工程中，有限元分析在巖土工程中的應用和基本原理，為擋土墻等工程提供了計算的依據(jù)。

在巖土工程中進行有限元分析時需要求解大型線性方程組,常用的直接法會占用較大的內(nèi)存,耗費計算時間較長,計算節(jié)點規(guī)模有限。用超松弛迭代–預處理共軛梯度法(ssor-pcg)求解大型稀疏線性方程組,并提出ssor-pcg法的一套優(yōu)化內(nèi)存占用量和計算時間的實現(xiàn)方案。算例結(jié)果證明,此方案下的求解器在一臺奔騰2.80ghz主頻、1.0gb內(nèi)存的個人電腦上,在50min之內(nèi),可求解約30×104節(jié)點三維模型的剛度方程,其計算結(jié)果也可滿足需要。

巖土工程有限元分析法法及其應用 學院：土木工程學院 班級：****班 姓名：pantakill 2013.3.15 一、巖土工程的介紹 巖土工程專業(yè)是解決各類工程中關(guān)于巖石、土的工程技術(shù)問題的 科學。雖然巖土工程計算機分析在大多數(shù)情況下只能給出定性分析結(jié) 果，但巖土工程計算機分析對工程師決策是非常有意義的。開展巖土 工程問題計算機分析研究是一個重要的研究方向。 二、經(jīng)典巖土極限分析法的發(fā)展及其存在的問題 （1）將地基或者土坡引入極限狀態(tài)有兩種方法： 1、增量加載，例如地基承載力； 2、強度折減，例如將地基或者土坡的強度折減fs倍。 （2）土體處于極限平衡狀態(tài)有兩個力學特征： 1、土體已處于瀕臨破壞失穩(wěn)狀態(tài)，因而它可作為巖土工程破壞失 穩(wěn)的依據(jù)； 2、巖土材料強度得到充分發(fā)揮。 （3）當前采用的經(jīng)典極限分析法有如下幾類： 1

巖土工程中的央向?qū)ο笥邢拊绦蛟O(shè)計——介紹了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法，按照這種方潔，建立了有限元模型的類，給出了類的c++語言描述和它的實現(xiàn)方法t并設(shè)計了基于windows95/98／nt平臺的巖土工程有限元軟件。相關(guān)的類和方法包括處理矩陣的類、單元類、節(jié)點類、...

離散元法是基于不連續(xù)性假設(shè)的數(shù)值方法,它特別適合于求解節(jié)理巖體中的非連續(xù)性問題。在介紹離散元法基本原理的基礎(chǔ)上,著重對離散元法在巖土工程領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀作了敘述和分析,并對其發(fā)展趨勢進行了探討。