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题名边坡稳定分析刚体有限元上限法的锥规划模型
被引量：15
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作者
刘锋涛
张绍发
戴北冰
张澄博
林凯荣
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机构
中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室
中山大学土木工程学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期4084-4091,4100,共9页
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基金
国家自然科学基金(No.51209237,No.51779279)
广州市科技计划项目(No.201707010082)
中央高校基本科研业务费(No.18lgp16)~~
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文摘
极限分析方法是土边坡稳定性分析的重要方法之一。刚体有限元上限法是其中的一类,此类方法仍旧存在一些关键问题需要完善。由于单元的刚性假设,系统的塑性变形内能耗散仅发生在单元间的界面上,故此类方法的性能主要取决于界面的布局,即采用非结构化三角形单元计算往往精度较差。为此,提出了基于滑动面摄动的刚体有限元上限法及临界滑动面的搜索方法。首先,在考虑刚体转动的基础上构造刚体有限元上限法的二阶锥规划模型,用于确定在给定试滑动面条件下的运动许可速度场。其次,将试滑动面的控制参数视为决策变量,建立搜索临界滑动面的非线性非凸优化问题模型,并采用非线性单纯形方法和粒子群方法求解此优化问题找出临界滑动面。通过经典边坡稳定问题的分析求解,验证了所提出的新方法,进一步证实了网格类型(即界面的布局)是影响刚体有限元上限法计算精度的主要因素。经过计算结果的对比发现,在刚体有限元上限法中考虑刚体转动是非常必要的,不仅可以提高刚体有限元上限法的计算精度,还可以克服此方法对界面布局的依赖性。
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关键词
边坡稳定
刚体有限元上限法
二阶锥规划
临界滑动面
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Keywords
slope stability
RFEM-based upper bound limit analysis
second-order cone programming
critical slip surface
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分类号
TU43
[建筑科学—岩土工程]
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题名基于单元速度泰勒展开的上限原理有限元法
被引量：4
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作者
孙聪
李春光
郑宏
孙冠华
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机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
武汉市市政建设集团有限公司
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期1153-1160,1170,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.11172313)
973项目资助(No.2011CB013505)~~
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文摘
极限分析上限法较极限平衡法有着严谨的理论基础和物理意义。借助于级数展开的思想,通过对速度在单元形心点处一阶泰勒展开,得到了以形心点速度和速度一阶导数为基本未知变量的上限有限元法,该方法丰富了上限有限元基本理论,且可更好地表达与刚体上限法之间的联系。在形成新的上限法的同时,放松单元内任一点均需严格满足上限性质的要求,采用等面积多边形的形式代替外切多边形来逼近摩尔-库仑屈服圆。算例表明:该方法可稳定收敛到真实解,具有和传统Sloan法相同的收敛度;采用等面积多边形逼近形式时,较少的多边形边数即可取得较好的收敛效果,收敛速度大大提高。
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关键词
极限分析上限法
泰勒展开
刚体有限元上限法
等面积多边形
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Keywords
upper bound limit analysis method
Taylor expansion
rigid finite elements upper bound limit analysis
equal-area polygon
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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