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基于内聚力单元的土石混合体细观数值方法 被引量:1
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作者 张佩 杨承儒 +1 位作者 侯世伟 杜修力 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1620-1631,共12页
土石混合体是一种由强度较高的块石和强度较低的土体基质组成的非均质材料,荷载作用下其细观组分具有复杂的相互作用。结合土石混合体的细观结构特征,将土体与块石界面以及土体基质内部视为材料的薄弱位置,基于内聚力模型描述该薄弱位... 土石混合体是一种由强度较高的块石和强度较低的土体基质组成的非均质材料,荷载作用下其细观组分具有复杂的相互作用。结合土石混合体的细观结构特征,将土体与块石界面以及土体基质内部视为材料的薄弱位置,基于内聚力模型描述该薄弱位置的裂缝萌生、扩展及断裂,编制内聚力单元插入程序,进而结合材料直剪试验结果,分别给出土体基质内部内聚力单元与土石界面内聚力单元的材料参数确定方法,发展了基于内聚力模型的土石混合体细观数值方法。在此基础上,开展不同细观结构的土石混合体双轴压缩数值试验,结合内聚力单元失效状态,明确不同细观因素对材料宏细观力学特性的影响规律。结果表明:内聚力单元剪切方向最大允许名义应力可由直剪试验荷载位移曲线峰值剪切应力确定,最大有效位移可由最大剪切位移的1/5进行确定,切向摩擦系数可由残余剪切应力与法向应力的比值确定。建立的基于内聚力单元的土石混合体细观数值方法,可较好地描述材料的力学特性和变形规律,特别是能反映出低围压下的材料应变软化行为。 展开更多
关键词 土石混合体 内聚力模型 细观数值方法 界面力学行为 应变软化
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飞行器轨迹优化数值方法综述 被引量:132
2
作者 雍恩米 陈磊 唐国金 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期397-406,共10页
自上世纪后期,出现了多种飞行器轨迹优化方法,但较全面地对各种方法进行综合研究的文献非常有限且近期未见公开发表。通过对近百篇相关文献的调研,从各种角度对轨迹优化方法分类,并总结了常见方法的特点和应用情况。同时还概述了一些很... 自上世纪后期,出现了多种飞行器轨迹优化方法,但较全面地对各种方法进行综合研究的文献非常有限且近期未见公开发表。通过对近百篇相关文献的调研,从各种角度对轨迹优化方法分类,并总结了常见方法的特点和应用情况。同时还概述了一些很有应用前景的如伪谱法,快速探索随机树法和滚动时域优化等新方法的特点和进一步需要解决的问题。本文不对优化算法作过多的讨论,而是注重各种优化方法,这些方法的不同体现在对连续最优控制问题的转换、离散化方法等方面。希望本文的工作可为未来轨迹优化领域的研究和技术发展提供一个良好的基础。 展开更多
关键词 轨迹优化 数值方法 综述
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铁路交通地面振动的列车-轨道-地基耦合数值方法研究 被引量:21
3
作者 和振兴 翟婉明 +1 位作者 杨吉忠 赵怀耘 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期488-492,共5页
基于车辆-轨道耦合动力学理论,提出了一种研究列车引起地面振动的数值方法。将车辆简化为用弹簧阻尼元件连接的多刚体系统,轨道用组合有限梁单元划分,地基计算域内用三维六面体有限单元划分,计算域边界的阻抗和散射特性由三维粘弹性动... 基于车辆-轨道耦合动力学理论,提出了一种研究列车引起地面振动的数值方法。将车辆简化为用弹簧阻尼元件连接的多刚体系统,轨道用组合有限梁单元划分,地基计算域内用三维六面体有限单元划分,计算域边界的阻抗和散射特性由三维粘弹性动力人工边界模拟。假定8节车辆编组的列车以200 km/h的速度运行,用所提方法对其产生的地面振动特征进行了仿真分析;通过和已有研究结果的对比说明,该方法的计算结果和解析方法的计算结果吻合,能对列车引起的地面振动进行初步预测。 展开更多
关键词 地面振动 铁路交通 有限元 数值方法
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基于分数阶导数的黏弹性悬架减振模型及其数值方法 被引量:14
4
作者 李占龙 孙大刚 +2 位作者 宋勇 刘付喜 赵树萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期123-129,共7页
为了准确掌握黏弹性悬架的动态响应,针对传统整数阶减振模型的不足,引入分数阶导数原理,构建了黏弹性材料FKV本构模型,建立了考虑几何参数的黏弹性悬架分数阶减振模型,利用Grumwald-Letnikov定义将模型中分数阶导数离散化,并转化为状态... 为了准确掌握黏弹性悬架的动态响应,针对传统整数阶减振模型的不足,引入分数阶导数原理,构建了黏弹性材料FKV本构模型,建立了考虑几何参数的黏弹性悬架分数阶减振模型,利用Grumwald-Letnikov定义将模型中分数阶导数离散化,并转化为状态方程形式,依据矩阵函数理论推导出模型的数值解。以某型安装黏弹性悬架的履带车辆参数为例,分别建立了悬架的动态接触有限元模型和分数阶减振模型,获得了在翻越障碍工况下两种模型响应的对比解。结果表明:分数阶减振模型体现了黏弹性悬架响应具有全局相关性和记忆性,且历史作用渐近加强;黏弹性悬架有较好的缓冲减振性能;分数阶减振模型解与有限元方法计算结果有较好的一致性。旨为下一步的实车试验和实际应用提供理论参考。 展开更多
关键词 分数阶导数 黏弹性悬架 减振模型 数值方法
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计算涡轮叶片尾缘对开缝喷气的数值方法 被引量:13
5
作者 王掩刚 梅运焕 +1 位作者 刘波 曹志鹏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期315-317,共3页
为探讨涡轮叶片尾缘对开缝喷气对叶栅性能的影响 ,发展了可与主流场求解有机耦合 ,且能准确反应射流与主流相互干扰过程的喷气模型 ,结合涡轮叶片流场数值模拟 ,得到了不同喷气量下涡轮叶栅性能参数。计算与实验结果有较好的一致性 ,表... 为探讨涡轮叶片尾缘对开缝喷气对叶栅性能的影响 ,发展了可与主流场求解有机耦合 ,且能准确反应射流与主流相互干扰过程的喷气模型 ,结合涡轮叶片流场数值模拟 ,得到了不同喷气量下涡轮叶栅性能参数。计算与实验结果有较好的一致性 ,表明所采用的喷气模型能够较准确地模拟射流与主流的掺混过程 。 展开更多
关键词 计算 数值方法 涡轮叶片 涡轮叶栅 射流 主流 干扰过程 气动模型
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电力系统全过程动态仿真的数值方法——电力系统全过程动态仿真软件开发之一 被引量:41
6
作者 汤涌 宋新立 +1 位作者 刘文焯 周孝信 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期7-12,28,共7页
电力系统全过程动态仿真是把电力系统的机电暂态过程、中期过程和长期过程有机地统一起来进行仿真。其特点是实现快速的暂态过程和慢速的中长期动态过程的统一仿真。这是典型的刚性系统,需要采用具有自动变阶变步长技术的刚性数值积分... 电力系统全过程动态仿真是把电力系统的机电暂态过程、中期过程和长期过程有机地统一起来进行仿真。其特点是实现快速的暂态过程和慢速的中长期动态过程的统一仿真。这是典型的刚性系统,需要采用具有自动变阶变步长技术的刚性数值积分方法。在分析了刚性系统求解实质的基础上,采用适用于求解刚性微分方程的数值积分方法棗Gear法作为电力系统全过程仿真软件的基本算法,并研究了根据积分的截断误差控制进行自动变阶变步长技术,构造了基于Gear法的电力系统全过程仿真程序的总体结构。 展开更多
关键词 软件开发 电力系统 全过程动态仿真 数值方法 软件开发 全过程动态仿真软件
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数值方法确定海底隧道最小岩石覆盖厚度研究 被引量:24
7
作者 李树忱 李术才 +1 位作者 张京伟 徐帮树 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1304-1308,共5页
目前国内正在修建或拟修建多条海底隧道,其中最小岩石覆盖厚度直接制约着海底隧道的安全和造价。本文根据国内外有关文献资料,探讨了利用数值方法确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的方法,应用断裂损伤有限元和国际通用数值分析软件,根据隧... 目前国内正在修建或拟修建多条海底隧道,其中最小岩石覆盖厚度直接制约着海底隧道的安全和造价。本文根据国内外有关文献资料,探讨了利用数值方法确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的方法,应用断裂损伤有限元和国际通用数值分析软件,根据隧道在同一剖面处不同底板线位置,隧道上方同一个点的位移收敛情况,建立了确定海底隧道最小覆盖厚度的位移收敛法。通过对国内2条海底隧道开展的研究,其中一条已开始施工,总结出了数值方法确定最小岩石覆盖厚度的思路和过程。为定量确定海底隧道最小岩石覆盖厚度建立了数值分析基础,最后应用数值方法确定某海底隧道最小岩石覆盖厚度。 展开更多
关键词 海底隧道 最小岩石覆盖厚度 数值方法 位移收敛法 断裂损伤有限元 FLAC^3D
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同时反演地层电阻率与侵入深度的数值方法 被引量:10
8
作者 刘家琦 匡正 +1 位作者 唐永福 傅有升 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1989年第4期433-440,共8页
作者曾从电法测井的数学模型出发,在假定侵入深度为已知的条件下,给出了反演地层电阻率的一个迭代方法。本文在文献[1]的基础上,将侵入深度也作为反演参数之一,通过适当的变量代换,运用微分方程反问题的数值求解方法,得到了一个可以同... 作者曾从电法测井的数学模型出发,在假定侵入深度为已知的条件下,给出了反演地层电阻率的一个迭代方法。本文在文献[1]的基础上,将侵入深度也作为反演参数之一,通过适当的变量代换,运用微分方程反问题的数值求解方法,得到了一个可以同时反演地层电阻率与侵入深度的迭代方法。 展开更多
关键词 地层电阻率 侵入深度 数值方法
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四种计算地震反应数值方法的比较研究 被引量:39
9
作者 金星 马强 李山有 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2003年第1期18-30,共13页
本文在简要总结了计算单自由度系统地震反应频域方法和时域方法的特点之后,按照统一的递归公式,系统地对计算单自由度体系的四种时域方法即中心差分方法、Newmark方法、Z变换方法、Duhamel逐步积分法进行了对比研究。通过递归系数b1和b... 本文在简要总结了计算单自由度系统地震反应频域方法和时域方法的特点之后,按照统一的递归公式,系统地对计算单自由度体系的四种时域方法即中心差分方法、Newmark方法、Z变换方法、Duhamel逐步积分法进行了对比研究。通过递归系数b1和b2的不变性、传递函数的低频约束条件和相位特性以及数值分析等几个方面说明了上述方法各自的优缺点、相对精度和适用的范围。根据动力平衡方程的算子不变性,研究了上述方法的共性特征,揭示了相对位移、相对速度、相对加速度递归公式的内在联系,这表明只要知道相对位移的递归公式,相对速度、相对加速度的递归公式也就随之确定。在此基础上推荐了一套计算单自由度系统相对位移、相对速度、相对加速度地震反应的递归公式。 展开更多
关键词 单自由度系统 地震反应 数值方法 逐步积分法 相对速度 相对加速度
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复杂输水系统水力过渡的数值方法比较及适用性分析 被引量:21
10
作者 穆祥鹏 练继建 刘瀚和 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期515-521,共7页
不同数值方法在求解不同复杂输水系统水力过渡问题时,会体现出各自的特点及不同程度的适用性.因此,针对不同的输水方式和水力过渡类型来选择合适的数值方法,既可以保证计算精度,又可以提高计算速度.针对输水系统的无压流、有压流、无压... 不同数值方法在求解不同复杂输水系统水力过渡问题时,会体现出各自的特点及不同程度的适用性.因此,针对不同的输水方式和水力过渡类型来选择合适的数值方法,既可以保证计算精度,又可以提高计算速度.针对输水系统的无压流、有压流、无压接有压、明满流交替等不同过渡过程,对特征线法和隐式差分法进行了对比,分析了这2种方法的特点,研究和确定了2种方法在不同输水方式和水流状态下的适用性. 展开更多
关键词 复杂输水系统 水力过渡过程 数值方法 特征线法 Preissmann四点隐格式
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钢管混凝土格构柱偏压承载能力分析的数值方法 被引量:8
11
作者 蒋丽忠 周旺保 唐斌 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期127-131,144,共6页
采用泰勒级数作为分段插值函数,在考虑多个截面的平衡条件和紧箍效应钢管混凝土应力-应变关系基础上,提出了钢管混凝土格构柱弹塑性极限承载力数值方法,并编制了相应的计算程序。与现有的分段合成法相比,该方法考虑了剪力对柱变形的影响... 采用泰勒级数作为分段插值函数,在考虑多个截面的平衡条件和紧箍效应钢管混凝土应力-应变关系基础上,提出了钢管混凝土格构柱弹塑性极限承载力数值方法,并编制了相应的计算程序。与现有的分段合成法相比,该方法考虑了剪力对柱变形的影响,不仅适用于两端偏心相等的偏压构件,而且适用于两端偏心不等的偏压构件的弹塑性极限承载力的计算。利用提出的计算方法和编制的程序对国内已有两端偏心相同的四肢钢管混凝土格构偏压长柱的试验结果进行了计算,并与现有规程进行了比较,结果表明:现有计算方法结果偏于保守,计算误差大,本文提出的计算结果与试验结果吻合良好。 展开更多
关键词 极限承载能力 数值方法 钢管混凝土 格构柱 偏心受压
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一类非线性振动系统改进状态空间模型及其数值方法 被引量:7
12
作者 王建平 刘宏昭 +1 位作者 原大宁 苏志霄 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期112-116,共5页
导出了一类非线性振动系统的改进状态空间模型 ,提出了相应的数值计算方法 ,并利用迭代法有效地提高了计算精度。该数值方法与传统的Houbolt、Wilson θ、Newmark β法以及连续线性化模型及其Taylor变换法[3,4 ] 相比 ,具有更高的求解... 导出了一类非线性振动系统的改进状态空间模型 ,提出了相应的数值计算方法 ,并利用迭代法有效地提高了计算精度。该数值方法与传统的Houbolt、Wilson θ、Newmark β法以及连续线性化模型及其Taylor变换法[3,4 ] 相比 ,具有更高的求解精度和效率。文末给出了非线性单摆、强迫Duffing方程、强迫VanDerPol方程以及两自由度非线性弹簧摆这几类典型非线性方程的数值计算结果 ,并与文献 [5~ 8]进行对比 ,进一步说明了该方法在计算精度和效率两方面的优越性。 展开更多
关键词 非线性振动系统 状态空间模型 数值方法 非线性单摆
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大变形数值方法在软岩工程中的应用 被引量:32
13
作者 何满潮 王树仁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期185-188,共4页
分析了小变形力学理论在分析软岩工程大变形时存在的问题,指出在研究软岩工程大变形问题时应该采用大变形力学理论,并给出了非线性大变形数值方法在软岩巷道工程中的应用实例。
关键词 数值方法 软岩工程 非线性大变形
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河流穿越高压输气管道悬空长度的动态演变过程及临界状态的数值方法研究 被引量:4
14
作者 徐涛龙 曾祥国 +2 位作者 姚安林 郑健 廖异 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期79-85,共7页
针对河流对穿越高压输气管道支撑边界的冲刷导致悬空长度变化的动态演变过程,利用ANSYS Multiphys-ics软件建立河床-管道-水流3维有限元整体模型。运用顺序耦合法实现了穿越高压输气管道由于水流冲刷引起悬空长度不断变化条件下流体与... 针对河流对穿越高压输气管道支撑边界的冲刷导致悬空长度变化的动态演变过程,利用ANSYS Multiphys-ics软件建立河床-管道-水流3维有限元整体模型。运用顺序耦合法实现了穿越高压输气管道由于水流冲刷引起悬空长度不断变化条件下流体与固体结构间双向耦合的动力学仿真。针对西气东输的实际高压输气管道,获得了在不同悬空长度和水流速度下管道的动态应力应变场及热点应力,基于强度准则确定了不同壁厚管道在不同流速下的临界悬空长度。提出的河流穿越高压输气管道悬空长度的动态演变过程及临界状态的数值方法,可为河流穿越输气管道的安全监测及风险评价提供理论支撑。 展开更多
关键词 输气管道 河流穿越 临界悬空长度 数值方法
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预紧力状态螺栓连接结构动力学响应的一种数值方法研究 被引量:4
15
作者 郭历伦 陈忠富 +1 位作者 罗景润 陈刚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1119-1123,共5页
基于螺纹连接的精细有限元模型,提出了预紧力状态螺栓连接结构动力学响应的一种数值模拟方法。针对螺纹接触,采用常规接触面定义方法定义了两组螺纹接触对,以对称罚函数法处理螺纹接触,并采用指数型接触压力-过盈关系;在已建立螺纹连接... 基于螺纹连接的精细有限元模型,提出了预紧力状态螺栓连接结构动力学响应的一种数值模拟方法。针对螺纹接触,采用常规接触面定义方法定义了两组螺纹接触对,以对称罚函数法处理螺纹接触,并采用指数型接触压力-过盈关系;在已建立螺纹连接旋转模型条件下,采用直接在六角螺母的一对侧面上直接施加力偶矩的方法定义预紧力载荷,较传统方法更简单,且与实际更相符;采用先进行纯预紧力状态下的静力学响应分析,再将分析结果作为动力学响应分析的初始构型的方法,解决了预紧力载荷静态响应和冲击载荷动态响应间的静动耦合问题。最后,针对预紧力状态下口型含螺栓连接结构在钢球撞击下的响应问题,采用该方法进行了动力学响应分析,并将计算结果与实验结果进行了比较。误差分析结果表明,小球3 m和5.5 m跌落撞击条件下,应变响应前两个波脉宽以及幅值,计算结果与实验结果误差在20%以内。 展开更多
关键词 螺纹连接 数值方法 预紧力 动态响应
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一种考虑流体状态方程的土体CFD-DEM耦合数值方法 被引量:37
16
作者 蒋明镜 张望城 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期793-801,共9页
在离散元(DEM)商业软件PFC2D的基础上,通过将描述流体体变–压力非线性关系的Tait状态方程(EOS)引入计算流体动力学(CFD),建立模拟弱可压缩流体的CFD-DEM耦合计算模块。首先,推导CFD-DEM的控制方程:包括流体–颗粒相互作用力方程、流体... 在离散元(DEM)商业软件PFC2D的基础上,通过将描述流体体变–压力非线性关系的Tait状态方程(EOS)引入计算流体动力学(CFD),建立模拟弱可压缩流体的CFD-DEM耦合计算模块。首先,推导CFD-DEM的控制方程:包括流体–颗粒相互作用力方程、流体运动方程、Tait状态方程和颗粒运动方程。接着,通过PFC2D自定义FISH语言和C++语言将离散化的CFD-DEM控制方程嵌入商业软件PFC2D中。最后,通过单颗粒水下自由沉降运动和一维单面排水固结试验的模拟验证该耦合模块的可行性。模拟结果表明单颗粒自由沉降速度和Stokes理论解接近,一维单面排水固结试验中孔压消散和固结度随着无因次时间因数Tv的变化均与太沙基固结理论符合较好。从而使得用离散元法全耦合分析土体不排水条件下的力学特性成为可能。 展开更多
关键词 CFD-DEM数值方法 Tait状态方程 颗粒自由沉降 一维单面排水固结
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解分数阶Bagley-Torvik方程的一种计算有效的数值方法 被引量:13
17
作者 沈淑君 刘发旺 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期306-311,共6页
给出分数阶Bagley Torvik方程解的存在性和惟一性,导出了用格林函数表示分数阶Bagley Torvik方程的解析解.利用Riemann Liouville定义和Gr櫣nwald Letnikov定义之间的关系,提出了求解分数阶Bagley Torvik方程的一种更有效的数值方法.最... 给出分数阶Bagley Torvik方程解的存在性和惟一性,导出了用格林函数表示分数阶Bagley Torvik方程的解析解.利用Riemann Liouville定义和Gr櫣nwald Letnikov定义之间的关系,提出了求解分数阶Bagley Torvik方程的一种更有效的数值方法.最后给出数值例子. 展开更多
关键词 分数阶 Bagley-Torvik方程 Riemann-Liouville定义 Gruenwald-Letnikov定义 数值方法
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用数值方法分析绝热毛细管的流量特性 被引量:7
18
作者 高原 田怀璋 +1 位作者 曾艳 袁秀玲 《流体机械》 CSCD 2002年第7期47-49,61,共4页
根据均相流假设 ,用两相流基本方程建立了毛细管的数学模型 ,采用一种快速、有效的计算方法对绝热毛细管的流量特性进行数值模拟 。
关键词 数值方法 绝热毛细管 流量特性 两相流 均相流 数值模拟 制冷设备
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数值方法在微动疲劳研究中的应用进展 被引量:15
19
作者 赵华 周仲荣 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期317-320,共4页
对近年来数值方法在微动疲劳机理研究中的应用和进展进行了评述 ,概述了微动疲劳裂纹萌生与扩展的机理 ,指出接触区域的应力分布对微动疲劳性能起决定作用 ;详细介绍了目前接触问题的各种数值计算方法 ;
关键词 微动疲劳 接触应力 数值方法 应力场 裂纹
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隧洞块体破坏过程及稳定评价的数值方法研究 被引量:7
20
作者 陈世杰 肖明 陈俊涛 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期31-38,共8页
为分析块体在复杂围岩作用下的破坏形态及稳定性,提出一种基于连续介质力学的块体破坏数值分析方法.首先,在已有的单元重构-节点分离的结构面建模方法基础上,实现基于网格的块体识别;其次,基于显式求解的接触力算法,推导多种接触状态下... 为分析块体在复杂围岩作用下的破坏形态及稳定性,提出一种基于连续介质力学的块体破坏数值分析方法.首先,在已有的单元重构-节点分离的结构面建模方法基础上,实现基于网格的块体识别;其次,基于显式求解的接触力算法,推导多种接触状态下的接触力表达式,并提出块体和围岩的接触分析方法;然后,采用结构面强度折减法求解块体安全系数.该数值分析方法可同时计算围岩和块体的变形特性.通过一个块体沿双面滑动的简单算例也论证了在一定条件下,数值计算可得到与刚体极限平衡法一致的结果;最后,结合某一断层穿过的隧洞工程,分析其开挖后的围岩及块体稳定性.结果表明,该数值方法有效反映了围岩应力和变形对块体稳定性的影响;关键块体发生破坏后,潜在危险块体发生较大变形,局部安全系数低.该数值方法为复杂地质条件下隧洞块体稳定性评价提供了一种有效的分析思路. 展开更多
关键词 隧洞 块体 接触力算法 稳定性分析 强度折减法 数值方法
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