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基于网格自适应加密策略的隧道稳定性三维极限分析下限有限元法研究 被引量：2
1
作者 孙锐 阳军生 +1 位作者 张庆贺 杨峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1256-1264,共9页
网格分布形式对三维极限分析下限有限元法的计算精度影响较大,为获取精确下限解,通常需对破坏区域进行密集网格划分,从而极易导致计算规模过大,求解效率低下。针对上述问题,提出一种基于单元应力的三维极限分析下限有限元“后验”网格... 网格分布形式对三维极限分析下限有限元法的计算精度影响较大,为获取精确下限解,通常需对破坏区域进行密集网格划分,从而极易导致计算规模过大,求解效率低下。针对上述问题,提出一种基于单元应力的三维极限分析下限有限元“后验”网格自适应加密策略。首先,构建基于Mohr-Coulomb(M-C)准则和半定规划技术的三维极限分析下限有限元模型,避免了屈服准则的近似处理。其次,引入基于M-C准则的网格自适应加密策略,通过判断各个单元应力接近屈服的程度,确定加密点的坐标。然后,将加密点与原先节点组合构成新的点集,并重新划分网格,建立新的下限有限元计算模型。最后,利用所提方法研究隧道稳定性问题,表明利用所提网格自适应加密策略能够以较少单元精确模拟破坏区域应力分布,从而获取高精度下限解。 展开更多
关键词 隧道稳定性 三维极限分析 下限有限元法 MOHR-COULOMB准则 网格自适应加密
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基于极限分析下限法的筒型基础地基承载特性研究
2
作者 刘润 杨灿 陈广思 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1573-1581,共9页
筒型基础凭借其成本低、工期短且对地基扰动相对较小的优势,已成为中国海上风电的重要基础形式之一。由于其基础结构形式复杂,经典的地基计算方法无法准确评估其地基竖向承载力。利用有限元极限分析下限法,建立了考虑筒-土间摩擦的筒型... 筒型基础凭借其成本低、工期短且对地基扰动相对较小的优势,已成为中国海上风电的重要基础形式之一。由于其基础结构形式复杂,经典的地基计算方法无法准确评估其地基竖向承载力。利用有限元极限分析下限法,建立了考虑筒-土间摩擦的筒型基础地基竖向承载力的下限解求解程序,在此基础上分析了土体强度不均匀性、筒型基础长径比及筒外壁-土间摩擦对筒型基础地基竖向承载力的影响,提出了综合考虑以上因素的筒型基础地基竖向承载力计算公式。 展开更多
关键词 有限元极限分析下限法 筒型基础 地基竖向承载力
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考虑间断速度场的光滑有限元极限分析上限法 被引量：1
3
作者 戴北冰 袁新 +1 位作者 周锡文 刘锋涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2849-2858,共10页
基于应变光滑技术的有限元极限分析方法,为岩土工程稳定性分析提供了一种有效和高精度的数值分析途径。通过改进基于节点光滑域的方法,使其可以考虑间断的运动许可速度场,提出一种新型节点光滑有限元极限分析上限法。在土与结构接触面... 基于应变光滑技术的有限元极限分析方法,为岩土工程稳定性分析提供了一种有效和高精度的数值分析途径。通过改进基于节点光滑域的方法,使其可以考虑间断的运动许可速度场,提出一种新型节点光滑有限元极限分析上限法。在土与结构接触面处引入间断速度场,以间断面处节点速度差表征间断速度场的大小,进而基于间断节点重新构造节点光滑域。在Mohr-Coulomb屈服准则和关联流动法则的基础上,分别计算间断面和光滑域内的内能耗散,并将屈服准则和流动法则的约束条件转化为一系列的二阶锥约束方程,最终将考虑间断速度场的节点光滑有限元上限法转化为标准的二阶锥规划模型。此模型可以采用高效的原对偶内点算法进行求解。通过岩土工程中经典问题的数值分析,验证了新方法的可靠性,并通过数值分析发现,结构与土体接触的强度性质对结构的失稳模式和极限承载力具有明显的影响。 展开更多
关键词 极限分析上限法 节点光滑有限元 间断速度场 二阶锥规划(SOCP)
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基于非线性规划的有限元塑性极限分析下限法研究 被引量：4
4
作者 王均星 李泽 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1471-1476,共6页
在分析Sloan建立的有限元塑性极限分析线性规划数学模型存在的局限性基础上,提出了基于非线性规划的有限元塑性极限分析下限法数学模型。采用非线性屈服条件构建了下限法静力容许应力场,建立了求解超载系数、强度储备系数的下限法数学模... 在分析Sloan建立的有限元塑性极限分析线性规划数学模型存在的局限性基础上,提出了基于非线性规划的有限元塑性极限分析下限法数学模型。采用非线性屈服条件构建了下限法静力容许应力场,建立了求解超载系数、强度储备系数的下限法数学模型,并提出了针对塑性极限分析非线性规划数学模型的求解策略;最后对一个经典算例进行了深入分析,验证了方法的正确性。 展开更多
关键词 塑性极限分析 下限法 非线性规划 极限荷载 安全系数
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边坡稳定分析的极限分析下限解有限元法 被引量：4
5
作者 王雪涛 汪小刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期134-138,共5页
研制开发了极限分析下限解有限元程序。在程序的开发过程中,着重解决了下限解有限元法转化为标准线性规划问题和线性优化方法的选择问题,同时,通过典型算例的分析对比,对程序的合理性和可行性进行了验证。
关键词 极限分析 下限解 有限元法 线性规划
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有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用 被引量：261
6
作者 郑颖人 赵尚毅 +3 位作者 邓楚键 刘明维 唐晓松 张黎明 《中国工程科学》 2006年第12期39-61,共23页
有限元极限分析法兼有数值分析法与经典极限分析法两者的优点,特别适用于岩土工程的分析与设计。20世纪初,国内岩土工程界应用国际上通用程序,大力发展有限元极限分析法并拓宽其在岩土工程中的应用。在基本理论研究、提高计算精度、拓... 有限元极限分析法兼有数值分析法与经典极限分析法两者的优点,特别适用于岩土工程的分析与设计。20世纪初,国内岩土工程界应用国际上通用程序,大力发展有限元极限分析法并拓宽其在岩土工程中的应用。在基本理论研究、提高计算精度、拓宽应用范围及工程实际应用等方面取得了很大成绩。重点介绍作者及其合作者的一些研究成果。主要包括岩土工程安全系数定义、方法原理、整体失稳判据、强度准则的推导、选用及提高计算精度等方面的研究。应用范围从二维扩大到三维,从均质土坡、土基扩大到有节理的岩质边坡与岩基,从稳定渗流扩大到不稳定渗流、从边坡与地基工程扩大到隧道、还用于寻找边(滑)坡中的多个潜在滑面,进行岩土与结构共同作用的支挡结构设计,计算机仿真地基承载板载荷试验等应用项目,以逐渐达到革新岩土工程设计方法的目的。 展开更多
关键词 极限分析法 有限元法 岩土工程 边坡 地基 隧道
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基于极限平衡法和有限元法的边坡协同式可靠度分析 被引量：43
7
作者 李典庆 肖特 +2 位作者 曹子君 唐小松 方国光 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1004-1013,共10页
极限平衡法和有限元法是两种常用的边坡稳定分析方法。基于极限平衡法的边坡可靠度分析计算效率较高,但需要假定失效模式,从而导致计算结果不准;与之相反,基于有限元法的边坡可靠度分析更为严格,但计算效率较低。为此,提出了一种新的基... 极限平衡法和有限元法是两种常用的边坡稳定分析方法。基于极限平衡法的边坡可靠度分析计算效率较高,但需要假定失效模式,从而导致计算结果不准;与之相反,基于有限元法的边坡可靠度分析更为严格,但计算效率较低。为此,提出了一种新的基于随机模拟的边坡可靠度分析方法——边坡协同式可靠度分析方法。该方法包括初步可靠度分析和精细可靠度分析两步,可以同时利用极限平衡法和有限元法的优势,实现既高效又准确的边坡可靠度分析。通过一个考虑空间变异性的两层土坡算例验证了该方法的有效性,结果表明:协同式可靠度分析方法与基于有限元法的蒙特卡洛模拟或子集模拟相比,不仅具有一致的可靠度分析结果,而且显著提高了小概率水平下的计算效率,促进了基于有限元法的边坡可靠度分析在实际工程中的应用。该方法可以将基于极限平衡法的边坡可靠度分析成果合理纳入到基于有限元法的边坡可靠度分析中,从而获得大量的失效样本,以制定合理的边坡防治措施。该方法非常适用于高维可靠度问题,如考虑空间变异性的边坡可靠度问题。 展开更多
关键词 边坡可靠度分析 空间变异性 极限平衡法 有限元法 子集模拟 响应调节法
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基于有限元极限平衡法的生基坪滑坡稳定性分析 被引量：7
8
作者 刘汉东 李冬冬 王忠福 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2015年第3期53-57,共5页
依据有限元法计算得出的边坡应力状态,应用极限平衡法的原理对边坡进行稳定性分析,既可考虑岩土体变形对边坡稳定性的影响,又能给出工程上易于接受的安全系数.应用有限元极限平衡法对重庆生基坪滑坡进行了稳定性分析,并将计算结果与刚... 依据有限元法计算得出的边坡应力状态,应用极限平衡法的原理对边坡进行稳定性分析,既可考虑岩土体变形对边坡稳定性的影响,又能给出工程上易于接受的安全系数.应用有限元极限平衡法对重庆生基坪滑坡进行了稳定性分析,并将计算结果与刚体极限平衡法、强度折减法的结果进行对比.结果表明:有限元极限平衡法计算所得的安全系数比刚体极限平衡法的计算结果稍低,与Janbu法计算值的相对差值最小,为0.85%,与Spencer法计算值的相对差值最大,为6.11%;比强度折减法的计算结果稍高;有限元极限平衡法的计算结果介于刚体极限平衡法和强度折减法之间. 展开更多
关键词 滑坡 有限元极限平衡法 刚体极限平衡法 强度折减法 稳定性分析 安全系数
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有限元极限平衡法在黄土边坡稳定性分析中的应用探讨 被引量：9
9
作者 王月 叶朝良 《铁道标准设计》 北大核心 2016年第7期38-43,共6页
对目前边坡稳定分析中的极限平衡和有限元两类方法进行分析阐述,在此基础上,结合黄土边坡工程算例,利用geostudio软件将有限元与极限平衡法相结合进行黄土边坡稳定性分析,并对其计算结果进行比较。算例分析结果表明:极限平衡法在求解过... 对目前边坡稳定分析中的极限平衡和有限元两类方法进行分析阐述,在此基础上,结合黄土边坡工程算例,利用geostudio软件将有限元与极限平衡法相结合进行黄土边坡稳定性分析,并对其计算结果进行比较。算例分析结果表明:极限平衡法在求解过程中作出各种假定来解决超静定问题;有限元法克服了极限平衡法的不足,考虑土体的本构关系,但不能确定可能破裂面,对边坡失稳破坏的判断没有一个定量的标准,将有限元法和极限平衡法相结合,取长补短,既能反映边坡的稳定和变形之间的关系,准确描绘出破坏面的特征,又能得到更精准可靠的安全系数;有限元极限平衡法可自动搜索出坡肩带有垂直裂缝的组合滑动面,比极限平衡法搜索出的单一圆弧滑动面更贴近实际情况,提高了边坡稳定性分析的合理性,为类似边坡稳定性分析方法提供参考。 展开更多
关键词 黄土边坡 极限平衡法 有限元 稳定性分析 裂缝
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有限元极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用 被引量：4
10
作者 刘真真 方朝阳 +1 位作者 朱涛 徐旭 《水电能源科学》 北大核心 2010年第12期93-94,共2页
比较分析了极限平衡法和有限元极限平衡法的特点,基于Geo-studio软件分析了两个典型边坡的稳定性,并比较了极限平衡法和有限元极限平衡法的分析计算结果。结果表明,不同计算方法可影响边坡的稳定性分析,为探讨工程中选择合适的计算方法... 比较分析了极限平衡法和有限元极限平衡法的特点,基于Geo-studio软件分析了两个典型边坡的稳定性,并比较了极限平衡法和有限元极限平衡法的分析计算结果。结果表明,不同计算方法可影响边坡的稳定性分析,为探讨工程中选择合适的计算方法奠定了基础。 展开更多
关键词 边坡稳定分析 极限平衡法 有限元极限平衡法 安全系数 Geo-studio
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地震边坡稳定性有限元塑性极限分析拟动力法研究 被引量：6
11
作者 周建烽 郑子玉 +3 位作者 鲍挺 涂兵雄 俞剑 覃长兵 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第7期2374-2391,共18页
地震诱发边坡失稳是地震灾害的主要类型之一,开展地震作用下边坡稳定性研究具有重要意义。常规拟静力法无法准确模拟地震波在边坡土体中传播的时间和空间效应,难以真实反映地震荷载。本文采用拟动力法模拟地震动荷载输入,基于塑性极限... 地震诱发边坡失稳是地震灾害的主要类型之一,开展地震作用下边坡稳定性研究具有重要意义。常规拟静力法无法准确模拟地震波在边坡土体中传播的时间和空间效应,难以真实反映地震荷载。本文采用拟动力法模拟地震动荷载输入,基于塑性极限分析下限定理,结合有限元离散技术,建立了满足静力平衡条件、屈服条件、应力边界条件和间断条件的地震边坡稳定性有限元极限分析下限法数学规划模型,基于内点算法寻求边坡超载系数和安全系数的下限解。通过对典型边坡算例分析,验证了本文方法的正确性。进一步分析了均质土边坡、抗剪强度参数随深度线性增加的非均质土边坡以及双层土边坡的地震稳定性,讨论了关联和非关联流动准则对地震边坡稳定性的影响。结果表明:拟静力法和非关联流动法则会低估地震边坡稳定性;边坡安全系数有限元极限分析下限解与上限解之间的差异小于4.5%,本文方法计算结果接近地震边坡稳定性真解。 展开更多
关键词 地震边坡稳定性 有限元极限分析 拟动力法 真解
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考虑参数空间变异性的边坡稳定可靠性有限元极限分析 被引量：30
12
作者 陈朝晖 雷坚 +2 位作者 黄景华 程晓辉 张志超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期985-993,共9页
当土性参数空间变异性较大时,极限平衡法得到的滑移面不尽合理。阐述了基于广义变分原理的有限元极限分析方法,采用混合有限元方法,构筑了线性应力三角形单元与线性速度三角形单元,结合强度折减法与线性规划算法,建立了边坡稳定安全系... 当土性参数空间变异性较大时,极限平衡法得到的滑移面不尽合理。阐述了基于广义变分原理的有限元极限分析方法,采用混合有限元方法,构筑了线性应力三角形单元与线性速度三角形单元,结合强度折减法与线性规划算法,建立了边坡稳定安全系数上下限分析方法,分析了土的抗剪强度参数空间变异性对边坡稳定性的影响,并与3种典型极限平衡法进行了对比。结果表明,FELA方法可有效搜索边坡临界滑移面,并给出安全系数的严格上下限。对于简单均质边坡,有限元极限分析与极限平衡法结果接近,极限平衡法结果大多位于极限分析的上下限内;对于空间变异性较大的边坡,有限元极限分析法可以有效搜索可能的多种临界滑移面,而极限平衡法则存在显著偏差,且往往高估滑坡风险。强度参数的空间变异性还导致边坡安全系数分布形式变化显著,仅采用安全系数无法反应这一变化。根据安全系数的分布形式,给出了土性参数设计值建议。 展开更多
关键词 有限元极限分析 极限平衡法 空间变异性 边坡稳定 安全系数
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考虑孔隙水压力的土坡稳定性的有限元下限分析 被引量：26
13
作者 王均星 李泽 陈炜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1258-1262,1268,共6页
以极限分析下限法理论为基础,应用有限单元思想离散结构物,建立了同时满足平衡条件、应力边界条件、屈服条件和应力间断条件的静力许可应力场,其中孔隙水压力被当作一种类似于重力的外力荷载。引入线性数学规划手段后,得到了考虑孔隙水... 以极限分析下限法理论为基础,应用有限单元思想离散结构物,建立了同时满足平衡条件、应力边界条件、屈服条件和应力间断条件的静力许可应力场,其中孔隙水压力被当作一种类似于重力的外力荷载。引入线性数学规划手段后,得到了考虑孔隙水压力的边坡稳定的下限法数学规划模型,由此可以求出安全系数的下限解及其对应的应力场。最后,以2个经典的土坡为算例,与多种方法的分析结果比较,论证了该方法的正确性。 展开更多
关键词 塑性极限分析 下限法 孔隙水压力 边坡稳定 安全系数
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有限元分析的位移控制法及其应用 被引量：19
14
作者 郑宏 李焯芬 +1 位作者 谭国焕 葛修润 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期81-85,共5页
对于非线性问题的有限元分析 ,位移控制法 (DCM)比常用的载荷控制法 (LCM)有着更广泛的应用和更强的适应能力。但因DCM在求解技术上的一些难度 ,限制了其在岩土力学中的应用。本文利用Sherman Morrison定理 ,使得DCM仅需很少的运算量 ,... 对于非线性问题的有限元分析 ,位移控制法 (DCM)比常用的载荷控制法 (LCM)有着更广泛的应用和更强的适应能力。但因DCM在求解技术上的一些难度 ,限制了其在岩土力学中的应用。本文利用Sherman Morrison定理 ,使得DCM仅需很少的运算量 ,对经典的LCM程序做少量的修补 。 展开更多
关键词 有限元 位移控制法 载荷控制法 极限分析 应变软化
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边坡稳定的有限元塑性极限分析 被引量：22
15
作者 王汉辉 王均星 王开治 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期733-738,共6页
系统地介绍了结构塑性极限分析的原理和方法。借助有限单元法和线性规划,运用塑性极限分析的下限法,可求解岩土边坡的极限承载力和安全系数。算例表明了该方法的正确性并具有较高的精度,同时,分析了该方法的困难所在。
关键词 节理 塑性极限分析 下限法 安全系数
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边坡极限承载力的下限分析法 被引量：20
16
作者 李亮 刘宝琛 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期79-83,共5页
本文应用极限分析的下限法求解边坡的极限承载力 ,借助于有限单元法和线性规划法 ,可以较容易地建立静力许可场 ,并进而求得极限荷载的最大值。该法在边坡中的应用表明 ,随着边坡土体不排水强度的减小 ,边坡极限承载力将不断降低 ,并最... 本文应用极限分析的下限法求解边坡的极限承载力 ,借助于有限单元法和线性规划法 ,可以较容易地建立静力许可场 ,并进而求得极限荷载的最大值。该法在边坡中的应用表明 ,随着边坡土体不排水强度的减小 ,边坡极限承载力将不断降低 ,并最终丧失承载力。边坡的极限承载力与坡角之间有良好的线性关系。当路堤边坡愈陡时 ,反压护道的作用愈明显 ,当坡比较大时 ,一味采用降低坡高 ,减缓坡比的手段 ,往往不能取得较好的经济效益。 展开更多
关键词 极限分析下限法 边坡 极限承载力 铁路 路堤
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临坡地基承载力极限分析上限有限元数值模拟 被引量：16
17
作者 赵明华 胡啸 张锐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1137-1143,1152,共8页
与水平地面地基土体的对称破坏模式不同,临坡地基土体随不同工况呈现较明显的多种破坏模式。基于上限分析有限元技术,通过对临坡地基土建模,得到非线性上限规划模型,采用可行弧内点算法对其进行求解。将计算结果转换成相应的速度场和能... 与水平地面地基土体的对称破坏模式不同,临坡地基土体随不同工况呈现较明显的多种破坏模式。基于上限分析有限元技术,通过对临坡地基土建模,得到非线性上限规划模型,采用可行弧内点算法对其进行求解。将计算结果转换成相应的速度场和能量耗散图,并与文献结果进行对比分析。分析结果表明,上限有限元法能够较清楚地模拟出临坡地基破坏的几种模式,并得到合理解。通过把临坡地基承载力转为Terzaghi建议的分项系数叠加形式,对分项系数N_c、N_γ、N_q的变化规律进行讨论,发现N_c和N_q变化趋势基本符合现有的单调变化规律,但对于N_γ而言,由于破坏模式改变造成了破坏体体积变化,得到N_γ发生非单调改变的变化规律。以临坡基础完全不受斜坡影响的距离α_0/B作为绝对安全距离,并给出部分计算图表,为斜坡地基设计提供参考。 展开更多
关键词 临坡地基 极限分析 有限元单元法 破坏模式
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极限平衡Morgenstern-Price法与有限元ABAQUS法在边坡稳定性评价中的应用 被引量：18
18
作者 张立舟 瞿嘉玮 +2 位作者 邓湘波 向易航 王彪 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2013年第6期23-27,32,共6页
极限平衡Morgenstern-Price法(M-P法)与有限元ABAQUS法是边坡稳定性分析的常用方法。但是,两者对边坡岩土材料的假设和失稳判定准则完全不同。一般情况下,两者的分析结果相差不大。但对于某些特殊土质,极限平衡法的精确性还有待考查。... 极限平衡Morgenstern-Price法(M-P法)与有限元ABAQUS法是边坡稳定性分析的常用方法。但是,两者对边坡岩土材料的假设和失稳判定准则完全不同。一般情况下,两者的分析结果相差不大。但对于某些特殊土质,极限平衡法的精确性还有待考查。倘若设计中不假思索地使用极限平衡法,将对边坡的安全性评价造成严重误差,影响工程永久性。为了探求2种分析方法的适用性,对计算结果进行了比较和分析,对工程中边坡稳定性分析的方法选择提出了建议,还探求了2种方法稳定性分析结果差异产生的原因。 展开更多
关键词 边坡稳定性分析 极限平衡法 离散元法 有限元法 精度分析 适用条件
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三维塑性极限分析下限法原理及应用 被引量：6
19
作者 王均星 吴雅峰 李泽 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1627-1631,共5页
介绍了三维塑性极限分析下限法的基本原理。将计算区域离散为有限个三维空间单元,利用极限分析中的下限定理,借助有限元思想建立数学规划模型,并引入非线性规划的数值方法寻求问题的下限解。以均匀土质边坡的极限荷载作为算例,比较了所... 介绍了三维塑性极限分析下限法的基本原理。将计算区域离散为有限个三维空间单元,利用极限分析中的下限定理,借助有限元思想建立数学规划模型,并引入非线性规划的数值方法寻求问题的下限解。以均匀土质边坡的极限荷载作为算例,比较了所得数值解与经典塑性力学理论解,论证了该方法的正确性。 展开更多
关键词 三维有限元 极限分析下限 非线性规划
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极限平衡法和有限单元法混合分析土坡稳定 被引量：30
20
作者 康亚明 杨明成 胡艳香 《中国矿业》 北大核心 2006年第3期74-77,共4页
利用有限单元法和极限平衡法对一边破稳定性进行了计算机模拟及计算分析。确定了滑动面的位置和形式,然后用刚体极限平衡法计算安全系数。这样不仅考虑了土体的应力-应变关系,同时能很方便的计算出土坡稳定的安全系数。避免了极限平衡... 利用有限单元法和极限平衡法对一边破稳定性进行了计算机模拟及计算分析。确定了滑动面的位置和形式,然后用刚体极限平衡法计算安全系数。这样不仅考虑了土体的应力-应变关系,同时能很方便的计算出土坡稳定的安全系数。避免了极限平衡法单独计算时反复试算这一过程。这两种方法联合应用可以互相补充,因此充分发挥了两者各自的优点。 展开更多
关键词 ANSYS 有限元单元法 安全系数 边坡稳定性 刚体极限平衡法 混合分析
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