大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究

1

作者 黄建华 宋二祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3372-3378,3385,共8页

冻结围护是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将天然土层变成冻土作为围护挡土止水的新技术。依据冻结基本原理,在大型锚碇深基础中采用排桩内支撑结构并结合冻结帷幕止水是一种新的基坑围护形式,含水土层冻结后形成的冻结帷幕具有良... 冻结围护是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将天然土层变成冻土作为围护挡土止水的新技术。依据冻结基本原理,在大型锚碇深基础中采用排桩内支撑结构并结合冻结帷幕止水是一种新的基坑围护形式,含水土层冻结后形成的冻结帷幕具有良好的封水性能,冻土墙刚度和强度较原土层有很大的提高且质量易于控制。相对于常规围护工程,冻结围护结构的冻胀力学特性复杂且研究资料贫乏,因此,其力学性状的研究将进一步完善冻结围护技术理论,保障基础工程顺利安全进行。通过对锚碇基础围护工程冻结帷幕温度场-应力场耦合的三维非线性数值模拟分析研究,得到冻结围护工程中冻结帷幕的冻胀力学性状特征,结合大型锚碇基础冻结围护工程实例的现场测试成果分析,验证数值模拟分析方法结果的合理性以及冻结围护技术的可靠性,研究成果将为今后冻结围护技术的工程推广应用提供理论基础。 展开更多

关键词 冻结帷幕 围护结构 锚碇基础 有限元分析

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车辆-路面耦合振动系统模型与仿真分析 被引量：23

2

作者 张丙强 李亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期35-38,共4页

基于二分之一的四自由度车辆振动模型,把路面简化成Kelvin地基上Euler梁,通过非线性动态轮胎力,建立车路耦合系统的分析模型及其动力平衡方程;通过轮胎和路面的位移协调条件对耦合方程进行解耦,采用模态叠加法和New-mark积分法对耦合方... 基于二分之一的四自由度车辆振动模型,把路面简化成Kelvin地基上Euler梁,通过非线性动态轮胎力,建立车路耦合系统的分析模型及其动力平衡方程;通过轮胎和路面的位移协调条件对耦合方程进行解耦,采用模态叠加法和New-mark积分法对耦合方程组进行求解。数值分析表明:轮胎作为参振子系统对路面的影响基本可以忽略不计,考虑轮胎作为参振子系统下车体的最大竖向位移是没有考虑情况下的1.2倍左右。并对车辆运动初速度、加速度、以及路面不平顺对车体振动影响进行了分析。 展开更多

关键词 车辆 路面 动态轮胎力 振动模型 仿真分析

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人-车-路耦合系统振动分析及舒适度评价 被引量：16

3

作者 张丙强 李亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期1-5,15,共6页

基于人体动力模型和7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁进行模拟,通过车轮与路面接触处的位移协调方程和车路相互作用力的平衡关系建立人-车-路耦合振动方程,采用New-mark积分法对方程组进行求解。对小型汽车在路面上行走过... 基于人体动力模型和7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁进行模拟,通过车轮与路面接触处的位移协调方程和车路相互作用力的平衡关系建立人-车-路耦合振动方程,采用New-mark积分法对方程组进行求解。对小型汽车在路面上行走过程进行了仿真分析,采用乘坐舒适度指标对人体振动舒适性进行评价,为从乘坐舒适度角度来评价路面不平顺提供了理论依据,并对路面级别、车速、乘坐者数量以及车辆各参数对系统振动的影响进行了初步讨论。 展开更多

关键词 人-车-路系统 乘坐舒适度 振动方程 人体模型 路面不平度

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L型挡土墙主动土压力计算的基底摩擦系数折减有限元法 被引量：13

4

作者 戴自航 林智勇 +1 位作者 郑也平 卢才金 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期508-514,共7页

提出了通过将基底摩擦系数进行折减,按与传统刚塑性体极限平衡理论相对应的变形体极限平衡理论,采用有限元接触模拟算法进行L型挡土墙主动土压力计算的方法。按照该方法,利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS进行了实例计算,以数值模拟... 提出了通过将基底摩擦系数进行折减,按与传统刚塑性体极限平衡理论相对应的变形体极限平衡理论,采用有限元接触模拟算法进行L型挡土墙主动土压力计算的方法。按照该方法,利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS进行了实例计算,以数值模拟手段揭示了坦墙后第二滑裂面的存在,证实了理论上的假设。真实揭示了符合坦墙条件的L型挡土墙后填土中第一和第二滑裂面的位置,且揭示对不严格符合坦墙条件的L型挡土墙,其填土中可能出现第三滑裂面。该方法具有理论上的严密性,而且算例计算比较表明,可更为准确合理地计算出L型挡土墙立板上主动土压力的分布形式及大小,较朗肯土压力理论更加可靠,现行朗肯理论计算的抗滑移稳定安全系数偏于保守,而抗倾覆稳定安全系数偏于危险。同时,该方法计算效率较高,因而具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 有限元法 接触模拟 L型挡土墙 主动土压力 滑裂面

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采空区煤柱-顶板系统失稳的力学分析 被引量：6

5

作者 贺广零 洪芳 王艳苹 《建筑科学与工程学报》 CAS 2007年第1期31-36,共6页

基于温克尔假设,突破把坚硬顶板视为弹性梁的传统思想,把坚硬顶板视为弹性板,将煤柱等效为连续均匀分布的支撑弹簧,从而形成煤柱-顶板相互作用系统;同时,将煤柱视为应变软化介质,采用近似的Weibull分布描述它的损伤本构模型,依据板壳理... 基于温克尔假设,突破把坚硬顶板视为弹性梁的传统思想,把坚硬顶板视为弹性板,将煤柱等效为连续均匀分布的支撑弹簧,从而形成煤柱-顶板相互作用系统;同时,将煤柱视为应变软化介质,采用近似的Weibull分布描述它的损伤本构模型,依据板壳理论和非线性动力学理论对采空区煤柱-顶板系统失稳机理进行了研究,得出了系统失稳的突变机制,并给出了系统失稳的数学判据和力学条件;最后,以马脊梁矿为工程实例进行分析。结果表明,理论分析值与工程实测数据吻合较好,为进一步研究煤柱-顶板相互作用系统和制定相关规范提供了重要参考。 展开更多

关键词 采空区 煤柱-顶板相互作用系统 失稳 突变理论 力学分析

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柔性梁大挠度动力响应分析的多体系统方法 被引量：4

6

作者 吴国荣 颜桂云 陈福全 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期87-89,共3页

研究柔性梁大挠度动力响应问题,应用多体系统方法建立起大变形振动控制方程,结合Newmark直接积分法和Newton-Raphson迭代法给出了求解该非线性代数-微分方程组的数值方法。该方法一方面在随体坐标系中把子梁作为小变形处理使得变形的描... 研究柔性梁大挠度动力响应问题,应用多体系统方法建立起大变形振动控制方程,结合Newmark直接积分法和Newton-Raphson迭代法给出了求解该非线性代数-微分方程组的数值方法。该方法一方面在随体坐标系中把子梁作为小变形处理使得变形的描述大为简化,另一方面通过随体坐标系的运动自然计及了子梁的刚体运动。数值算例证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 柔性梁 大扰度 多体系统方法 非线性

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非均布荷载作用下煤柱-顶板系统的失稳分析 被引量：3

7

作者 贺广零 洪芳 李倩妹 《建筑科学与工程学报》 CAS 2008年第3期37-41,共5页

针对实际工程中作用在煤柱-顶板系统上的荷载为非均布荷载的现象,研究了煤柱-顶板系统在非均布荷载下的失稳机制。基于温克尔假设,把坚硬顶板视为弹性梁,把煤柱等效为连续均匀分布的支撑弹簧,从而形成煤柱-顶板相互作用系统的力学模型;... 针对实际工程中作用在煤柱-顶板系统上的荷载为非均布荷载的现象,研究了煤柱-顶板系统在非均布荷载下的失稳机制。基于温克尔假设,把坚硬顶板视为弹性梁,把煤柱等效为连续均匀分布的支撑弹簧,从而形成煤柱-顶板相互作用系统的力学模型;基于尖点突变理论,对采空区煤柱-顶板系统失稳机理进行了探索,导出了该系统失稳的充要力学判据,并得出了顶板破坏的临界厚度;同时,分析了影响系统失稳的主要参数,并给出了若干工程建议;最后以甘肃省某煤矿为例,计算了该矿体的临界顶板厚度。所得结果为进一步研究煤柱-顶板系统的失稳机制和制定相关规范提供了参考。 展开更多

关键词 非均布荷载 煤柱-顶板系统 突变理论 失稳机理 临界厚度

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无单元法求解欧拉梁及梁系的自由振动问题 被引量：3

8

作者 吴琛 周瑞忠 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期856-861,869,共7页

双变量无单元法以广义移动最小二乘法为理论基础,同时考虑挠度和转角双变量。采用双变量无单元法建立了欧拉梁的质量矩阵和刚度矩阵,并进行自由振动的计算。不同边界条件欧拉梁动力特性的算例表明:双变量无单元法比与只考虑挠度的单变... 双变量无单元法以广义移动最小二乘法为理论基础,同时考虑挠度和转角双变量。采用双变量无单元法建立了欧拉梁的质量矩阵和刚度矩阵,并进行自由振动的计算。不同边界条件欧拉梁动力特性的算例表明:双变量无单元法比与只考虑挠度的单变量无单元法具有更高的插值精度,并能在高阶振型计算中获得明显优于有限元的计算精度。通过试算法对影响半径中的scale乘子进行了讨论,认为在动力计算中scale取3.5较合理。最后在欧拉梁的基础上,将无单元法应用于梁系模型的自由振动计算,显示了该法在复杂模型中的精确性。 展开更多

关键词 无单元法 欧拉梁 梁系 自由振动 scale乘子

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三维柔性多体梁系统非线性动力响应分析 被引量：5

9

作者 吴国荣 钟伟芳 梁以德 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期24-27,共4页

研究了三维柔性多体梁系统的非线性动力响应问题。将空间柔性梁的变形分解为轴向变形以及在x-y平面的弯曲变形和在x-z平面的弯曲变形,引用各自的精确振动模态描述变形场,利用拉格朗日乘子法建立起柔性多体梁系统约束非线性动力学方程。... 研究了三维柔性多体梁系统的非线性动力响应问题。将空间柔性梁的变形分解为轴向变形以及在x-y平面的弯曲变形和在x-z平面的弯曲变形,引用各自的精确振动模态描述变形场,利用拉格朗日乘子法建立起柔性多体梁系统约束非线性动力学方程。结合Newm ark直接积分法和Newton-Raphson迭代法,导出了求解该非线性代数-微分方程组的数值方法。仿真算例证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多体系统 三维柔性梁 非线性 动力响应

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地震作用对车辆-道路系统耦合振动的影响 被引量：2

10

作者 张丙强 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第6期728-733,共6页

车辆采用13自由度三维全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁单位进行离散,通过路面与轮胎接触点的平衡,建立起可以考虑车辆侧向滑动的车路耦合振动模型.将路面初始不平顺视为系统的竖向自激激励源,地震作为外部激励,建立起竖向和横向... 车辆采用13自由度三维全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁单位进行离散,通过路面与轮胎接触点的平衡,建立起可以考虑车辆侧向滑动的车路耦合振动模型.将路面初始不平顺视为系统的竖向自激激励源,地震作为外部激励,建立起竖向和横向地震荷载共同作用下车路耦合方程,采用New-mark积分法对耦合方程组进行求解.数值分析结果表明,分析模型下,车路耦合系统的动力响应取决于地震荷载,而地震荷载作用会使车辆的行驶安全性和乘坐舒适性明显下降;横向地震荷载对车辆和路面的横向振动有显著影响,对车辆的竖向振动可忽略;竖向地震荷载对车辆和路面的竖向振动影响较大,对车体的横向振动有一定程度的影响,以至于在评判车辆运行安全性时必须考虑其影响. 展开更多

关键词 车辆-道路系统 耦合振动 地震荷载 动力响应

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深基坑预应力锚杆支护的杆系有限元与FLAC对比分析

11

作者 陈国周 贾金青 王海涛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期50-53,共4页

预应力锚杆支护技术,由于其造价经济、施工快速和安全可靠,已在深基坑和边坡支护中得到广泛应用。使用杆系有限元和FLAC程序,对基坑实例进行力学分析,得到基坑坑壁位移和锚杆内力。对两种方法的计算结果进行对比分析,认为两者在位移分... 预应力锚杆支护技术,由于其造价经济、施工快速和安全可靠,已在深基坑和边坡支护中得到广泛应用。使用杆系有限元和FLAC程序,对基坑实例进行力学分析,得到基坑坑壁位移和锚杆内力。对两种方法的计算结果进行对比分析,认为两者在位移分布及锚杆轴力分布方面基本一致,而杆系有限元方法计算较为方便,参数输入较少,建模也较容易,更适用于在设计计算时使用。 展开更多

关键词 深基坑支护 预应力锚杆 杆系有限元 FLAC

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被动桩中土拱效应问题的数值分析 被引量：133

12

作者 张建勋 陈福全 简洪钰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期174-178,184,共6页

被动桩对侧向位移的土层起到遮拦作用的机理主要是土拱效应。采用有限元软件Plaxis 8.1,详细地研究了被动桩中土拱效应的产生机理,分析了导致侧向位移的荷载大小、土体性质、群桩以及桩土接触面性质等影响因素对土拱效应性态和桩土应力... 被动桩对侧向位移的土层起到遮拦作用的机理主要是土拱效应。采用有限元软件Plaxis 8.1,详细地研究了被动桩中土拱效应的产生机理,分析了导致侧向位移的荷载大小、土体性质、群桩以及桩土接触面性质等影响因素对土拱效应性态和桩土应力分担比的影响,分析表明,桩间距是影响土拱效应的最主要因素。 展开更多

关键词 土拱效应 被动桩 有限元 数值分析

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超前微桩复合土钉支护三维非线性数值分析 被引量：16

13

作者 宋广 黄建华 宋二祥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期151-155,共5页

结合一基坑支护实例,考虑土体在开挖情况下的变形特性,用三维非线性有限元对单纯土钉支护和微桩复合土钉支护进行了模拟施工过程的计算和对比分析,以对微桩在复合土钉支护中的作用进行研究。部分计算结果与实测的对比,在一定程度上验证... 结合一基坑支护实例,考虑土体在开挖情况下的变形特性,用三维非线性有限元对单纯土钉支护和微桩复合土钉支护进行了模拟施工过程的计算和对比分析,以对微桩在复合土钉支护中的作用进行研究。部分计算结果与实测的对比,在一定程度上验证了所采用计算模型的合理性。微桩复合土钉支护与单纯土钉支护的对比分析表明,超前微桩的设置在显著减小坑周地层变形、土钉拉力大小以及坑周地表附近地层中拉应力区范围的同时,还会改变坑壁水平位移以及坑边附近地面沉降的分布形式,这可为土钉及复合支护工程的优化设计提供一定参考。 展开更多

关键词 超前微桩 复合土钉 基坑支护 数值分析

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地面堆载作用下邻近桩基性状的数值分析 被引量：107

14

作者 陈福全 杨敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1286-1290,共5页

采用土工有限元软件PLAXIS 8.2对地面堆载作用下邻近的桩基性态进行二维有限元分析,研究了单排桩、双排桩在地面堆载荷载大小与作用位置、桩与土层条件、桩身约束条件等工况中的性状。

关键词 被动桩 堆载 数值分析

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邻近地铁车站基坑开挖位移传递规律数值模拟 被引量：68

15

作者 李志高 曾远 刘国彬 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期3104-3108,共5页

上海地铁8号线人民广场站是个平行换乘车站,车站基坑紧邻地铁1号线人民广场站开挖。监测数据说明,随着基坑开挖,地铁车站背向基坑倾斜。通过有限差分法数值模拟,得到了邻近大刚度地铁车站的基坑开挖位移场的位移传递规律,并对其规律进... 上海地铁8号线人民广场站是个平行换乘车站,车站基坑紧邻地铁1号线人民广场站开挖。监测数据说明,随着基坑开挖,地铁车站背向基坑倾斜。通过有限差分法数值模拟,得到了邻近大刚度地铁车站的基坑开挖位移场的位移传递规律,并对其规律进行了分析,结果表明,大刚度地铁车站的存在对基坑开挖的位移场具有很大的影响:(1)对基坑变形的遮拦作用,从而减小了支护结构的变形;(2)隔断了坑周土层的位移传递路径,使得土体位移场发生变化,促使地下建筑物背向基坑方向倾斜。 展开更多

关键词 地铁车站 深基坑 背向倾斜

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山区变电站高填方地基工后沉降分析 被引量：9

16

作者 贺广零 李倩妹 +1 位作者 洪芳 彭双艳 《建筑科学与工程学报》 CAS 2007年第4期45-49,共5页

首先从试验和理论2个方面确定了山区变电站高填方地基工后沉降的主要影响因素,即填方高度和变形模量,并给出计算地基工后沉降的初步公式;然后结合2个典型工程对公式中的系数进行修正,拟合出一个实用的经验公式;最后以2个山区变电站工程... 首先从试验和理论2个方面确定了山区变电站高填方地基工后沉降的主要影响因素,即填方高度和变形模量,并给出计算地基工后沉降的初步公式;然后结合2个典型工程对公式中的系数进行修正,拟合出一个实用的经验公式;最后以2个山区变电站工程为例进行分析,发现理论计算值与实测值吻合良好,有力地论证了该公式的有效性。所得的结论为山区变电站高填方地基工后沉降的进一步研究和相关规范的制定提供了参考。 展开更多

关键词 山区变电站 高填方地基 工后沉降 变形模量 压实度

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大运动柔性梁非线性动力响应分析 被引量：15

17

作者 吴国荣 钟伟芳 +1 位作者 李美之 梁以德 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期1-3,共3页

分析了发生横、纵振动的大运动梁的非线性动力响应,引用梁横向和纵向振动的精确模态描述变形场,利 用拉格朗日方程建立了运动梁刚柔耦合非线性动力学方程。该非线性方程自动计及了动力刚化的影响。基于Newmark 直接积分法和Newton R... 分析了发生横、纵振动的大运动梁的非线性动力响应,引用梁横向和纵向振动的精确模态描述变形场,利 用拉格朗日方程建立了运动梁刚柔耦合非线性动力学方程。该非线性方程自动计及了动力刚化的影响。基于Newmark 直接积分法和Newton Raphson迭代法,给出了求解该非线性方程的数值方法。仿真算例证明了本文方法的正确性和有 效性。 展开更多

关键词 非线性动力响应 柔性梁 非线性方程 动力刚化 拉格朗日方程 非线性动力学方程 直接积分法 变形场 自动 纵向振动

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模糊神经网络在高层建筑横风向振动控制中的应用研究 被引量：5

18

作者 颜桂云 陈福全 孙炳楠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期69-72,76,共5页

提出了模糊神经网络方法控制高层建筑横风向风振反应。通过观测部分楼层加速度和控制力输出,建立了模糊神经网络控制器,解决了传统控制中有限的传感器数目对系统振动状态估计的困难.利用模糊神经网络控制器预测结构的控制行为,消除了闭... 提出了模糊神经网络方法控制高层建筑横风向风振反应。通过观测部分楼层加速度和控制力输出,建立了模糊神经网络控制器,解决了传统控制中有限的传感器数目对系统振动状态估计的困难.利用模糊神经网络控制器预测结构的控制行为,消除了闭环控制系统中存在的时滞。利用模糊神经网络控制器的自学习能力来确定模糊规则和语言变量隶属函数,解决了土木工程复杂结构模糊控制中,难于依据专家的主观经验来确定模糊控制规则和语言变量隶属函数等困难。模糊神经网络方法的优势在于算法自身的鲁棒性,处理结构非线性、参数不确定性及时变等问题的能力。通过对基准建筑的刚度不确定性分析,讨论了模糊神经网络控制器的鲁棒性。仿真分析表明,模糊神经网络控制策略能有效地抑制高层建筑的横风向风振反应,控制效果略优于LQG控制,而拥有LQG控制不具备的诸多优点。 展开更多

关键词 基准建筑 高层建筑 风振反应 模糊神经网络控制 鲁棒性

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地铁联络通道冻结施工的三维数值模拟 被引量：43

19

作者 李大勇 陈福全 张庆贺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期472-474,共3页

冻结法在地铁联络通道施工中得到了广泛的应用,冻土墙的设计温度和厚度是工程安全的重要前提,为了直观了解冻土墙的力学特性,掌握联络通道内土体开挖对冻土墙的影响,保证工程的安全,对施工过程进行了三维数值模拟,得出了有价值的结论,... 冻结法在地铁联络通道施工中得到了广泛的应用,冻土墙的设计温度和厚度是工程安全的重要前提,为了直观了解冻土墙的力学特性,掌握联络通道内土体开挖对冻土墙的影响,保证工程的安全,对施工过程进行了三维数值模拟,得出了有价值的结论,并把计算结果与实测进行了比较,可供工程实践参考。 展开更多

关键词 地铁 联络通道 冻结法 三维数值模拟

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用强度折减有限元法分析土坡稳定问题 被引量：10

20

作者 张建勋 陈福全 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第1期115-117,共3页

采用土工有限元软件Plaxis8.1研究了强度折减有限元法分析土坡稳定的若干问题,着重讨论了土体参数选用及计算域范围和土体本构参数对该法求土坡安全系数的影响。

关键词 土坡稳定 强度折减有限元 强度 安全系数 土力学

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