基于刚体平动运动单元的上限有限元研究

发布时间：2019-05-08 03:15

【摘要】：刚性块体极限分析上限法常应用于岩土工程稳定性研究,然而应用时需假定刚性块体破坏模式并递推繁琐的几何关系。为此,提出一种适应性更广的基于非线性规划模型的刚体平动运动单元上限有限元法,并解决了其优化模型初始值的确定问题。通过引入有限单元思想,将计算区域离散成刚体单元,同时以单元速度和节点坐标作为决策变量,由上限定理建立非线性规划模型获得上限解。利用编制的上限有限元程序进行边坡和浅埋隧道稳定性算例验证,表明运动单元上限有限元法能调整速度间断线至较优方位,所得破坏模式特征鲜明,上限解精度高,可广泛应用于边坡、隧道等稳定性分析研究。
[Abstract]:The upper limit method of rigid block limit analysis is often used to study the stability of geotechnical engineering. However, the failure mode of rigid block should be assumed and the geometric relation of recurrence is cumbersome. Therefore, an upper bound finite element method based on nonlinear programming model for rigid body translational motion is proposed, and the problem of determining the initial value of the optimization model is solved. By introducing the finite element method, the computational region is discretized into a rigid body element. The upper bound solution is obtained by establishing a nonlinear programming model based on the upper bound theorem, taking the element velocity and node coordinates as the decision variables. The upper limit finite element program is used to verify the stability of slope and shallow tunnel. The results show that the upper limit finite element method can adjust the velocity discontinuity line to the optimal direction, and the failure mode is characteristic and the upper limit solution precision is high. It can be widely used in stability analysis of slope, tunnel and so on.
【作者单位】： 中南大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(No.51008309,No.51208522) “十二五”国家科技支撑计划课题(No.2012BAK24B02)
【分类号】：TU470

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本文编号：2471576