无单元法应用于节理岩体

无单元法是一种新方法,其在岩体问题的应用中,至今报道甚少.根据岩体结构特点和无单元法的优点,建立了节理岩体的二维无单元模型,编制了相应的节理岩体无单元程序,并给出了算例,计算结果表明,该模型是合理可行的,同时给处理岩体节理问题带来了方便.     

节理岩体的无单元模型

根据岩体结构特点，建立了节理岩体的无单元模型，编制了二维节理岩体的无单元程序，并给出了算例。计算结果表明，该模型是合理可行的。     

考虑节理单元的弹塑性概率计算方法

阐述了考虑节理单元后的三维随机有限元计算方法，并结合塑性理论将岩土工程中的塑性屈服准则引入随机有限元方法中．结合具体屈服准则推导了随机有限元的基本计算公式，给出考虑节理单元及塑性屈服问题在三维情况下的位移、应力的均值与方差，利用这些公式可计算出每一单元的屈服概率从而求出结构的可靠度。     

节理单元在岩体稳定性分析中的应用

根据平面节理单元的各种类型的实用范围本原理．给出了运用不同的节理单元对岩体中不同的不要确定了材料的本构模型,采用比较特殊的单元类型,石类材料进行数值模拟,并可以取得较为满意的结果．和各自的优缺点,系统介绍了平面节理单元的基连续面进行模拟分析的实例,分析的结果表明只仍然可以按照有限元的基本思想和步骤来对岩     

加锚节理岩体的无单元模型

锚杆支护技术是一项综合技术，其在岩土工程中发挥着越来越重要的作用。根据岩体结构的特点和无单元法的优点，把锚杆支护应用在节理岩体的无单元模型中，编制了相应加锚节理岩体的无单元程序，并给出了算例，计算结果表明，该模型是合理可行的。     

拟协调圆柱壳单元

本文介绍了应用拟协调元思想[２］构造圆柱壳单元的方法，提出几种廿叁数四边形圆柱壳单元。这些单元具有收敛性好、推导简单、计算量小、保证单元刚体位移模式存在等优点，因此，它们将具有一定的实用价值。     

利用节理张量确定岩体代表性单元体积

代表性单元体积 ( REV)是工程地质重要概念之一 ,目前 REV的确定尚无确切的量化方法。利用节理张量确定 REV的方法是利用现场节理量测资料 ,通过节理统计和岩体结构面网络模拟技术 ,计算岩体的 REV。该法可用于确定野外现场原位测试或室内实验试件的尺寸     

模拟夹层的大变形有限元等厚节理单元模型

利用大变形有限元基本理论,提出了模拟夹层的大变形有限元等厚节理单元模型,并推导了其相关的大变形有限元计算公式,解决了夹层的大变形有限元模拟计算问题.     

拟协调轴对称三结点退化壳单元

结合拟协调有限元方法和退化壳有限元概念,构造了一个轴对称三结点退化壳单元,采用了整体,局部和等参三个坐标系,使用与拟协调单元列式方法等效的基于胡－鹫津广义为分原理的杂交／混合单元列式方法构造轴对称三结点退化壳单元;使用相同的等参坐标插值来假设应力和应变,插值既考虑到低阶项的完备,又借鉴了拟协调九结点四边形爱化壳单元的结构经验。为了确定应力应变的插值形式,进行了多次数值试验和单元刚度矩阵的特征值分析     

拟协调厚薄通用梁、板单元

本文应用拟协调元方法、构造了梁、板的厚薄通用单元．其中，六参数通用梁单元 ＱＣＢ－６和十五参数通用板单元 ＱＣＧＢＰ－１５，具有精度较高，计算量小，通用于两种板（梁）理论的特点，可以提供实际使用．通过八种梁单元的综合分析，讨论了试探函数的选择，对单元性态的影响，并认为，不管应用哪种方法去构造单元，试探函数的选择都是相当重要的问题，既要保证一定的插值精度，又要考虑到函数之间的匹配．本文还给出了数值算例．     

九参数拟协调离散Kirchhoff薄板单元

用多变量拟协调法推导出九参数拟协调离散Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ薄板单元（ＱＤＫＴ－９）， 并证明了ＱＤＫＴ－９单元与 ＤＫＴ－９单元（九参数离散 Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ 薄板单元）的一 致性。基于拟协调元方法的理论和公式，人们将易于理解和认识这一类单元，ＤＫＴ 单元仅是一种放松了直法线假设的拟协调薄板元。不难看出：拟协调元方法是一种非 常基本的有限元方法。     

拟协调新列式单元的特性研究

为了使拟协调新列式单元在理论上更完善，实际中更适用，通过对单元列式的分析讨论，论证了它们与对应的位移等参元之间的关系和构造这种单元的一般规则。证明了在非常简单的条件下，它们通过分片试验。     

拟协调模式的几何非线性板单元

拟协调模式单元的构造是基于假设应变场,将应变积分离散为用边界位移插值函数表示的积分,较好地解决了单元边C1界连续问题。精度和收敛性都较同类位移元为优。 一、本单元的有限元列式 由虚位移原理推得的平衡方程(已线性化)为其中的符号及其意义请见另文 。 板的非线性应变分量为 将(2)式代入(1)式,则(1)式左边变为其中 K (平面刚度阵) (弯曲刚度阵), (初应力刚度阵), 和 为普通的平面、弯曲弹性阵和初应力阵。(平面应变分量),。 (曲率应变分量), (转角分量), 为单元节点位移参数。设 其中 为插值函数, 为广义参数。 由(5)构造下列积分引…     

带旋转自由度拟协调三角形板壳单元

将拟协调三角形罚函数板单元和Allman二次膜位移插值模式相结合,通过在膜内增加一个旋转自由度参数,构造一种新的Mindlin三角形板壳单元。采用这一单元对板壳结构的线性和几何非线性问题作了分析。数值计算表明,该单元不仅克服了用板单元拟合壳体分析中的病态,而且使单元在保持弯曲精度的同时大大提高了膜内变形的精度。     

包含摩尔-库仑准则的单元劈裂法模拟围压下节理扩展

以单元劈裂法作为基本方法,采用摩尔-库仑准则作为单元劈裂准则,探索和发展一种更为简单有效的节理扩展数值模拟方法.由于单元劈裂法是利用三角单元的几何特性构造出的一种特殊三节点节理单元,它可以在原网格划分方案基础上直接对裂纹扩展进行数值模拟.而摩尔-库仑准则是广泛应用于岩土工程材料的破坏准则,可以较为准确地预测岩土材料的破坏行为.因此,将二者结合起来,对节理扩展模拟具有较大优势.为验证本方法的有效性,分别模拟了不同围压下多裂纹岩石材料的破坏过程,并与相应试验结果进行对比分析.结果表明,本方法能再现不同围压下多裂纹扩展、汇合的基本过程和特征,从而说明本方法是有效的.     

用拟协调元法推导高精度三角形板弯曲单元

引言 通常的有限元法是基于多项式分片逼近和变分约束的数值方法,这对于C0类问题是有效的。但对象板这样的问题,由于泛函中有挠度的二阶导数,要求单元边界达到C1连续,仍用上述方法拟合挠曲面就十分困难,甚至不可能,而用具有规定曲率的网线函数去描述曲面就可以克服上述困难[3]。 用拟协调元法构迭板单元,需构造三个场变量:应变场、边介网函数和域内积分插值场。从应变的最小二乘方逼近出发,离散为用节点参数表示的网线函数的边介积分,推出C阵和刚度阵显式。应变离散的精度取决于网线函数和域内插值场的积分精度。域内插值场可以是单元的位…     

平行节理相互作用对节理岩体的力学行为影响

以类岩材料制作平行节理试样并开展压剪实验,采用声发射系统监测试样加载过程,研究节理相互作用对岩体力学行为的影响。研究结果表明:1)节理试样在压剪加载下可分4种破坏模式:共面剪切破坏;沿节理面剪切破坏;沿剪切应力面剪切破坏;类完整型剪切破坏。倾角对试样破坏模式起决定性作用,重叠度影响试样裂隙的发育。2)试样峰值剪切强度随倾角增加先增大后减小并在45°取得最大值;随着节理重叠度的增大,峰值剪切强度逐渐减小;剪切峰值强度对倾角因素更敏感。3)不同倾角试样的剪切应力-位移曲线差异主要体现在破裂后阶段,试样的声发射计数变化规律与破坏模式相对应;不同重叠度试样应力-位移曲线形态相似,试样的声发射计数变化规律相似,但计数峰值随重叠度的增大逐渐减小。     

考虑节理面法向蠕变的节理岩体蠕变模型

采用Fish语言对FLAC3D软件中的Interface单元进行修正,将Interface单元的法向刚度和切向刚度转化为时间的蠕变函数,便可得到在数值分析中考虑节理面法向蠕变的节理岩体蠕变模型.计算结果表明:节理岩体的单轴蠕变量随着节理面间距的增大而减小;当节理面的倾角小于45°时,节理岩体单轴蠕变量随着节理面倾角的增大而增大,但当节理面倾角大于45°时,轴向蠕变量反而随着节理面倾角的增大而减小;若固定节理面的切向蠕变参数,增加其法向蠕变参数,则节理岩体的轴向蠕变量也会随之减小.     

拟协调模式大变形板壳单元的变分基础

探讨了拟协调模式大变形板壳有限元的变分基础，提出了其相应的大变形板壳广义变分原 理。它不但放松了曲率－挠度关系，而且还分别放松了膜向应变－位移关系和转动分显－挠度关系。     

岩石节理表面形貌研究

应用针梳测量某矿区岩石表面形貌,对获得的节理面数据进行分析,计算了表面形貌的均方根值σ、中心线平均高度Z0、峰态系数K等参数。在分析参数之间的关系后,选择了其中的三个参数,应用模糊数学建立的模糊矩阵,进行了多参数综合评价,并对岩石节理面进行了分级,计算出了岩石节理的摩擦角和摩擦系数。