基于六面体覆盖的三维数值流形方法的理论探讨与应用

介绍了基于六面体单元的三维数值流形方法的基本理论，并在六面体单元中采用了有限元中C8型等参单元的形函数作为流形元中的覆盖函数。推导了相应平衡方程的刚度、初始应力、点荷载、体荷载、惯性力、固定点、法向接触、切向接触和摩擦力子矩阵。在二维接触中，切向应力和摩擦力的方向很容易沿着接触边得到，但在三维问题中要在接触面上确定该方向则非常困难，这也是所有计算方法在遇到三维接触时的难题。引入了向量理论和迭代方法，避开了相应困难的干扰。最后，给出了一个简单的地下失稳算例，证明了该三维方法的正确性。     

基于NURBS表示的三维土坡稳定分析

非均匀有理B样条作为计算机辅助设计领域的曲线和曲面的标准描述方式,已经得到广泛的应用。利用非均匀有理B样条产生三维土坡的滑动底面,利用极限平衡简布法计算滑动体的安全系数,在粒子群算法寻优策略的深刻理解之上,借鉴和声策略直接模拟群体的位置更新得到了新型混合粒子群算法。利用该混合粒子群算法搜索最危险的滑动体,对一均质土坡和一软弱夹层土坡进行了计算分析,比较证明本文所提方法可应用于三维土坡稳定分析。     

连续临界状态模型在轴对称问题中的应用

本文在麻省理工学院(MIT)应力法则基础上考虑了中间应力的影响,采用剑桥应力法则,提出了一种连续临界状态塑性理论,从而改进了Naylor的计算模型。并建议用一种简单而直接的方法来确定椭圆形边界面的共轭点和限制点(cut off point)。该模型比修正的剑桥粘土模型具有很多优点,可用于很多土力学问题。     

金山店铁矿地下开采引起地表变形规律的离散元模拟研究

用离散单元法对金山店矿山进行了二维模拟研究，得到了围岩变形规律，且计算结果为圈定地表的移动和陷落范围提供了可靠的依据；同时，对离散元方法的应用，特别是参数选取进行了有益的探讨。     

自适应有限元极限分析及岩土工程中的应用

为了探讨有限元法极限分析的网格自适应以及锥优化算法在Mohr-Coulomb材料极限分析中的应用,以屈服准则残余和变形为依据提出针对Mohr-Coulomb材料极限分析的有限元自适应策略。对局部网格自适应结合非结构三角形网格在数值极限分析中的表现进行了探讨。通过基于有限元的极限分析方法结合网络自适应寻找潜在滑移面,从而极大程度地提高了数值计算精度。数值算例证明了所提出极限分析网格自适应准则的有效性以及在岩土极限分析中的应用前景。     

岩石力学离散单元计算方法中的若干问题探讨

对节理岩体中以离散的块体单元为计算模型的离散单元计算方法中的一些常遇到的问题和难点,进行了较深入的讨论,主要涉及到离散单元计算方法的各种算法及特点、块体的变形问题和块体之间的叠合、方程求解问题特别是单个块体求解与整体方程求解的内在关系、接触检索问题包括三维块体的接触检索等方面,指出了一些问题上的不足,提出了建议,并得到了一些有益的结论。     

耦合算法原理及有限元与DDA的耦合

岩土工程中常用的数值分析方法各有其优越性和局限性。对地质条件复杂 ,既有连续性又有非连续性的实际问题 ,为求得更好的结果 ,可采用多种数值方法耦合模拟。介绍了一些耦合算法的原理和编程方法 ,详述了有限元与DDA(不连续变形分析 )的耦合算法 ,并给出了计算实例 ,证明了耦合方法的优越性。     

局部安全系数法在土坡稳定分析中的应用

假定各条块的局部安全系数与滑动面的整体安全系数不相等,联合潘家铮极大值原理与优化算法构建了一种求解整体安全系数的新方法.对于给定滑动面,该方法将推力线与条块间力的倾角视为优化变量,利用优化算法寻找一组优化变量使此滑动面的整体安全系数达到极大值,同时可得到各条块的局部安全系数.在众多可行的滑动面中,选择整体安全系数最小的滑动面作为临界滑动面.利用该法对澳大利亚计算机应用协会(ACADS)的考题以及已有文献中的典型例题进行了计算,通过比较分析了该法的合理性.     

软土工程中的非线性流变分析

根据岩土材料的室内蠕变试验结果，提出了一种理论模型和用于数值分析的计算公式，并对上海地铁一深基坑开挖工程进行有限元分析。计算结果与现场实测资料相当吻合     

二维边坡稳定方法的统一计算公式

根据条分法的概念，本文推导出二维边坡稳定分析的统一计算公式。根据不同的计算假定，可以得到相应的刚体极限平衡方法，包括Bishop简化法、Janbu简化法，美国陆军工程师团法、Lowe和Karafiath法、传力系数法、分块极限平衡法、严格Janbu法、Spencer法和Morgen-stern-Price法等。本文的计算公式简单，易于理解，适用于用有限差分求异的各种数值方法，避免了繁琐的求异计算。文中统一采用带线性搜索的高斯牛顿法，通过考题的比较，证明了计算公式的可靠性和正确性，也证实了不论计算假定如何，满足合理性条件和所有平衡条件的安全系数就是合理的，而且它们之间的相对误差应少于5%。