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| 岩体不连续非线性变形分析的数值流形方法研究 |
| 王书法 |
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RESEARCH ON NUMERICAL MAINFOLD METHOD OF DISCONTINUOUS
AND NONLINEAR DEFORMATION ANALYSIS FOR ROCKMASS |
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摘要 博士学位论文摘要 以数值流形方法为基础, 研究了岩体不连续非线性变形的数值模拟方法, 并编制了相应的流形元程序, 分
析了岩土工程中某些具体问题的流形元模拟方法。
(1) 利用参变量变分原理建立了岩体弹塑性分析的数值方法。该方法能够求解非关联流动和应变软化的弹塑性问题, 避免
了在每个载荷步中迭代计算, 提高了计算效率;
(2) 根据覆盖接触理论, 深入地研究了连续面上不嵌入和无张拉条件的数值实现方法, 完成了相应的程序。在此基础上通
过引入假想不连续面, 提出了一种简化的岩体破坏分析方法, 该方法直接根据假想不连续面上的应力状态用抗拉强度和抗剪强
度进行破坏判断, 不需要计算应力强度因子, 也不需要增加单元或重新划分网格, 数值实现比较方便。该简化方法还能求解采
用断裂力学方法所不能模拟的岩体破坏问题;
(3) 研究了锚杆支护的流形元模拟方法, 建立了锚杆支护的数值模型, 该模型能够模拟普通锚杆、预应力锚杆和锚索;
(4) 研究了地下水作用的流形元模拟方法, 建立了地下水作用的简化计算模型;
(5) 提出了一种用平面模型解一类特殊三维问题的方法, 分别采用改进的二维模型和等效初始应力两种方式, 考虑垂直于
计算平面的正应力和正应变对计算平面变形的影响, 此法比三维计算难度小, 且节省计算时间。
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| 关键词 ：
数值流形方法,
参变量变分原理,
弹塑性分析,
不连续变形,
锚杆,
地下水
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收稿日期: 2000-10-30
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