有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用 被引量：252

1

作者 郑颖人 赵尚毅 +3 位作者 邓楚键 刘明维 唐晓松 张黎明 《中国工程科学》 2006年第12期39-61,共23页

有限元极限分析法兼有数值分析法与经典极限分析法两者的优点,特别适用于岩土工程的分析与设计。20世纪初,国内岩土工程界应用国际上通用程序,大力发展有限元极限分析法并拓宽其在岩土工程中的应用。在基本理论研究、提高计算精度、拓... 有限元极限分析法兼有数值分析法与经典极限分析法两者的优点,特别适用于岩土工程的分析与设计。20世纪初,国内岩土工程界应用国际上通用程序,大力发展有限元极限分析法并拓宽其在岩土工程中的应用。在基本理论研究、提高计算精度、拓宽应用范围及工程实际应用等方面取得了很大成绩。重点介绍作者及其合作者的一些研究成果。主要包括岩土工程安全系数定义、方法原理、整体失稳判据、强度准则的推导、选用及提高计算精度等方面的研究。应用范围从二维扩大到三维,从均质土坡、土基扩大到有节理的岩质边坡与岩基,从稳定渗流扩大到不稳定渗流、从边坡与地基工程扩大到隧道、还用于寻找边(滑)坡中的多个潜在滑面,进行岩土与结构共同作用的支挡结构设计,计算机仿真地基承载板载荷试验等应用项目,以逐渐达到革新岩土工程设计方法的目的。 展开更多

关键词 极限分析法 有限元法 岩土工程 边坡 地基 隧道

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基于M-C准则的D-P系列准则在岩土工程中的应用研究 被引量：207

2

作者 邓楚键 何国杰 郑颖人 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期735-739,共5页

通过适当的变化,D-P系列屈服准则便可与能够很好地描述岩土材料的强度特性的Mohr-Coulomb准则相匹配。文中对系列D-P系列屈服准则进行了比较系统及深入的研究,指出了D-P系列屈服准则的应用条件、相互之间的关系,并给出了一种D-P系列屈... 通过适当的变化,D-P系列屈服准则便可与能够很好地描述岩土材料的强度特性的Mohr-Coulomb准则相匹配。文中对系列D-P系列屈服准则进行了比较系统及深入的研究,指出了D-P系列屈服准则的应用条件、相互之间的关系,并给出了一种D-P系列屈服准则的相互转换的方法。最后通过平面应变条件下的地基进行了有限元分析,通过与Prandtl经典理论解的对比,得出了大量有益的结论。数值分析结果有力的验证了本文有关理论的正确性。 展开更多

关键词 D-P系列屈服准则 MOHR-COULOMB D-P系列屈服准则的转换方法 Prandtl经典理论解 有限元

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极限分析有限元法讲座——Ⅰ岩土工程极限分析有限元法 被引量：108

3

作者 郑颖人 赵尚毅 +1 位作者 孔位学 邓楚键 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期163-168,共6页

经典岩土工程极限分析方法一般采用解析方法,有些还要对滑动面作假设,且不适用于非均质材料,尤其是强度不均的岩石工程,从而使极限分析法的应用受到限制。随着计算技术的发展,极限分析有限元法应运而生,它能通过强度降低或者荷载增加直... 经典岩土工程极限分析方法一般采用解析方法,有些还要对滑动面作假设,且不适用于非均质材料,尤其是强度不均的岩石工程,从而使极限分析法的应用受到限制。随着计算技术的发展,极限分析有限元法应运而生,它能通过强度降低或者荷载增加直接算得岩土工程的安全系数和滑动面,十分贴近工程设计。为此,探讨了极限分析有限元法及其在边坡、地基、隧道稳定性计算中的应用,算例表明了此法的可行性,拓宽了该方法的应用范围。随着计算机技术与计算力学的发展,岩土工程极限分析有限元法正在成为一门新的学问,而且有着良好的发展前景。 展开更多

关键词 极限分析有限元法 边坡稳定分析 地基极限承载力 隧道稳定性

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极限分析有限元法讲座Ⅲ——增量加载有限元法求解地基极限承载力 被引量：70

4

作者 邓楚键 孔位学 郑颖人 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期500-504,共5页

利用有限元法,通过增量加载的方式来求解地基极限承载力。随着荷载的逐渐增加,地基由初始的线性弹性状态逐渐过渡到塑性流动的极限破坏状态,此时有限元的计算将不收敛。它不但可以获得地基的极限荷载的值及荷载-位移关系,而且还能得到... 利用有限元法,通过增量加载的方式来求解地基极限承载力。随着荷载的逐渐增加,地基由初始的线性弹性状态逐渐过渡到塑性流动的极限破坏状态,此时有限元的计算将不收敛。它不但可以获得地基的极限荷载的值及荷载-位移关系,而且还能得到经典极限分析法中所采用到的破坏机构。当采用关联流动法则或采用剪胀角为 φ/2 的非关联流动法则时,获得的破坏机构与 Prandtl 的破坏机构一样。对 Prandtl 解的经典算例进行了分析,结果表明:屈服准则的选用对计算结果的影响很大,选择与实际问题相匹配的屈服准则方能得到比较精确的结果。在求解平面应变问题时,在关联流动法则条件下,采用Mohr-Coulomb 内切圆屈服准则,或在非关联流动法则下采用 Mohr-Coulomb 匹配 DP 准则所得结果与 Prandtl 精确解极为接近,可望应用于实际工程分析中。 展开更多

关键词 地基极限承载力 有限元 增量加载 屈服准则 平面应变 关联流动法则 非关联流动法则

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平面应变条件下M-C材料屈服时的中主应力公式 被引量：31

5

作者 邓楚键 郑颖人 朱建凯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期310-314,共5页

基于Mohr-Coulomb准则,通过引入罗德角参数及Mohr-Coulomb准则平面应变等效广义Mises准则,推导了平面应变条件下材料屈服时的中主应力公式,并给出其与基于SMP准则(Spatial Mobiliaztion Piane)的平面应变中主应力公式之间的关系式。对... 基于Mohr-Coulomb准则,通过引入罗德角参数及Mohr-Coulomb准则平面应变等效广义Mises准则,推导了平面应变条件下材料屈服时的中主应力公式,并给出其与基于SMP准则(Spatial Mobiliaztion Piane)的平面应变中主应力公式之间的关系式。对平面应变条件下的条形地基进行了有限元数值模拟,计算结果验证了所推导的平面应变条件下M-C材料屈服时的中主应力公式的正确性,其公式为岩土体的强度和变形分析、中主应力的强度效应的进一步研究,以及Mohr-Coulomb准则的修正提供了有力的基础。 展开更多

关键词 MOHR-COULOMB准则 罗德角参数 中主应力公式 SMP准则 有限元

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载荷试验有限元数值模拟 被引量：14

6

作者 邓楚键 唐晓松 +1 位作者 郑颖人 吴相超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期249-253,共5页

载荷试验是目前世界各国用以确定地基承载力的最主要方法,在地基处理效果检验中被广泛采用,然而载荷试验在实际操作过程中也存在不少问题,如尺寸效应、费用高、工期长等。新兴的有限元等数值方法克服了以往耗时量大、操作复杂、精度不... 载荷试验是目前世界各国用以确定地基承载力的最主要方法,在地基处理效果检验中被广泛采用,然而载荷试验在实际操作过程中也存在不少问题,如尺寸效应、费用高、工期长等。新兴的有限元等数值方法克服了以往耗时量大、操作复杂、精度不足等缺点,已逐渐成为岩土工程领域有效的实用计算方法。鉴于上述原因,尝试用增量加载有限元法对载荷试验进行数值模拟。算例结果表明,只要强度参数与实际情况相符,载荷试验的结果可以通过有限元模拟获取。 展开更多

关键词 载荷试验 增量加载 有限元 极限承载力

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基于广义塑性理论上界法的有限元法及其应用 被引量：2

7

作者 王敬林 邓楚键 +1 位作者 郑颖人 陈瑜瑶 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期732-735,共4页

实验证明,岩土材料不适应关联流动法则,而应采用非关联流动法则。把广义塑性力学理论引入到极限分析的上界法,据此编制了有限元程序,并引入数学规划方法寻求问题的最小上界解。通过和经典解析解的比较可知,该方法是一种合理有效的方法。

关键词 非关联流动法则 广义塑性理论 上界法 有限元法

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三峡库区碎石土地基浸水试验研究 被引量：11

8

作者 唐晓松 邓楚键 +1 位作者 郑颖人 吴相超 《地下空间与工程学报》 CSCD 2008年第2期226-229,共4页

碎石土广泛存在于三峡库区。三峡水库蓄水以后，库区常年水位将会比蓄水前抬高50～100m，大量原来在天然状态下的碎石土地基将会受到水的长期浸泡，从而导致其承载力下降，这将给库区蓄水后碎石土地基的稳定性评估及承载力验算带来一个... 碎石土广泛存在于三峡库区。三峡水库蓄水以后，库区常年水位将会比蓄水前抬高50～100m，大量原来在天然状态下的碎石土地基将会受到水的长期浸泡，从而导致其承载力下降，这将给库区蓄水后碎石土地基的稳定性评估及承载力验算带来一个新的难题。文章采取两种浸水试验方案来模拟库区碎石土地基在库水长期浸泡下的状况。试验结果表明，两种浸水试验方案是有效的，碎石土地基在水长期浸泡下其承载力大大降低，可达30％左右。 展开更多

关键词 三峡库区 碎石土 地基 浸水实验

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节理岩石地基极限承载力的有限元分析 被引量：10

9

作者 邓楚键 孔位学 郑颖人 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2005年第12期51-54,共4页

应用有限元法对节理岩石地基进行了数值模拟,其中夹层模型与接触模型的计算结果都比较稳定,计算精度都比较高,但接触模型在建模过程中比较繁琐,故通过采用夹层模型对存在单个节理的岩石地基进行数值分析,其结果表明:有单个节理的地基的... 应用有限元法对节理岩石地基进行了数值模拟,其中夹层模型与接触模型的计算结果都比较稳定,计算精度都比较高,但接触模型在建模过程中比较繁琐,故通过采用夹层模型对存在单个节理的岩石地基进行数值分析,其结果表明:有单个节理的地基的极限承载力并不随着该节理倾角的变化而单调递增或递减;随着倾角的逐渐增加,极限承载力先是逐渐减少到一个最小值,而后逐渐增加。节理强度对岩石地基的极限承载力影响很大,但当节理倾角比较小或比较大时,节理的强度对计算结果的影响并不显著。另外,节理的位置也有较大的影响,当节理深度距基础很近时,极限承载力大幅降低。在实际工程中,对于节理岩石地基的极限承载力要慎重分析。 展开更多

关键词 有限元 节理岩石地基 极限承载力

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碎石桩复合地基有限元分析 被引量：8

10

作者 邓楚键 郑颖人 杨波 《后勤工程学院学报》 2007年第4期56-59,共4页

应用有限元对碎石桩复合地基进行了数值模拟，求取了碎石桩复合地基的极限荷载，分析了复合地基的受力状况，探讨了碎石桩的鼓胀破坏过程及规律。数值分析结果表明增量加载有限元法是分析碎石桩地基的一种很有效的手段，它在获得极限载... 应用有限元对碎石桩复合地基进行了数值模拟，求取了碎石桩复合地基的极限荷载，分析了复合地基的受力状况，探讨了碎石桩的鼓胀破坏过程及规律。数值分析结果表明增量加载有限元法是分析碎石桩地基的一种很有效的手段，它在获得极限载荷的同时，能够详尽地阐述碎石桩复合地基的受力状况及碎石桩的鼓胀特性。 展开更多

关键词 有限元 碎石桩复合地基 鼓胀

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极限分析下限有限元法及其应用 被引量：3

11

作者 邓楚键 郑颖人 《地下空间》 CSCD 2003年第2期179-182,共4页

针对极限分析下限法中静力许可应力场建立困难这一问题 ,在下限定理的基础上 ,引入有限元的思想来建立静力许可应力场 ,运用最优化理论中的内点法对问题进行求解。据此建立了极限分析下限有限元数学模型 ,编制了有限元程序 ,通过对经典... 针对极限分析下限法中静力许可应力场建立困难这一问题 ,在下限定理的基础上 ,引入有限元的思想来建立静力许可应力场 ,运用最优化理论中的内点法对问题进行求解。据此建立了极限分析下限有限元数学模型 ,编制了有限元程序 ,通过对经典算例进行求解 。 展开更多

关键词 极限分析 下限定理 有限元 最优化 稳定性 岩土工程

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平面应变条件下的M-C准则的等效广义Mises变换公式及其应用 被引量：6

12

作者 朱建凯 邓楚键 陈金峰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期870-873,共4页

基于Mohr-Coulomb准则的等效广义Mises变换理论,推导了平面应变条件下的Mohr-Coulomb准则的等效广义Mises变换公式,该公式能够充分考虑膨胀角的影响,并与Mohr-Coulomb准则精确匹配,能很好的表述岩土体强度特性,可应用于工程实际中。文中... 基于Mohr-Coulomb准则的等效广义Mises变换理论,推导了平面应变条件下的Mohr-Coulomb准则的等效广义Mises变换公式,该公式能够充分考虑膨胀角的影响,并与Mohr-Coulomb准则精确匹配,能很好的表述岩土体强度特性,可应用于工程实际中。文中对Prandtl经典算例用本文提出的方法进行了有限元分析,结果验证了文中公式的正确性并得出一些有益的结论。 展开更多

关键词 平面应变 MOHR-COULOMB 等效广义Mises变换理论 膨胀角 有限元

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滑移线场理论中不同流动法则的极限分析有限元解 被引量：1

13

作者 孔位学 邓楚键 +1 位作者 芮勇勤 郑颖人 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期430-433,453,共5页

广义塑性理论表明,关联流动法则是非关联流动法则中的一种特殊情况.从理论上证明了在非关联流动法则条件下,速度矢量方向与破坏面夹角为φ,而不是目前通常采用的φ/2,澄清了传统滑移线场理论中对于这两种流动法则的模糊认识.通过极限分... 广义塑性理论表明,关联流动法则是非关联流动法则中的一种特殊情况.从理论上证明了在非关联流动法则条件下,速度矢量方向与破坏面夹角为φ,而不是目前通常采用的φ/2,澄清了传统滑移线场理论中对于这两种流动法则的模糊认识.通过极限分析有限元法,再次证明了滑移线场理论中用关联流动法则与非关联流动法则可得到相同的应力滑移线、极限荷载及速度滑移线,只是速度矢量方向不同.说明极限分析有限元法不仅可以精确地解决求地基极限荷载问题,而且有助于搞清滑移线场理论中采用非关联与关联流动法则的区别. 展开更多

关键词 滑移线 关联流动法则 非关联流动法则 增量加载法 有限元法

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极限承载力的增量加载有限元法及其应用 被引量：2

14

作者 邓楚键 郑颖人 《西部探矿工程》 CAS 2006年第4期11-13,共3页

把求解极限承载力有关的荷载分为两类,一类为假想已经存在的极限承载力,另外一类为除去第一类的所有荷载。在有限元求解过程中,先计算出在第二类荷载作用下岩土体的应力状态,此时的应力状态可称为初始应力状态,而后以一定的增量荷载的... 把求解极限承载力有关的荷载分为两类,一类为假想已经存在的极限承载力,另外一类为除去第一类的所有荷载。在有限元求解过程中,先计算出在第二类荷载作用下岩土体的应力状态,此时的应力状态可称为初始应力状态,而后以一定的增量荷载的形式在要求极限荷载的部位逐步施加荷载,直至结构体最终处于极限状态,此时施加的荷载增量的总和即为要求解的极限荷载。这种求解极限承载力的方法就是本文提出的极限荷载的增量加载有限元法,它的求解过程符合实际受力情况。用这种方法可以求解岩土、结构等工程中各种情况下的极限荷载。它不但可以获得极限荷载的值,而且可以得到荷载—位移关系全过程情况。最后,应用此方法对Prandtl解的经典算例进行了分析,结果表明:屈服准则选用对计算结果的影响很大,选择与实际问题相匹配的屈服准则方能得到比较精确的结果。在求解平面应变问题时,在关联流动法则条件下采用M-C内切圆屈服准则或在非关联流动法则下采用M-C匹配DP准则所得结果与Prandtl精确解是一致的,这有力的验证了该方法的正确性。可望在实际工程中获得广泛应用。 展开更多

关键词 极限承载力 有限元 增量荷载 屈服准则 平面应变 关联流动法则 非关联流动法则

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SLP夹芯构件与空心构件受弯性能比较分析 被引量：1

15

作者 陈金锋 江世永 +2 位作者 田志敏 邓楚键 朱建凯 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2008年第10期117-119,共3页

SLP空心构件指的是钢面板-拉筋骨架构件,而SLP夹芯构件指的是硬质聚氨酯泡沫(PURF)充填钢板-拉筋骨架复合而成的构件。运用了有限元计算手段,并与已有的试验结果作对比,分析两种复合构件受弯的应力分布规律、破坏形态以及荷载-位移曲线... SLP空心构件指的是钢面板-拉筋骨架构件,而SLP夹芯构件指的是硬质聚氨酯泡沫(PURF)充填钢板-拉筋骨架复合而成的构件。运用了有限元计算手段,并与已有的试验结果作对比,分析两种复合构件受弯的应力分布规律、破坏形态以及荷载-位移曲线的特点,结果发现SLP复合构件比空心构件初刚度提高不大,但极限荷载提高达77%,极限荷载对应的位移提高达46%。充填聚氨酯后SLP复合构件性能得到提升的原因是充填的聚氨酯对钢板和拉筋产生有效的约束作用限制并推迟了钢板与拉筋局部屈曲,改善了其受力及变形性能。 展开更多

关键词 SLP复合构件 聚氨酯 有限元 受弯性能

原文传递

模糊理论在多层砌体房屋地震剪力分配中的应用

16

作者 陈金锋 江世永 +1 位作者 郭伟 邓楚键 《工程抗震》 2003年第2期40-42,共3页

应用模糊理论中隶属度的概念于多层砌体房屋抗震验算中 ,对楼层水平地震剪力在各墙体之间的分配的问题进行了讨论 。

关键词 多层砌体 房屋 地震剪力 模糊理论 隶属度 抗震

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大型土石方工程爆破安全管理浅析 被引量：2

17

作者 田伟 邓楚键 《建筑安全》 2014年第9期44-47,共4页

随着科技和社会高速发展,诸多领域大型项目启动,特别是交通领域如高铁、机场、高速公路等大型工程层出不穷,大型土石方工程屡见不鲜。在土石方工程中,爆破是安全管理中非常关键的一个环节,它直接影响到人员、设备及建筑物的安全。本文... 随着科技和社会高速发展,诸多领域大型项目启动,特别是交通领域如高铁、机场、高速公路等大型工程层出不穷,大型土石方工程屡见不鲜。在土石方工程中,爆破是安全管理中非常关键的一个环节,它直接影响到人员、设备及建筑物的安全。本文对影响爆破工程安全的主要因素进行了初步分析,对大型土石方工程爆破安全管理有一定的参考意义。 展开更多

关键词 土石方 爆破 安全 管理

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方格网法有关计算公式的改进

18

作者 邓楚键 王会成 +2 位作者 张涛 郭海 高飞 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2010年第S1期939-942,共4页

方格网法是土方量计算的典型方法,由于其简便直观,易于操作,因而在实际工程中应用非常广泛。针对方格网法计算公式进行初步研究,指出常用方格网法计算公式存在的问题,对常用方格网法计算公式进行了改进。改进的公式在理论上严密,计算结... 方格网法是土方量计算的典型方法,由于其简便直观,易于操作,因而在实际工程中应用非常广泛。针对方格网法计算公式进行初步研究,指出常用方格网法计算公式存在的问题,对常用方格网法计算公式进行了改进。改进的公式在理论上严密,计算结果精度高,方便计算机编程,可望在实际工程中获得广泛应用。 展开更多

关键词 方格网法 土方量 计算公式

原文传递

下限有限元在边坡稳定分析中的应用 被引量：1

19

作者 邓楚键 李青 郑颖人 《后勤工程学院学报》 2003年第2期46-49,共4页

针对极限分析下限法在边坡稳定分析中的局限性，在极限分析下限定理的基础上，引入有限元的思想来建立静力许可应力场，运用最优化理论中的内点法对边坡稳定问题进行求解。据此建立了下限有限元分析边坡稳定的数学模型，编制了有限元程... 针对极限分析下限法在边坡稳定分析中的局限性，在极限分析下限定理的基础上，引入有限元的思想来建立静力许可应力场，运用最优化理论中的内点法对边坡稳定问题进行求解。据此建立了下限有限元分析边坡稳定的数学模型，编制了有限元程序，通过对经典算例进行求解，计算结果表明该方法是一种合理有效的方法。 展开更多

关键词 边坡稳定 极限分析 下限定理 有限元 最优化

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有关岩土材料剪胀的讨论 被引量：20

20

作者 邓楚键 郑颖人 +1 位作者 王凯 高飞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1110-1114,共5页

剪胀是岩土材料一个非常重要的特性,但目前对于剪胀的描述并不统一。剪胀角在滑移线场理论中主要有两种定义:①是实际塑性应变ε与剪切应变γ之间的夹角;②是破坏面(应力滑移线)与速度矢量方向的夹角(此时也称膨胀角)。在有限元计算中... 剪胀是岩土材料一个非常重要的特性,但目前对于剪胀的描述并不统一。剪胀角在滑移线场理论中主要有两种定义:①是实际塑性应变ε与剪切应变γ之间的夹角;②是破坏面(应力滑移线)与速度矢量方向的夹角(此时也称膨胀角)。在有限元计算中剪胀角则通过塑性势函数来定义,但对塑性势函数的选择比较随意,只是将屈服函数中的内摩擦角换成剪胀角,此时的剪胀角已没有明显的物理意义,只能在一定程度上反映材料的剪胀特性。阐明了滑移线场理论中有关剪胀的描述,推导了平面应变条件下考虑剪胀角影响并与Mohr-Coulomb准则精确匹配的广义Mises准则,研究了剪胀对浅基破坏模式的影响。 展开更多

关键词 剪胀 流动法则 MOHR-COULOMB 广义Mises准则 浅基破坏模式

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