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题名正方形孔扩张的弹性分析
被引量：8
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作者
周航
孔纲强
刘汉龙
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机构
河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室
河海大学土木与交通学院
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出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2013年第12期183-188,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51008116
51278170)
国家自然科学基金高铁联合基金项目(U1134207)
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文摘
圆孔扩张理论作为一种相对成熟的理论工具已经广泛的运用于岩土工程中的各类问题，但是对于一些初始孔形并非圆孔的扩孔问题，圆孔扩张理论并不适用。基于保角变换的方法将原物理平面上初始非圆形孔洞映射到像平面上的单位圆，将原物理平面上由于孔洞扩张所产生的位移边界条件转换到像平面上，利用平面复变弹性理论，得到初始非圆形孔洞孔扩张的弹性理论解。通过基于该文的方法计算圆孔扩张并且与现有的圆孔扩张的弹性解进行对比分析，验证该文解的可靠性。续而，针对初始孔形为正方形的孔洞，采用该文方法详细地分析了正方形孔扩张的力学特性。研究结果表明，该文解在退化到圆孔扩张问题后与现有的圆孔扩张弹性解完全一致；正方形孔在扩张过程中角点处出现应力集中现象，尤其在极角为30°-45°时应力急剧增加。在离孔心的距离大于4倍的a0/2（a0为初始正方形孔边长）处，其应力分布状态就接近于圆孔扩张，即孔洞非轴对称的影响只在离孔心一定的范围内，当大于这个范围时，这种影响就可以忽略不计。
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关键词
岩土工程
孔扩张
复变函数
正方形孔
位移边界
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Keywords
geotechnical engineering
cavity expansion
complex function
square cavity
displacementboundary
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分类号
TU375.4
[建筑科学—结构工程]
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题名基于整体位移模式的平面孔洞结构数值模拟方法
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作者
郭聪
罗景润
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机构
中国工程物理研究院总体工程研究所
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出处
《固体力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第5期400-407,共8页
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文摘
针对平面孔洞问题提出了一种新的数值模拟方法.论文通过水平集方法引入孔洞边界、力边界和位移边界水平集函数,利用边界水平集函数来构造边界试探项,将试探空间表示为二元幂级数与边界试探项的线性组合;同时提出一种基于水平集方法的位移边界条件施加方法,利用位移边界水平集函数来构造满足位移边界条件的近似位移场,并给出了相应的刚度矩阵和载荷矩阵表达式.与FEM、XFEM、无网格法等方法相比,该方法无需将求解域离散,具有较低的计算成本、特性良好的刚度矩阵和较为广泛的适用性.数值算例验证了该方法的有效性.
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关键词
孔洞
数值模拟
整体位移模式
水平集方法
位移边界条件
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Keywords
hole, numerical simulation, entire displacement mode, level set method, displacementboundary condition
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分类号
O302
[理学—力学]
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