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基于DE-FEM隧道反分析可视化平台研究及应用 被引量：8
1
作者 姜谙男 李鹏 +1 位作者 唐述林 王军祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期2507-2512,共6页
针对传统反分析优化容易限于局部最小化以及反分析数据不直观等问题,引进一种新的全局智能优化算法(DE),与应力回映的弹塑性非线性有限元(FEM)相结合,实现围岩弹塑性参数快速识别。基于可视化类库(VTK)对单元应力、应变和节点位移等结... 针对传统反分析优化容易限于局部最小化以及反分析数据不直观等问题,引进一种新的全局智能优化算法(DE),与应力回映的弹塑性非线性有限元(FEM)相结合,实现围岩弹塑性参数快速识别。基于可视化类库(VTK)对单元应力、应变和节点位移等结果数据进行图像显示,从而实现了隧道施工反分析EEOS高性能可视化平台。在介绍算法原理、程序设计基础上,介绍该系统在某工程的应用情况。应用表明,该平台计算收敛快速、识别精度高、结果直观,为隧道工程反分析提供了科学高效的途径。 展开更多
关键词 地下工程 反分析 差异进化 可视化 应力回映
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基于应力回映弹塑性有限元的路基性能数值模拟
2
作者 牛明智 张柏林 《山西建筑》 2013年第12期128-129,共2页
基于自主开发的弹塑性有限元程序对路基性能展开研究,选取某路段的路基土进行试验,并对此路段路基的整个施工过程进行模拟,通过程序模拟得到整个路基施工过程中路基沉降值,模拟结果对于该工程施工具有借鉴作用。
关键词 地基沉降值 弹塑性有限元 应力回映 地基承载力
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基于Hoek-Brown准则的岩体冻融-荷载耦合损伤模型及其算法研究 被引量：7
3
作者 许梦飞 姜谙男 +1 位作者 张勇 申发义 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期702-717,共16页
针对北方寒区岩体在冻融循环和外荷载作用下产生的耦合损伤问题,基于广义Hoek-Brown准则及连续损伤力学理论,引入冻融-荷载耦合损伤因子,建立了可以表征耦合损伤对岩体强度参数mb、s和弹性模量E产生弱化效应的弹塑性损伤模型;为解决模... 针对北方寒区岩体在冻融循环和外荷载作用下产生的耦合损伤问题,基于广义Hoek-Brown准则及连续损伤力学理论,引入冻融-荷载耦合损伤因子,建立了可以表征耦合损伤对岩体强度参数mb、s和弹性模量E产生弱化效应的弹塑性损伤模型;为解决模型在数值实施过程中的奇异点问题,推导了其在主应力空间中的隐式返回映射算法,包括弹性预测、塑性修正和损伤修正30个计算步骤;通过ABAQUS软件的用户子程序接口Umat,实现了模型的有限元求解过程,并利用室内冻融循环试验对模型进行了验证.最后将模型应用于吉林某边坡工程当中,计算了不同冻融次数下边坡安全系数的变化规律.研究结果表明:所建模型能够较好地描述冻融循环与塑性损伤对材料强度和刚度的弱化效应,所编程序能够用于寒区岩土工程安全性评价,对施工设计起到指导作用. 展开更多
关键词 冻融循环 耦合损伤模型 广义Hoek-Brown准则 连续损伤理论 应力回映算法 弱化效应 寒区工程
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考虑空隙压密特征的岩石弹塑性损伤增量本构模型
4
作者 陈会官 赵程 +1 位作者 张睿 潘昊宇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3043-3055,共13页
岩石的变形破坏全过程包括压密–弹性–塑性–损伤多个阶段,现有的基于经典弹塑性理论与损伤力学同时考虑岩石压密变形机制的本构模型研究较少。将岩石抽象为岩石骨架与岩石空隙2部分,依据空隙变形机制计算非线性压密变形,基于Drucker-P... 岩石的变形破坏全过程包括压密–弹性–塑性–损伤多个阶段,现有的基于经典弹塑性理论与损伤力学同时考虑岩石压密变形机制的本构模型研究较少。将岩石抽象为岩石骨架与岩石空隙2部分,依据空隙变形机制计算非线性压密变形,基于Drucker-Prager准则分析塑性变形特性,采用体积变形描述损伤演化规律,在经典弹塑性损伤理论框架下建立岩石压密–弹塑性损伤增量型本构模型及其积分算法。将岩石总变形视为压密、弹性与塑性3个部分,考虑空隙部分无法承受剪力且各方向变形无相互影响的特征,通过应力、应变张量谱分解在主应力方向上计算总应变。数值积分方法为基于Drucker-Prager准则的主应力方向回映算法,采用压密弹性预测方法计算预测应力,以分析迭代步中压密应变增量对总应变增量的影响。压密–弹塑性损伤本构模型与算法充分考虑空隙非线性变形机制与压密变形特性,共涉及压密、弹性、塑性、损伤4类10个参数,适用于长期服役过程中外部环境作用下空隙占比逐渐增加,骨架强度逐渐减小的工程岩体。应用模型研究干湿、冻融循环2种典型外部环境对岩石特性的影响,结果表明模型能够很好地模拟外部作用后工程岩体变形破坏的全过程,具有一定的理论意义与工程价值。 展开更多
关键词 岩石力学 压密变形 增量本构模型 DRUCKER-PRAGER准则 主应力回映算法 干湿循环 冻融循环
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Mohr-Coulomb准则主应力回映算法及在地基问题的应用 被引量：1
5
作者 许梦飞 姜谙男 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期83-91,共9页
针对Mohr-Coulomb准则在应力空间中存在奇异点的问题,提出了主应力空间应力回映算法。分析了多屈服面下塑性流动法则,给出了应力更新过程中应力回映区域的判定方法,推导了不同映射区域下塑性因子的Newton-Raphson迭代求解式和应力更新方... 针对Mohr-Coulomb准则在应力空间中存在奇异点的问题,提出了主应力空间应力回映算法。分析了多屈服面下塑性流动法则,给出了应力更新过程中应力回映区域的判定方法,推导了不同映射区域下塑性因子的Newton-Raphson迭代求解式和应力更新方程,建立了对应的一致切线模量表达式。利用C++语言,编制了弹塑性有限元求解程序,并对岩土地基问题进行求解,计算结果的比对证明了所编程序的可行性和精确性。 展开更多
关键词 MOHR-COULOMB准则 主应力空间 应力回映算法 弹塑性有限元 岩土地基问题
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基于Hoek-Brown准则的围岩参数DE-FEM反演程序及应用
6
作者 许梦飞 姜谙男 +2 位作者 吴洪涛 焦明伟 段龙梅 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1390-1397,I0001,共9页
针对Hoek-Brown(H-B)准则在数值计算中的奇异点问题,论述了主应力空间中H-B屈服准则的应力回映算法,给出了应力回映区域的判定方法、应力更新方程式和一致切线模量的表达式。采用C++语言编制了节理围岩弹塑性有限元求解程序,通过与FLAC... 针对Hoek-Brown(H-B)准则在数值计算中的奇异点问题,论述了主应力空间中H-B屈服准则的应力回映算法,给出了应力回映区域的判定方法、应力更新方程式和一致切线模量的表达式。采用C++语言编制了节理围岩弹塑性有限元求解程序,通过与FLAC软件计算结果的对比,得出计算位移最大误差为5.36%,验证了所编程序的正确性。针对岩石材料力学参数难以确定的问题,引入差异进化算法,自主开发了DE-FEM位移反分析程序,并将其应用于吉林省高丽沟隧道洞口段工程。结果表明,通过反演所得位移最大误差为8.96%,反演程序具有较高的精确性和实用性,该方法能够为类似工程的安全设计提供参考和帮助。 展开更多
关键词 HOEK-BROWN准则 应力回映算法 差异进化算法 位移反分析
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Hoek-Brown准则的主应力回映算法及其二次开发 被引量：7
7
作者 陈培帅 陈卫忠 +1 位作者 贾善坡 杨建平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期2211-2218,共8页
在弹塑性模型数值实现的过程中,需要进行应力更新的回映算法。针对三维应力空间回映算法在奇异点收敛性方面的不足,提出主应力空间的回映算法,讨论了算法实现过程的应力空间转化问题,分析了应力更新过程中确定回映区域的方法,建立了相... 在弹塑性模型数值实现的过程中,需要进行应力更新的回映算法。针对三维应力空间回映算法在奇异点收敛性方面的不足,提出主应力空间的回映算法,讨论了算法实现过程的应力空间转化问题,分析了应力更新过程中确定回映区域的方法,建立了相应的一致性刚度矩阵。基于大型有限元软件ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT接口,利用Fortran编程语言,实现了Hoek-Brown准则主应力空间的隐式积分算法,利用开发的模型,进行了岩石常规三轴压缩试验的数值模拟,通过与ABAQUS内部的Mohr-Coulomb准则计算结果的对比,验证了模型和程序的可行性和准确性。 展开更多
关键词 霍克-布朗本构模型 ABAQUS~用户材料子程序 主应力空间回映算法
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