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基于刚体平动运动单元的上限有限元研究 被引量：17
1
作者 杨峰 赵炼恒 +1 位作者 张箭 阳军生 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1782-1786,1808,共6页
刚性块体极限分析上限法常应用于岩土工程稳定性研究,然而应用时需假定刚性块体破坏模式并递推繁琐的几何关系。为此,提出一种适应性更广的基于非线性规划模型的刚体平动运动单元上限有限元法,并解决了其优化模型初始值的确定问题。通... 刚性块体极限分析上限法常应用于岩土工程稳定性研究,然而应用时需假定刚性块体破坏模式并递推繁琐的几何关系。为此,提出一种适应性更广的基于非线性规划模型的刚体平动运动单元上限有限元法,并解决了其优化模型初始值的确定问题。通过引入有限单元思想,将计算区域离散成刚体单元,同时以单元速度和节点坐标作为决策变量,由上限定理建立非线性规划模型获得上限解。利用编制的上限有限元程序进行边坡和浅埋隧道稳定性算例验证,表明运动单元上限有限元法能调整速度间断线至较优方位,所得破坏模式特征鲜明,上限解精度高,可广泛应用于边坡、隧道等稳定性分析研究。 展开更多
关键词 极限分析 上限法 刚体运动单元 有限元法 非线性规划
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底部刚性层限制条件下条形基础地基承载力系数Nc与破坏模式 被引量：2
2
作者 杨峰 慈新航 +1 位作者 高益康 赵炼恒 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1031-1040,共10页
存在底部刚性层限制时,极限荷载作用下的条形基础地基破坏模式会变得异常复杂。此时,应用极限分析、滑移线或数值分析等方法求解地基极限承载力,难以获取明确的定量破坏形态。为此,本文应用刚体平动运动单元上限有限元,通过多次网格更... 存在底部刚性层限制时,极限荷载作用下的条形基础地基破坏模式会变得异常复杂。此时,应用极限分析、滑移线或数值分析等方法求解地基极限承载力,难以获取明确的定量破坏形态。为此,本文应用刚体平动运动单元上限有限元,通过多次网格更新方式进行系统地分析研究,重点揭示与黏聚力相关的地基极限承载力系数Nc的上限解曲线及其滑移线网破坏模式,探讨地基土层厚度、土体内摩擦角和基础与地基界面有限摩擦等关联因素的影响规律。研究结果表明:当刚性层上方地基土较厚时,Nc和刚性层影响的修正因子Kc随土体内摩擦角和土层厚度的变化不明显;而当土层厚度变薄时,Nc和Kc伴随土体内摩擦角增大和土层厚度变小而急剧增长;土层厚度较小时,基础与地基土接触面摩擦条件对地基破坏模式影响显著,表现为接触面粗糙程度的下降使得Nc大幅减小,与无底部刚性层限制时的规律差异显著。最后,应用运动单元上限有限元分析,验证了底部刚性层限制条件下地基极限承载力系数Nc与Nq之间的转换关系。 展开更多
关键词 基础工程 条形基础 极限承载力系数 地基破坏模式 底部刚性层限制 上限分析 刚体运动单元
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基于强度折减和上限有限元的椭圆形毛洞隧道围岩稳定性分析 被引量：13
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作者 康石磊 杨峰 +1 位作者 张箭 阳军生 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期104-109,共6页
将强度折减法引入刚体平动运动单元上限有限元并编制计算程序，针对椭圆形毛洞隧道围岩稳定性和破坏模式开展计算分析，获得了围岩抗剪强度参数、隧道埋深、跨度等与安全系数的关系曲线，并探讨了围岩强度折减极限状态对应的刚性块体破... 将强度折减法引入刚体平动运动单元上限有限元并编制计算程序，针对椭圆形毛洞隧道围岩稳定性和破坏模式开展计算分析，获得了围岩抗剪强度参数、隧道埋深、跨度等与安全系数的关系曲线，并探讨了围岩强度折减极限状态对应的刚性块体破坏模式的形态特征.结果表明：强度折减法可方便嵌入运动单元上限有限元非线性规划模型；围岩安全系数与其围岩强度参数正相关，与埋深比和跨度比负相关；隧道跨度对安全系数的影响较为明显，当隧道跨度与高度比（B/D）由0.5增加到2.0时，安全系数降低幅度处于27%-46%之间；强度折减极限状态下刚体平动运动单元上限有限元所得围岩破坏模式形态鲜明，其主要滑动破坏面由隧道底部或边墙处延伸至地表，错动的滑移线集中于隧道拱部和边墙上方，而水平破坏区域延伸范围均小于1.5倍隧道高度. 展开更多
关键词 毛洞隧道 上限有限元 运动单元 强度折减 非线性规划 破坏模式
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隧道围岩压力运动单元上限有限元计算方法 被引量：4
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作者 石钰锋 徐长节 +2 位作者 杨峰 罗静静 阳军生 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2046-2052,共7页
针对隧道围岩压力与破坏模式问题,应用刚体平动运动单元上限有限元方法(UBFEM-RTME)与程序开展计算分析,获得了支护反力系数Nγ及Nc上限解曲线图和围岩有效间断线网破坏模式及其演变规律。与多种基于假定破坏机构的刚性块体上限法及模... 针对隧道围岩压力与破坏模式问题,应用刚体平动运动单元上限有限元方法(UBFEM-RTME)与程序开展计算分析,获得了支护反力系数Nγ及Nc上限解曲线图和围岩有效间断线网破坏模式及其演变规律。与多种基于假定破坏机构的刚性块体上限法及模型实验结果进行对比分析,验证了UBFEM-RTME方法获得的支护反力σT上限解为极限分析上限理论框架内的较优解答,并且Nγ及Nc上限解与太沙基围岩压力解答变化趋势基本一致。除Nγ及Nc上限解外,UBFEM-RTME方法获得的隧道围岩有效间断线网破坏模式存在多种形态特征,大致涵盖了既有文献关于围岩破坏机构假定的多种型式,体现出该方法能摆脱假定破坏机构的限制,应用于隧道围岩压力求解具有良好适用性。 展开更多
关键词 围岩压力 支护反力系数 极限分析 上限有限元 刚体平动运动单元 破坏模式
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基于刚体平动运动单元上限有限元的毛洞隧道稳定性分析 被引量：2
5
作者 杨峰 颜宾宾 +1 位作者 张箭 阳军生 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期108-113,共6页
针对毛洞隧道稳定性问题,利用自编刚体平动运动单元上限有限元程序进行计算分析,获得了失稳临界系数γD/c的上限解图表及相应的刚性运动块体破坏模式。结果表明:(1)失稳临界系数γD/c随土体内摩擦角ф的增大而增大,随隧道埋深与直径比H/... 针对毛洞隧道稳定性问题,利用自编刚体平动运动单元上限有限元程序进行计算分析,获得了失稳临界系数γD/c的上限解图表及相应的刚性运动块体破坏模式。结果表明:(1)失稳临界系数γD/c随土体内摩擦角ф的增大而增大,随隧道埋深与直径比H/D的增加而减小;不过,H/D对γD/c的影响并不显著,特别是对于内摩擦角较大的情况。(2)刚体平动运动单元上限有限元所得隧道刚性运动块体破坏模式大致具有两组交叉滑动面的特征;随着土体内摩擦角ф增大,隧道横向破坏范围明显收缩,刚性块体间的相互错动更加显著;H/D对破坏模式的形态影响不明显,当H/D增大时,隧道横向的破坏范围增加。 展开更多
关键词 隧道工程 毛洞隧道 上限有限元 刚体平动运动单元 失稳临界系数 破坏模式
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