p型自适应有限单元法及其在岩土工程中的应用

目前数值模拟方法主要有:有限差分法、有限元法、边界元法、离散元法、流形元法以及无单元法。这些研究方法在科学研究和工程应用方面,无论是过去还是现在都发挥着重要的作用。在岩土工程领域,有限元数值模拟方法起着重要的辅助和指导作用。

针对大型岩土工程有限元模拟中等参元网格、三角形(四面体)网格、无网格等方法的缺陷,介绍了插值重构有限元法的基本原理,围绕把无网格法的特性应用到三角形(四面体)网格,改变其插值函数的思想,将这种方法应用到了岩土工程中。工程实例证明,此方法和传统的三角形(四面体)网格有限元法相比有着节点应力连续、精度高等优势,并且有着比等参元有更高的收敛率,在大型岩土工程中有着重要的应用价值。

有限元极限分析法在岩土工程中的应用取得了较好的效果,但是在实际使用时需要假设和求解,应用范围有一定的局限性.随着科技的进步,该方法不断完善,其适用范围不断扩大.本文对有限元极限分析法理论进行了介绍,并对其在岩土工程中的实际应用进行了分析.

在岩土工程施工中,岩土锚固技术是最为常用的一种支护技术。岩土工程锚固支护结构受到岩土工程施工地质结构和环境的影响,会出现受力不均的情况,这样会造成锚固支护结构整体效果的降低。本文对岩土工程锚固技术的特点进行有限元理论分析,对岩土工程自适应锚固支护单元结构设计的必要性进行了研究,结合有限元理论岩土工程施工的实际情况,提出了岩土工程自适应锚固技术的结构体系的设计方法并进行研究。

\"有限元\"技术经历了几十年的发展历史,在其理论和算法的同时日趋完善,在各类相应的工程领域上得到广泛应用,对于岩土工程领域来说有限元技术的不断应用促进了它的发展。

岩土工程主要研究岩体与土体的工程问题,包括地基基础、边坡和地下工程等,由于岩体和土体一般是不连续介质,目前非线性有限元已经是研究工程中非线性问题较为有效的工具之一。

考虑岩土工程中力学参数和荷载的不确定性,将它们视为未知但有界的物理量,用区间变量表示,以平面问题为例建立了区间有限元方法。

区间有限元在岩土工程中的应用——考虑岩土工程中力学参数和荷载的不确定性，将它们视为未知但有界的物理量，用区间变量表示，以平面问题为例建立了区间有限元方法。

离散单元法提倡从细、微观角度研究岩土体的宏观力学特性,是岩土工程界关注的一个热点问题.作为探讨,首先简要介绍了离散单元法的特性,其次分别从国外、国内两条主线讨论了离散单元法及其与其他算法耦合计算在岩土工程中应用的发展概况,可为相关研究提供技术资料与参考.

有限元极限分析法的发展及其在岩土工程中的应用——有限元极限分析法具有有限元法与经典极限分析法两者的优点　　特别适用于岩土工程设计（边(滑)坡、地基、隧道）变革岩土工程设计方法

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岩土结构与岩土体的界面及岩土体中存在的节理、滑动面等各类接触面的模拟是岩土计算中一个重要但尚未很好解决的问题,应用虚功原理建立接触问题的计算公式,发展了相应的有限元计算方法,并用该法计算了挡墙土压力、单桩承载力、盾构法施工的隧道等问题,证明了该法求解岩土工程问题的可行性及有效性。

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。

在介绍边界元法基本原理的基础上,着重对边界元法在岩土工程领域的应用现状作了叙述和分析,并对起其发展趋势作了探讨。所得结论可供相关研究人员参考。

岩土工程中有限单元法的功能和局限性——本文就岩土工程中有限单元法的功能和局限性作一详细的介绍。

岩土工程是一个复杂的工程系统,面向对象的有限元方法的应用是其发展的必然趋势,简要分析岩土工程的特点,分析面向对象有限元方法在岩土工程中的科学、有效应用,并指出其在实践应用的注意事项。

面向对象有限元方法在岩土工程中的应用——介绍了面向对象的程序设计方法和它与有限元程序相结合的原理和优点，提出了这种方法在岩士工程中的应用实例，并设计了基于windows95／98平台的有限元软件.利用面向对象的方法来研究有限元,是对有限元方法新的有益尝试...

在岩土工程中进行有限元分析时需要求解大型线性方程组,常用的直接法会占用较大的内存,耗费计算时间较长,计算节点规模有限。用超松弛迭代–预处理共轭梯度法(ssor-pcg)求解大型稀疏线性方程组,并提出ssor-pcg法的一套优化内存占用量和计算时间的实现方案。算例结果证明,此方案下的求解器在一台奔腾2.80ghz主频、1.0gb内存的个人电脑上,在50min之内,可求解约30×104节点三维模型的刚度方程,其计算结果也可满足需要。

离散元法是基于不连续性假设的数值方法,它特别适合于求解节理岩体中的非连续性问题。在介绍离散元法基本原理的基础上,着重对离散元法在岩土工程领域的应用现状作了叙述和分析,并对其发展趋势进行了探讨。

\"有限元\"的首次出现到现在被广泛应用于岩土工程已经有30多年,30多年的发展使其理论越来越科学合理、算法越来越精细,有了很大的进步,结构的离散化作为\"有限元\"的核心思想,是将实际结构通过假装想象离散为数目的有规则的单元体组合,通过对离散体的分析得出岩土工程的精准度来取代实际结构的情况,这样就解决了那些岩土工程中遇到的理论无法解决的问题。

介绍了当前岩土工程中模型实验的发展状况,模型实验中的相似关系、分类和检测技术,以及模型实验中应注意的问题。

以遗传算法、人工神经网络算法、模拟退火算法为代表的现代优化算法,凭借其解决复杂优化问题的有效性已广泛应用于边坡、基坑以及地下洞室等岩土工程领域。该论文在介绍现代优化方法基本原理的基础上,分析总结了各种优化方法在岩土工程中的应用情况,指出了存在的问题,为完善现代优化算法进一步在岩土工程中应用提出了建议。