岩土工程自适应锚位技术的有限元理论分析

岩土工程有限元分析软件 plaxis2d2015? 案例教程 北京筑信达工程咨询有限公司 北京市古城西街19号研发主楼4层，100043 目录 新奥法（natm）隧道开挖....................................................................................................1 1.1输入............................................................................................................................2 1.2生成网格...........................................................

\"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。

岩土工程是服务于人类的重要工程项目,为保障岩土工程的建设质量和建设效率,可运用有限元分析完成对岩土工程的解读,从而推动岩土工程的施工顺利完成.然而,岩土工程有限元分析中的一些问题切实存在,影响岩土工程质量与效果.基于此,针对岩土工程有限元分析展开解读,分析存在的若干问题,旨在提升岩土工程质量,控制岩土工程风险.

网格离散误差是有限元上限分析计算误差的主要来源。为了对计算网格进行优化,从而有效地降低数值离散误差,基于前沿推进网格划分技术并以单元内能量耗散率的相对大小为控制指标,提出了一种有限元上限分析的网格自适应策略。首先,引入前沿推进网格划分技术,实现在网格生成过程中对单元尺寸和形状的灵活控制;其次,将当前计算网格中各单元能量耗散率的相对大小转化为新计算网格中单元尺寸的分布信息,并以此指示新计算网格的生成,成功地实现了有限元上限分析计算网格的自适应优化;最后,通过算例分析验证了所提出方法的有效性。

岩土工程有限元分析法法及其应用 学院：土木工程学院 班级：****班 姓名：pantakill 2013.3.15 一、岩土工程的介绍 岩土工程专业是解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的 科学。虽然岩土工程计算机分析在大多数情况下只能给出定性分析结 果，但岩土工程计算机分析对工程师决策是非常有意义的。开展岩土 工程问题计算机分析研究是一个重要的研究方向。 二、经典岩土极限分析法的发展及其存在的问题 （1）将地基或者土坡引入极限状态有两种方法： 1、增量加载，例如地基承载力； 2、强度折减，例如将地基或者土坡的强度折减fs倍。 （2）土体处于极限平衡状态有两个力学特征： 1、土体已处于濒临破坏失稳状态，因而它可作为岩土工程破坏失 稳的依据； 2、岩土材料强度得到充分发挥。 （3）当前采用的经典极限分析法有如下几类： 1

\"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.

\"有限元\"这个名词第一次出现,到今天有限元在岩土工程上得到广泛应用,经历了三十多年的发展历史,理论和算法都已经日趋完善。有限元的核心思想是结构的离散化,就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体,实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析,得出满足岩土工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析,这样可以解决很多实际岩土工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。

从有限元极限分析法的优点上来看,该方法特别适合在岩土工程中应用,也得到了较好的发展。在实际应用过程中,是需要做出假设并求解的,而且应用的范围有一定的局限性,这是有限元极限分析法应该创新的地方,在科技进步之下,对方法进行完善,让其适用的范围有所扩大,同时也推动在岩土工程中应用的价值。本文主要从有限元极限分析法做出了介绍,进而分析其在岩土工程中实际的应用。

\"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。

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.

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。

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。

岩土工程中的央向对象有限元程序设计——介绍了面向对象的程序设计方法，按照这种方洁，建立了有限元模型的类，给出了类的c++语言描述和它的实现方法t并设计了基于windows95/98／nt平台的岩土工程有限元软件。相关的类和方法包括处理矩阵的类、单元类、节点类、...

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。

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。

随着cad技术在工程中的广泛应用，如何利用cad技术来解决岩土工程问题，实现有限元网格自动剖分，将技术人员从手工划分网格和读入节点坐标的繁琐劳动中解放出来，这一直是岩土工作者关心的问题。针对上述情况，本文介绍了在autocad2000环境下，进行有限元网格自动剖分的技术。其思想是先整体剖分网格，再让网格局部适应。

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。

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。

将有限元法和蒙特卡罗法相结合,探讨了基于有限元法的岩土工程可靠度分析方法。首先对影响岩土工程结构行为的随机变量进行抽样,然后利用有限元法分析求解具体岩土结构的指定指标值,再运用蒙特卡罗法对多次抽样计算结果进行分析,从而求解岩土工程结构的可靠度。通过对实际筏板基础工程进行可靠度分析,表明该方法可方便地分析最大位移、最大剪应力等指标的变异性及其灵敏度问题,能显著提高岩土工程可靠度分析的效率与精度。

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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本文主要介绍了在岩土工程中，有限元分析在岩土工程中的应用和基本原理，为挡土墙等工程提供了计算的依据。