三维非连续变形分析方法的研究

• 作者: 姜清辉
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 三维非连续变形分析方法 公共面 单纯形积分 非零存贮图解法 预处理共轭斜量法 锚杆
• 年，卷（期）: 2000,（5）
• 所属期刊栏目: 博士学位论文摘要
• 页码范围: 669
• 页数: 1页
• 分类号: P5
• 字数: 793字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-6915.2000.05.032

摘要

块体系统非连续变形分析(DDA)是在近年来才发展起来的一种新的数值计算方法.它在满足弹性理论基本方程条件下能够反映出岩体变形的不连续性,既具有有限元理论基础的严密性,又具有离散元法可计算块体大位移的特点,具有广泛的应用前景.目前三维非连续变形分析方法的研究尚在初步阶段,本文从最小势能原理出发建立了三维DDA正分析模型,重点讨论了三维块体系统中几种主要接触形式,编制了相应的DDA程序.主要内容包括:(1) 在一定的线性位移模式下,按最小势能原理形成三维块体系统非连续变形分析总体平衡方程,详细推导了弹性子矩阵、惯性子矩阵、荷载子矩阵和接触子矩阵,建立了块体系统正分析模型.(2) 块体间高效而正确的接触判断,是实现三维DDA法计算的关键.本文采用分格检索技术搜索相邻块体,利用公共面判断块体接触类型,较之直接检查法节约了机时,提高了计算效率.(3) 重点讨论了三维块体的角-面、边-面和面-面接触模型,并用矢量方法和罚函数法进行了详细的理论推导,给出了接触子矩阵的表达式.(4) 证明了三维DDA正分析方程的可解性,给出了适合三维DDA总刚矩阵的特点非零存贮图解法、分块高斯-塞德尔迭代法和预处理共轭斜量法,并编制了相应算法程序.(5) 对一般二维块体和三维块体的单纯形积分法作了改进,使得三维块体面荷载的处理更加方便.(6) 提出了三维非连续变形分析方法中锚杆的简化模型,探讨了锚杆的加固机理.(7) 编制了三维DDA正分析程序,并利用多个算例对程序进行了考察,从计算后的块体形态和理论值与计算值结果的对比来看,模拟结果和实际情况比较吻合.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姜清辉	中国科学院武汉岩土力学研究所	11	359	7.0	11.0