一种高效的FE-PSBFE耦合方法及在岩土工程弹塑性分析中的应用

• 作者: 余翔 刘锁 孔宪京 邹德高 陈楷
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: FE-PSBFE耦合 快速建模 岩土工程 弹塑性分析 八叉树网格
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 基本方法
• 页码范围: 6-14
• 页数: 9页
• 分类号: TU43
• 字数: 4046字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.06.ST08

摘要

针对复杂岩土工程结构建模困难、耗时费力的难题,结合八叉树网格离散技术,对网格中的六面体采用等参单元,对于非六面体采用多面体比例边界有限单元(PSBFE),建立了一种快速、高效的FE-PSBFE弹塑性耦合数值分析方法.采用实现的PSBFE对标准土石坝进行数值模拟,验证了其正确性和计算精度;通过典型复杂心墙坝对提出FE-PSBFE耦合方法的灵活性、通用性和高效性进行了研究,研究结果表明:与传统FEM相比,该耦合方法可大幅加速模型前处理进程,解决了复杂三维空间河谷形状、水平分层填筑和材料分区导致的网格剖分难题,几十万单元的网格划分一般仅需几分钟;与PSBFE相比,显著提高了岩土结构弹塑性分析的效率,FE-PSBFE可减少超过80％的求解时间.FE-PSBFE耦合方法对其他复杂几何条件的工程问题也具有良好的实用性,为快速精细化抗震分析提供了技术手段.