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《河海大学》 2007年
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层状岩体中地下洞室围岩的变形分析研究

梁军  
【摘要】: 岩土工程中的非连续变形问题随处可见,多种基于离散体系模型的非连续变形数值分析方法能够较好的分析这些问题,但每种方法都有其一定的局限性。DDA方法是解决非连续变形问题的一种比较有效的方法。本文重点研究了DDA方法的基本理论,发现其中存在两点主要不足:①块体的弹性变形采用等应变假设:②接触问题的处理采用虚拟弹簧,导致块体间可能相互嵌入。针对这两个问题开展研究并引入多体有限元方法,主要工作有: (1)详细介绍了多体有限元方法的基本原理。将有限单元法和多体系统动力学基本理论相结合,对每一弹性块体,用有限单元法计算块体的相对变形,块体与块体间通过接触力相互联系,系统的未知量为块体内部的位移和接触面的接触力以及块体的整体移动,通过接触面的位移协调条件和块体的整体平衡方程控制。最终形成一套完整的解决非连续变形分析的多体系统有限元方法; (2)在对接触问题作了一系列的假定基础上,给出了接触问题的接触判定条件。运用多体有限元理论,借助FORTRAN语言编制了多体有限元程序,叠梁算例表明计算方法可行,计算程序有效; (3)将多体有限元方法应用于层状岩体中的地下洞室围岩变形分析。相比于目前非连续变形分析使用的方法,多体有限元方法的能够很好的反应出接触面的接触状态和接触力,计算结果更符合工程实际的变化规律。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU457

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