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模拟热–水–应力耦合作用的三维节理单元及其数值分析

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岩土工程学报 2009年第8期31卷 1213-1218页

作者：张玉军中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

对于具有相同厚度的空间8节点等参数节理单元,考虑温度和孔隙水压力的影响,将其的应力–位移关系加以拓展,建立了相应的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程,使之可用于分析饱和–非饱和岩体中存在不连续面时的热–水–应力耦合问... 详细信息

对于具有相同厚度的空间8节点等参数节理单元,考虑温度和孔隙水压力的影响,将其的应力–位移关系加以拓展,建立了相应的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程,使之可用于分析饱和–非饱和岩体中存在不连续面时的热–水–应力耦合问题,并结合实体单元,研制出相应的三维有限元程序。针对一个假定的核废物地质处置模型,通过有、无节理的热–水–应力耦合过程数值分析,显示与无节理的情况相比,由于节理的存在使得近场岩体中的温度、应力及水流速度的分布与数值都发生了明显的变化,特别是节理附近的岩体中有某种水流"冷却"作用和一定程度的应力集中现象,其它部位岩体的应力也有所增加。

关键词：热-水-应力耦合节理单元有限元方法三维分析

一种模拟热—水—应力耦合作用的节理单元及数值分析

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岩土工程学报 2005年第3期27卷 270-274页

作者：张玉军中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071

对于具有相同厚度的4 节点等参数节理单元,从建立应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程入手,利用Galerkin方法,将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,使之可用于分析岩体饱和不连续面中热—水—应力耦合弹性问题,并将这一单... 详细信息

对于具有相同厚度的4 节点等参数节理单元,从建立应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程入手,利用Galerkin方法,将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,使之可用于分析岩体饱和不连续面中热—水—应力耦合弹性问题,并将这一单元模型加入到相应的二维有限元程序中。通过假定的有、无节理的稳态渗流算例和核废料地下处置算例,表现了由于不连续面的存在,使得岩体中不连续面两侧的位移、水头不再连续,而温度场虽然连续但与无不连续面时相比仍有一定差别。

关键词：节理单元热-水-应力耦合二维有限元程序弹性分析

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含节理单元的三维p型自适应有限元解法

水利学报 2003年第4期34卷 58-66页

作者：费文平陈胜宏武汉大学水利水电学院湖北武汉430072

本文提出了含三维无厚度节理单元、等厚度节理单元和变厚度节理单元的p型自适应有限元模型,给出了三维节理单元升阶谱有限元法的解题步骤,通过具体算例,验证了p型升阶谱有限元法在求解含三维节理单元的有限元问题时的可行性及优越性。

关键词：节理单元升阶谱有限元 p型有限元

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节理单元在岩体稳定性分析中的应用

重庆大学学报（自然科学版） 2006年第5期29卷 83-87页

作者：林发荣万玲石星邓涛重庆大学资源及环境科学学院

根据平面节理单元的各种类型的实用范围和各自的优缺点,系统介绍了平面节理单元的基本原理.给出了运用不同的节理单元对岩体中不同的不连续面进行模拟分析的实例,分析的结果表明只要确定了材料的本构模型,采用比较特殊的单元类型,仍然... 详细信息

根据平面节理单元的各种类型的实用范围和各自的优缺点,系统介绍了平面节理单元的基本原理.给出了运用不同的节理单元对岩体中不同的不连续面进行模拟分析的实例,分析的结果表明只要确定了材料的本构模型,采用比较特殊的单元类型,仍然可以按照有限元的基本思想和步骤来对岩石类材料进行数值模拟,并可以取得较为满意的结果.

关键词：岩体中的不连续界面节理单元数值模拟

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均匀化节理单元及其应用

均匀化节理单元及其应用

作者：秦玉静河海大学

学位级别：硕士

目前,国内外对于节理岩体的研究方法主要有两种:一种是采用特殊的节理单元来模拟节理的影响,然后进行有限元分析;另一种是采用等效模拟的方法进行研究。采用特殊的节理单元在一般情况下是方便可行的。但是由于天然岩石中节理分布广泛,... 详细信息

目前,国内外对于节理岩体的研究方法主要有两种:一种是采用特殊的节理单元来模拟节理的影响,然后进行有限元分析;另一种是采用等效模拟的方法进行研究。采用特殊的节理单元在一般情况下是方便可行的。但是由于天然岩石中节理分布广泛,用这些节理单元进行处理时,数值分析势必相当麻烦,用常规实体单元也不可能精确地加以解决。尤其是在许多工程问题中,所分析的介质具有离散不连续性,例如含有大量节理的岩体,土壤结构和土加固物的交界面以及局部剪切裂缝等。这种情况下,我们主要采用等效模拟的方法对节理岩体进行有限元分析。本文应用均匀化理论介绍了一种新的夹层单元来对具有离散不连续性的介质进行有限元分析,这种新的单元可称为均匀化节理单元。其中的节理或裂缝可视为介质的内含物。运用均匀化准则,节理的影响可转化为相邻原材料的一小部分区域。这个区域内的本构模型是根据完整介质和节理的特性以及均匀区域的几何条件来定义的。因此这种均匀化节理单元就包括节理以及其两侧的相邻的完整岩石。问题实际上就简化为如何定义均匀化节理单元的平均力学性质,可以通过组成材料的特性及各自的体积贡献所导出。论文通过几个算例演示了均匀化节理单元的应用,并将计算结果与常用的使用标准连续体单元的有限单元法的结果相比较,分别从不同的角度验证了其正确性和优越性。最后用均匀化节理单元来对一重力坝地基中的夹层进行模拟分析。

关键词：节理有限单元法节理单元常规实体单元均匀化技术完整材料:均匀化节理单元标准连续体单元

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考虑节理单元的弹塑性概率计算方法

福州大学学报（自然科学版） 1994年第4期22卷 165-169页

作者：王燕昌宁夏大学物理系

阐述了考虑节理单元后的三维随机有限元计算方法，并结合塑性理论将岩土工程中的塑性屈服准则引入随机有限元方法中．结合具体屈服准则推导了随机有限元的基本计算公式，给出考虑节理单元及塑性屈服问题在三维情况下的位移、应力的均值... 详细信息

阐述了考虑节理单元后的三维随机有限元计算方法，并结合塑性理论将岩土工程中的塑性屈服准则引入随机有限元方法中．结合具体屈服准则推导了随机有限元的基本计算公式，给出考虑节理单元及塑性屈服问题在三维情况下的位移、应力的均值与方差，利用这些公式可计算出每一单元的屈服概率从而求出结构的可靠度。

关键词：节理单元弹塑性随机有限元岩石力学有限元

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节理单元弹粘塑性本构模型及其应用

云南水力发电 2005年第6期21卷 38-41,63页

作者：郑华伟魏斌武汉大学水利水电学院湖北武汉430072 中国市政工程中南设计研究院湖北武汉430010

文章针对混凝土面板堆石坝中面板和垫层间接触面上的变形机理与受力状态,提出了有厚度的节理单元,并建立了三维弹粘塑性接触面本构关系,它能够更加精确的模拟出接触面的张开、闭合和滑移等接触状态。还据此编制了有限元计算程序,利用此... 详细信息

文章针对混凝土面板堆石坝中面板和垫层间接触面上的变形机理与受力状态,提出了有厚度的节理单元,并建立了三维弹粘塑性接触面本构关系,它能够更加精确的模拟出接触面的张开、闭合和滑移等接触状态。还据此编制了有限元计算程序,利用此程序分析了一个具体工程实例,验证了该模型的合理性。

关键词：混凝土面板接触面节理单元弹粘塑性有限元工程实例

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三维空间的节理单元

岩土工程学报 1983年第3期 1-11页

作者：于丙子陈连礼叶伟泉长江水利水电科学研究院武汉长江水利水电科学研究院

岩体是一种被不连续结构面切割的不连续介质。为了对不连续结构面进行三维有限元分析,本文从变分原理和等参单元的概念入手推导了无厚度节理元和变厚度节理元的刚度,以供三维有限元分析之用,并用算例比较了这两种单元的精度。

关键词：节理形函数中面小型构造节理单元界面单元不连续结构面厚度

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拟节理单元

武汉科技大学学报 1980年第2期 64-69页

作者：钱继良

一、问题的提出用有限元法进行岩石基础应力分析时(在此指平面问题),往往会碰到对夹层、节理和裂隙的模拟问题。以往,我们将可以忽略其宽度的夹层简化成所谓的“Goodman节理单元”(简称节理单元)。那是具有4个节点的假矩形(如图1),初始... 详细信息

一、问题的提出用有限元法进行岩石基础应力分析时(在此指平面问题),往往会碰到对夹层、节理和裂隙的模拟问题。以往,我们将可以忽略其宽度的夹层简化成所谓的“Goodman节理单元”(简称节理单元)。那是具有4个节点的假矩形(如图1),初始坐标值1与4,2与3是相同的,其顶边、底边分别与相邻的三角形单元共边,它的刚度矩阵是8×8的。但是,无论是夹层或裂隙,总不会是无限贯串的,在所考虑的范围内,也就是所划分的网格图内,也许会出现夹层的尖灭现象。此时,对尖灭处用什么样的力学模型?这里介绍一种

关键词：节理单元夹层尖灭迭加界面单元地层刚度矩阵 ZK