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含约束围岩有限层法在隧道施工地面沉降分析的应用
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作者 田管凤 余新盟 《广东土木与建筑》 2024年第3期28-33,共6页
严格控制地面沉降是保障隧道施工安全的关键措施。为了更加精准预测地面沉降,采用超级有限层元模拟复合地层围岩;增加内部约束模拟隧道衬砌,建立含约束围岩有限层法。通过工程实例应用获得结论:不同地层组段围岩隧道的地面沉降值与贯入... 严格控制地面沉降是保障隧道施工安全的关键措施。为了更加精准预测地面沉降,采用超级有限层元模拟复合地层围岩;增加内部约束模拟隧道衬砌,建立含约束围岩有限层法。通过工程实例应用获得结论:不同地层组段围岩隧道的地面沉降值与贯入度存在相关性,可根据拟合公式进行沉降预测,效果良好。如果不考虑贯入度,也可将含约束围岩有限层法直接应用于砂质黏土层围岩的地面沉降计算,预测精准度高。地面沉降理论计算的分布特征与实测数据的一致性表明含约束围岩有限层法的可靠性和适应性。 展开更多
关键词 含约束围岩有限层法 复合地 地面沉降 隧道施工
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层状地基分析的超级有限层法 被引量:1
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作者 田管凤 汤连生 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期1-7,共7页
基于传统有限层法基本原理提出6参数一般有限层法。层元的位移模式采用5次完全多项式与双重级数相乘的形式;通过应用弹性体静力平衡条件对三维位移函数多项式系数之间的相关性进行分析简化,得到未知的独立位移参数6个,与层元的节面位移... 基于传统有限层法基本原理提出6参数一般有限层法。层元的位移模式采用5次完全多项式与双重级数相乘的形式;通过应用弹性体静力平衡条件对三维位移函数多项式系数之间的相关性进行分析简化,得到未知的独立位移参数6个,与层元的节面位移数目对应相等,保证了层元位移模式的完备性。通过超级有限层元与其内部小层元间的运算矩阵转换,进一步推导了6参数超级有限层法,满足了相邻小层元间高阶变形的协调性。通过算例分析表明,6参数一般有限层法仅适用多薄层地基;而超级有限层法可以适用于多种厚度的多层地基。 展开更多
关键词 超级有限层法 6参数一般有限层法 位移模式的完备性 高阶变形的协调性
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柱坐标系下地下水非稳定流模拟的有限层法 被引量:8
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作者 王旭东 殷宗泽 +1 位作者 宰金珉 诸宏博 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期15-20,共6页
在柱坐标系下,利用贝塞耳函数和基函数提出了满足地下水流动边界条件的降深试探函数;采用伽辽金法原理,推导了层状非均质各向异性越流承压含水层中地下水非稳定流的有限层方程,建立了地下水流动的有限层分析方法。在此基础上,编制了相... 在柱坐标系下,利用贝塞耳函数和基函数提出了满足地下水流动边界条件的降深试探函数;采用伽辽金法原理,推导了层状非均质各向异性越流承压含水层中地下水非稳定流的有限层方程,建立了地下水流动的有限层分析方法。在此基础上,编制了相应的计算程序实现了有限层方程的求解。经典算例的解析解与有限层解的对比分析验证了本文方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 有限层法 地下水 非稳定流 柱坐标系
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基于GIS的地下开挖沉陷计算的有限层法及数据场表达 被引量:7
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作者 刘立民 刘汉龙 +1 位作者 李建刚 连传杰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期2170-2175,共6页
地学数字化与可视化构建的主要平台GIS已在许多岩土工程领域得到应用。地下硐室开挖和矿山采掘引起的地表沉陷是一种较为严重的工程灾害,基于“3S”技术对地表沉陷及其沉陷损害进行实时预测预报和评价,其效果和意义都是显著的。给出了... 地学数字化与可视化构建的主要平台GIS已在许多岩土工程领域得到应用。地下硐室开挖和矿山采掘引起的地表沉陷是一种较为严重的工程灾害,基于“3S”技术对地表沉陷及其沉陷损害进行实时预测预报和评价,其效果和意义都是显著的。给出了一种用于地下开挖地表沉陷计算和岩土体应力分析的方法即有限层法,给出了该方法的位移模式、应变矩阵、弹性矩阵、单元该刚度矩阵和应力矩阵等,并就该方法与GIS集成中的数据模型和数据组织方法进行了探讨,同时还给出了基于GIS的沉陷损害评价系统的多语言集成模式和数据可视化方法,并通过系统应用的工程实例对该方法的可靠性进行了验证。 展开更多
关键词 采矿工程 GIS 有限层法 地表沉陷 数据场 六面体数据模型
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有限层法求解三维比奥固结问题 被引量:24
5
作者 宰金珉 梅国雄 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期31-33,共3页
提出了层状横向各向同性地基土比奥固结问题的有限层计算方法 ,并编制了相应的计算程序 ,计算结果同理论解一致 ,证实了方法的有效性。
关键词 有限层法 比奥固结 状横向各向同性
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抽水引起三维流固耦合问题的有限层法 被引量:5
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作者 徐进 王旭东 蔡正银 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1683-1688,共6页
对基于Biot固结理论的层状土体中抽水引起三维流固耦合问题进行了研究,根据半解析数值原理建立了该问题的有限层求解格式,其中利用形函数中三角函数系的正交性实现了加权余量方程按不同级数项的解耦。在编制计算程序验证有限层法正确性... 对基于Biot固结理论的层状土体中抽水引起三维流固耦合问题进行了研究,根据半解析数值原理建立了该问题的有限层求解格式,其中利用形函数中三角函数系的正交性实现了加权余量方程按不同级数项的解耦。在编制计算程序验证有限层法正确性的基础上,利用有限层计算结果研究了泊松比、渗透各向异性和抽水形式对地表沉降的影响。结果表明:泊松比和渗透各向异性对地表沉降均有较大影响,在抽水井附近抽水形式的影响也不可忽略。最后通过算例对比分析说明了有限层法处理土体层状非均质的能力。 展开更多
关键词 抽水 地表沉降 状土体 有限层法 BIOT固结
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随机有限层法 被引量:1
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作者 张思俊 张文健 黄由玲 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第7期10-17,共8页
本文导出了基于有限层法的结构可靠度分析公式,编制出随机有限层法计算程序RFL,并以此对弹性地基厚板进行了可靠度计算。
关键词 结构分析 有限层法
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有限层法计算表面矩形基础动力柔度
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作者 包汉营 侯兴民 杨程 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2016年第1期284-291,共8页
基础动力柔度(刚度)是土-结构动力相互作用分析的关键。有限层法考虑了天然地基的分层特点,位移沿水平方向采用连续可微的级数,沿厚度方向采用线性插值计算,特别适于计算成层土中基础的动力柔度。分别采用有限层法和ABAQUS有限元软件计... 基础动力柔度(刚度)是土-结构动力相互作用分析的关键。有限层法考虑了天然地基的分层特点,位移沿水平方向采用连续可微的级数,沿厚度方向采用线性插值计算,特别适于计算成层土中基础的动力柔度。分别采用有限层法和ABAQUS有限元软件计算了3层土层上表面矩形基础的动力柔度,2种方法得到的结果曲线能够很好的吻合,证明了用有限层法计算表面基础动力柔度的可行性及所编制程序的正确性。同时,由所得结果曲线可知:模型边界长度、级数的项数等因素是影响有限层法计算精度和收敛程度的关键因素,与ABAQUS相比,有限层法可很大程度的缩减分析时间,提高计算效率。 展开更多
关键词 质量矩阵 刚度矩阵 等效荷载向量 有限层法 动力柔度
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复合地基承载及变形特性的有限元—有限层法分析 被引量:2
9
作者 黄力平 魏道垛 《岩土工程师》 1995年第3期9-14,共6页
本文采用有限元-有限层数值法分析了复合地基了载及变形特性的影响因素,并用工程实例并进行了计算对比。
关键词 复合地基 承载力 变形特性 有限 有限层法
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倾斜荷载下基桩的改进有限元——有限层分析方法 被引量:36
10
作者 赵明华 邹新军 +1 位作者 邹银生 郭玉荣 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期129-133,共5页
提出地基加权刚度的概念,对现有有限元有限层法进行改进,用以分析计算倾斜荷载下基桩的受力变形特性,可考虑地基土成层与非均匀性等因素的影响,并能近似考虑地基土的非线性特征及桩身PΔ效应,工程应用结果表明,效果良好。
关键词 桩基础 倾斜荷载 改进有限元-有限层法 P-△效应 地基加权刚度
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弹性地基上圆形厚板的有限层法分析 被引量:2
11
作者 支喜兰 王秉纲 《西安公路学院学报》 CSCD 北大核心 1989年第4期50-57,共8页
本文应用有限层方法,选择Bessel级数为位移函数,对弹性地基上受轴对称荷载作用的圆形厚板进行了力学分析。本文考虑了圆板周边固定、简支、自由等三种边界条件,并分别研究了Winkler地基和弹性半空间体地基上的圆形厚板。文中提供了算例... 本文应用有限层方法,选择Bessel级数为位移函数,对弹性地基上受轴对称荷载作用的圆形厚板进行了力学分析。本文考虑了圆板周边固定、简支、自由等三种边界条件,并分别研究了Winkler地基和弹性半空间体地基上的圆形厚板。文中提供了算例,并在室内做了有机玻璃模型试验。结果表明,本文计算方法具有收敛速度快、计算精度高、占用计算机内存少等优点。 展开更多
关键词 弹性地基 圆形厚板 有限层法
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分析土壤半无限域的一种有限层方法(Ⅱ)——几种特殊情形及算例 被引量:1
12
作者 卢文达 杨正文 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1992年第11期945-950,共6页
本文就几种特殊情形用作者所研究的一种用于横观各向同性体动力学的有限层法作了简化分析,分别讨论了二维问题、轴对称问题以及静力问题,并推广到介质具有粘性性质的情形.对于轴对称情形,本文还给出两个算例,表明作者所研究的有限层法... 本文就几种特殊情形用作者所研究的一种用于横观各向同性体动力学的有限层法作了简化分析,分别讨论了二维问题、轴对称问题以及静力问题,并推广到介质具有粘性性质的情形.对于轴对称情形,本文还给出两个算例,表明作者所研究的有限层法用于分析半无限域层状土壤介质是可行的,因而为研究土壤与结构相互作用问题提供了一条新途径. 展开更多
关键词 土壤半空间 有限层法 土动力学
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有限层法的特点及应用 被引量:2
13
作者 唐建中 《建筑科学》 1993年第1期38-43,共6页
本文通过对线弹性地基有限层法的分析,总结了有限层法的一些特点。为方便读者运用有限层法解题,作者给出了刚度矩阵的各项系数。
关键词 弹性地基 有限层法 刚度矩阵
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地下水流并行有限层方法及同伦反演研究 被引量:1
14
作者 王少伟 徐进 杨伟涛 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期756-762,共7页
根据有限层求解格式存在的解耦性,实现了地下水三维流问题的高效并行化计算。在此基础上,结合非线性同伦方法,提出了地下水参数反演分析的并行同伦算法,利用MATLAB编译了相应的正反演计算程序。与已有解析解和有限差分解的对比以及数值... 根据有限层求解格式存在的解耦性,实现了地下水三维流问题的高效并行化计算。在此基础上,结合非线性同伦方法,提出了地下水参数反演分析的并行同伦算法,利用MATLAB编译了相应的正反演计算程序。与已有解析解和有限差分解的对比以及数值算例,验证了并行化正反演方法及程序的正确性,探讨了并行算法的计算效率。研究表明,并行方法可以有效提高计算速度,较串行方法具有明显优势,同时同伦反演方法具有大范围收敛的特点,不依赖于参数值的初始选取。 展开更多
关键词 地下水流 有限层法 并行计算 参数反演 同伦方
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分析土壤半无限域的一种有限层方法(Ⅰ)——一般理论
15
作者 杨正文 卢文达 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1992年第10期881-890,共10页
本文研究了一种用于横观各向同性体动力学的有限层法.将土壤介质半无限域视为一个横观各向同性半空间体,介质的材料函数沿深度变化,将介质沿深度方向分成若干层,在每一层内材料函数用一个指数函数来模拟.这样,使求解问题的方程得到简化... 本文研究了一种用于横观各向同性体动力学的有限层法.将土壤介质半无限域视为一个横观各向同性半空间体,介质的材料函数沿深度变化,将介质沿深度方向分成若干层,在每一层内材料函数用一个指数函数来模拟.这样,使求解问题的方程得到简化,利用Fourier变换我们得到了各层处“节点”力与位移的关系.这种有限层法实际上是一种半解析法.具有一般半解析法所具备的数据前后处理量少及计算量小等优点.本文所研究的这种有限层法为分析土壤与结构相互作用问题提供了一条新途径. 展开更多
关键词 有限层法 半无限域 土壤
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主动约束层阻尼杆结构纵振的多层谱有限元法 被引量:1
16
作者 王淼 方之楚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期302-305,共4页
针对主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的杆结构的纵向振动,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法能避开使用谱有限元法(SFEM)须求解带未知参数的高阶特征方程以形成动力形状函数的困难,同时又保留SFEM仅用很少单元却精度高的优... 针对主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的杆结构的纵向振动,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法能避开使用谱有限元法(SFEM)须求解带未知参数的高阶特征方程以形成动力形状函数的困难,同时又保留SFEM仅用很少单元却精度高的优点.采用MLSFEM的典型算例表明,该方法比有限元法(FEM)更有效、精确.此外,研究了不同控制策略对悬臂ACLD杆结构频响函数的影响. 展开更多
关键词 主动约束阻尼 纵向振动 有限单元 有限单元
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高层建筑基底反力有限压缩层法的分析
17
作者 冯蓉兰 朱桐浩 《四川建筑科学研究》 北大核心 1989年第2期41-44,共4页
一、概述 高层建筑的基础一般都采用筏基、桩基、箱基或桩——箱基础。 成都地区砂卵石层埋置深度较浅,一般为2~15m,市区一级阶地区域内一般为6m左右,是比较理想的天然地基。
关键词 建筑 箱形基础 基底反力 有限压缩
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三维横观各向同性土体开挖问题有限层求解 被引量:13
18
作者 梅国雄 宰金珉 赵维炳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期29-33,共5页
本文首先探讨了有限层法求解开挖问题的难点:开挖等效荷载的有限层表达和开挖后刚度矩阵的有限层计算,并在此基础上建立了三维横观各向同性土体开挖问题的有限层求解格式,并编制了相应的计算程序。计算结果同实测值一致性证实了方法的... 本文首先探讨了有限层法求解开挖问题的难点:开挖等效荷载的有限层表达和开挖后刚度矩阵的有限层计算,并在此基础上建立了三维横观各向同性土体开挖问题的有限层求解格式,并编制了相应的计算程序。计算结果同实测值一致性证实了方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 有限层法 横观各向同性 开挖
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三维横观各向同性土体开挖问题有限层求解 被引量:4
19
作者 宰金珉 梅国雄 +1 位作者 赵维炳 王旭东 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 2003年第4期1-5,共5页
首先探讨了有限层法求解开挖问题的难点:开挖等效荷载的有限层表达和开挖后刚度矩阵的有限层计算,并在此基础上建立了三维横观各向同性土体开挖问题的有限层求解格式,并编制了相应的计算程序。计算结果同实测值一致性证实了方法的正确... 首先探讨了有限层法求解开挖问题的难点:开挖等效荷载的有限层表达和开挖后刚度矩阵的有限层计算,并在此基础上建立了三维横观各向同性土体开挖问题的有限层求解格式,并编制了相应的计算程序。计算结果同实测值一致性证实了方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 三维横观各向同性土体 有限层法 等效荷载 刚度矩阵 岩土工程 地基
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考虑固结的基坑开挖回弹问题有限层求解 被引量:4
20
作者 宋林辉 梅国雄 宰金珉 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期942-946,共5页
在综述前人有关基坑变形研究成果的基础上,指出开挖回弹量直接影响到基坑的稳定性和建筑物的后期沉降,但相关研究很少考虑土体在开挖过程中的固结影响。现引入固结有限层法,通过增加开挖部分的耦合矩阵和开挖部分的渗透矩阵,建立三维横... 在综述前人有关基坑变形研究成果的基础上,指出开挖回弹量直接影响到基坑的稳定性和建筑物的后期沉降,但相关研究很少考虑土体在开挖过程中的固结影响。现引入固结有限层法,通过增加开挖部分的耦合矩阵和开挖部分的渗透矩阵,建立三维横观各向同性土体考虑固结的开挖回弹问题的有限层求解格式,并编制了相应的计算程序,以分析开挖过程中坑底土体的动态固结过程和负孔压的消散规律,研究固结对坑底土体回弹的影响程度。结果表明坑底土体的孔压随时间逐步消散,从负孔压慢慢消散到零,且符合Mandel-Cryer效应,坑底的回弹量随时间不断增加,且中心点回弹量较大,边缘点回弹量相对较小,总体成中心对称的倒锅底形。 展开更多
关键词 固结 开挖回弹 有限层法
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