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有限元極限分析法在巖土工程項(xiàng)目中的應(yīng)用
在巖土工程中，有限元極限分析法有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，下面是小編搜集整理的一篇探究有限元極限分析法應(yīng)用的論文范文，歡迎閱讀參考。
雖然有限元極限分析法在巖土工程中有著較為突出的應(yīng)用效果和價(jià)值，然而，因?yàn)檫@一分析法在實(shí)際的應(yīng)用中，需要進(jìn)行假設(shè)，然后還要將求解劃分在合理的有限的范圍內(nèi)，因此，該分析法在巖土工程中的應(yīng)用有著一定的局限性。而隨著社會(huì)的發(fā)展，這種分析法也得到了一定的發(fā)展，加上其本身所具有的超強(qiáng)適應(yīng)性，使得其在一些其他的工程中也得到了應(yīng)用，但是應(yīng)用的過程中，也會(huì)受到局限性的影響。本文主要就針對(duì)有限元極限分析法在巖土工程中的主要應(yīng)用情況進(jìn)行深入的分析。
1有限元極限分析法的發(fā)展
有限元極限分析法在早期主要是由英國(guó)的科學(xué)家所提出的，并且在提出之初，就應(yīng)用到了巖土工程中。而隨著時(shí)代的演變，在20世紀(jì)80、90年代的時(shí)候，有限元極限分析法的應(yīng)用范圍逐漸的得到擴(kuò)展，但是受到當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，使得該分析法應(yīng)用的效果并不理想。
我國(guó)開始在巖土工程中應(yīng)用有限元極限分析法的時(shí)間在1990年之后，我國(guó)當(dāng)時(shí)應(yīng)用該方法主要是為了針對(duì)土坡進(jìn)行分析，而在2000年之后，就開始應(yīng)用該分析法對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并衍生出了有限元強(qiáng)度折減法，同時(shí)也衍生出了有限元超載法，這兩種方法都包含在有限元極限分析法中，有效的推動(dòng)了有限元極限分析法的發(fā)展和應(yīng)用。
而在最近幾年，我國(guó)在有限元極限分析法的應(yīng)用上有了進(jìn)一步的突破，然而，就整體的應(yīng)用效果來(lái)分析，我國(guó)的有限元極限分析法的應(yīng)用目前還處于初級(jí)發(fā)展的階段，還需要采用不同的方法來(lái)對(duì)有限元極限分析法進(jìn)行改進(jìn)，只有這樣才能夠更好的發(fā)揮出有限元極限分析法在巖土工程中的應(yīng)用作用。
2有限元極限分析法的原理
2.1有限元強(qiáng)度折減法原理
在巖土工程中，主要采用莫爾-庫(kù)侖材料，強(qiáng)度折減安全系數(shù)T的計(jì)算式為：
2.2有限元增量超載法
在工程中，巖土的破壞，不是朝夕之事，而是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，由線彈性狀態(tài)，逐步過渡到塑性流動(dòng)，最終達(dá)到極限破壞狀態(tài)。
因此，這就給增量超載方法求解地基的極限承載力，提供了有利的條件。
3有限元極限分析法的基本理論
3.1巖土工程整體失穩(wěn)的判斷依據(jù)
巖土工程整體失穩(wěn)的破壞，是指巖土沿滑面產(chǎn)生坍塌或滑落，無(wú)法繼續(xù)承載。因此，同時(shí)也可將有限元靜力計(jì)算作為邊坡失穩(wěn)的依據(jù)。
3.2計(jì)算精度提高的條件
要想使得巖土工程中的有限元極限分析法計(jì)算精度可以得到有效的提升，就需要利用功能較為完備以及性能較為成熟的程序軟件來(lái)進(jìn)行計(jì)算�？刹捎脟�(guó)際通用的一些程序計(jì)算軟件。另外，就是要能夠依照有限元極限分析法應(yīng)用的具體情況，按照實(shí)用性中的強(qiáng)度原則來(lái)進(jìn)行相應(yīng)有限元極限分析法模型的構(gòu)建，最后，也就是要將對(duì)計(jì)算的范圍進(jìn)行有效的控制，盡可能提高有限元極限分析法中的計(jì)算精度。
采用有限元極限分析法來(lái)對(duì)巖土工程進(jìn)行計(jì)算的過程中，要充分的考慮到巖土工程穩(wěn)定性的問題，針對(duì)巖土工程中的幾何參數(shù)、抗剪強(qiáng)度以及相應(yīng)的彈性模量來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，依據(jù)這些參數(shù)，來(lái)計(jì)算得出相應(yīng)的結(jié)果，而在計(jì)算結(jié)果中，無(wú)論V值為多少，其對(duì)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性影響都不大。
4有限元極限分析法在巖土工程中的應(yīng)用
4.1在二維邊坡中的應(yīng)用
根據(jù)有關(guān)的計(jì)算公式來(lái)對(duì)有限元極限分析法在二維邊坡中的應(yīng)用進(jìn)行詳盡的分析，依據(jù)相關(guān)的有限元計(jì)算軟件來(lái)對(duì)有限元模型進(jìn)行合理的構(gòu)建，依據(jù)所構(gòu)建的有限元模型，將邊界兩條線作為是約束的具體條件。嚴(yán)格的依照邊坡在遭到破壞的過程中，所具有的特點(diǎn)，使得邊坡滑面上的塑性以及節(jié)點(diǎn)位移都出現(xiàn)一定的轉(zhuǎn)變，從而轉(zhuǎn)化為突變塑性以及滑動(dòng)水平位移。針對(duì)這樣的情況，就需要合理的進(jìn)行以相應(yīng)的方法，也就是塑性應(yīng)變值云圖法來(lái)進(jìn)行滑動(dòng)面的有效調(diào)整，使得其與原有的滑面方法之間呈現(xiàn)出明顯的不同。
4.2有限元超載法在土基上的應(yīng)用
巖土工程采用的地基主要就是一些垂直型半無(wú)限的地基以及沒有重量的地基，應(yīng)用有限元超載法，可以使得光滑剛性條形地基的承載力達(dá)到極限的狀態(tài)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)地基均勻受力的目的。
而針對(duì)有限元超載法在土基上的應(yīng)用，可以采取的計(jì)算公式主要為
就上述的公式來(lái)進(jìn)行有限元超載法的應(yīng)用計(jì)算，就可以有效的了解到，極限情況下的地基基礎(chǔ)部分，位移矢量會(huì)隨著土基基礎(chǔ)周圍部分額等效塑性的改變而發(fā)生改變，如果在這種情況下，計(jì)算機(jī)的結(jié)果與實(shí)際的結(jié)果仍然一致，那么就說明，有限元超載法在土基上有著良好的應(yīng)用效果。雖然隨著有限元超載法的應(yīng)用發(fā)展，對(duì)其的計(jì)算公式也逐漸的多樣化，但是其中計(jì)算結(jié)果最為準(zhǔn)確的計(jì)算方式就是魏錫克經(jīng)驗(yàn)公式。
另外，除了在巖土工程中，有限元極限分析法有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，在隧道工程以及在滑坡支檔結(jié)構(gòu)中，有限元極限分析法也有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。而且在社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步的過程中，這種分析法的應(yīng)用范圍還在進(jìn)一步的擴(kuò)大，其應(yīng)用的價(jià)值也在不斷的凸顯。
5結(jié)論
綜上所述，在巖土工程中，有限元極限分析法有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，在將這種分析法應(yīng)用到巖土工程中時(shí)，可以將這種分析法分為兩種進(jìn)行分析，本文就主要針對(duì)有限元極限分析法中的有限元強(qiáng)度折減法以及有限元超載法來(lái)進(jìn)行分析，雖然這兩種方法都還在實(shí)驗(yàn)階段，還沒有真正的完善，但是其也在巖土工程中發(fā)揮了重要的影響作用。本文通過對(duì)有限元極限分析法的發(fā)展歷程、應(yīng)用原理以及應(yīng)用判斷依據(jù)，來(lái)總結(jié)得出有限元極限分析法的具體應(yīng)用方式，本文的分析在一定程度上，為有限元極限分析法的應(yīng)用和發(fā)展帶來(lái)了一定的參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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