国家重点基础研究发展计划(2002cb412708)
- 作品数：21 被引量：177H指数：8
- 相关作者：杨强周维垣刘耀儒陈新刘福深更多>>
- 相关机构：清华大学中国矿业大学（北京）中国水利水电科学研究院更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程理学更多>>
- 基于二阶组构张量的各向异性屈服准则被引量：5
- 2005年
- 将四个屈服准则:Tresca准则、Mises准则、Mohr-Coulomb准则以及Drucker-Prager准则归类为剪切屈服准则。Tresca准则和Mohr-Coulomb准则是关于最不利截面的剪切屈服准则,而Mises准则和Drucker-Prager准则是关于各方向截面的剪应力和正应力的某种综合度量的八面体剪应力和八面体正应力的剪切屈服准则。从方向函数(ODF)的概念入手,将各方向截面的剪应力和正应力综合度量直接取为所有方向截面上的剪应力和正应力的平均。对各向同性材料,提出了平均剪切屈服度准则:当平均剪应力和平均正应力的组合达到某一极限值时,材料开始屈服。研究表明,平均剪切屈服准则与Drucker-Prager准则具有相同的形式,当不考虑平均正应力对屈服的影响时,它与Mises准则具有相同的形式。针对由各向异性损伤导致的材料各向异性强度问题,定义截面上的有效正应力和有效剪应力则分别为截面上的法向力和切向力与有效承载面积之比,基于截面上的有效应力提出了各向异性材料的平均剪切屈服准则。各向异性损伤引起的截面上有效应力放大系数为方向函数,可以采用二阶组构张量来近似表示,在任意坐标系中,各向异性屈服准则为应力分量的二次齐次式,导出了其中的系数与二阶组构张量之间的显式关系式。在二阶组构张量的主轴坐标系内,各向异性屈服准则与殷有泉的拓展Hill准则形式完全相同,当不考虑正应力对屈服的影响时,它与Hill准则具有相同的形式。
- 杨强陈新周维垣
- 关键词：各向异性屈服准则
- 三维有限元并行EBE方法被引量：7
- 2006年
- 采用Jacobi预处理,推导了基于EBE方法的预处理共轭梯度算法,给出了有限元EBE方法在分布存储并行机上的计算过程,可以实现整个三维有限元计算过程的并行化。编制了三维有限元求解的PFEM(ParallelFiniteElementMethod)程序,并在网络机群系统上实现。采用矩形截面悬臂梁的算例,对PFEM程序进行了数值测试,对串行计算和并行计算的效率进行了分析,最后将PFEM程序应用于二滩拱坝-地基系统的三维有限元数值计算中。结果表明,三维有限元EBE算法在求解过程中不需要集成整体刚度矩阵,有效地减少了对内存的需求,具有很好的并行性,可以有效地进行三维复杂结构的大规模数值分析。
- 刘耀儒周维垣杨强
- 关键词：并行计算拱坝
- 岩土材料塑性损伤模型及拱坝的变形局部化分析被引量：7
- 2007年
- 常规的弹塑性模型难以模拟材料破坏时由于内部损伤累积引起的变形局部化带形成过程。将岩土材料抽象为含有孔洞的球形体胞单元的集合体,采用一个标量——孔洞体积百分比来刻划单元的损伤程度,基于细观损伤力学提出了一个适用于岩土材料的塑性损伤模型。将该模型通过用户子程序嵌入到大型有限元商业软件MRAC中,研究岩土材料的局部化剪切带形成过程。采用该模型,成功地对平面应力条件下岩土材料单轴受压和单轴受拉试件的局部化破坏分别进行了数值模拟。采用该模型,对拱坝在超水载作用下的变形局部化进行了研究,数值计算结果表明,上游坝踵处最先发生变形局部化现象。
- 陈新杨强周维垣
- 关键词：岩土材料塑性损伤模型拱坝变形局部化
- 岩土工程加固理论分析及工程应用
- 本文研究了应用弹塑性有限元法指导加固设计的方法及其理论基础。讨论了弹塑性有限元计算中产生的不平衡力的性质,揭示了它和加固力、结构稳定性的密切关系。弹塑性有限元分析是迭代求解非线性方程的过程,实质上也是一个逐步消除不平衡力...
- 杨强刘福深翟明杰
- 关键词：弹塑性
- 文献传递
- 基于并行改进遗传算法的拱坝位移反分析被引量：10
- 2006年
- 引入小生境技术和自适应杂交变异概率方法,基于并行有限元程序,给出了适合推求拱坝和地质力学参数的位移反分析并行遗传算法,并编制了相应的程序,利用地质力学模型试验数据,对溪洛渡拱坝进行了位移反分析,得到了和试验相一致的坝体混凝土和地基岩体的力学参数。结果表明,该算法可以有效解决简单遗传算法的早熟收敛问题,收敛效率得到明显提高。当采用16个CPU进行并行计算时,可以达到42%的计算效率,表明该算法适用于拱坝这样复杂的三维结构的位移反分析,可以大大减少拱坝位移反分析的时间。
- 刘耀儒杨强刘福深周维垣
- 关键词：拱坝反分析遗传算法小生境自适应概率
- h-型自适应有限元法分析中的大坝应力取值标准被引量：22
- 2005年
- 本文提出了基于自适应有限元法计算的应力取值标准,即给定一个全局误差限作为自适应有限元网格剖分的准则,以此网格计算所得的应力即为有限元应力取值,它适用于工程计算的Z2后验误差估计方法以及h 型自适应策略。作为算例,文中给出了一个典型的重力坝剖面线弹性自适应有限元计算。结果表明,给定一个全局误差限,网格剖分调整若干次后即可满足误差要求,不会出现因角缘应力集中而导致的剖分不收敛情况;对于不同的初始网格,给定一个全局误差限,可以得到应力水平相当的有限元应力取值;存在一个全局误差限,超过该值后,继续降低误差限,坝踵和坝趾的角缘应力趋于稳定值。
- 杨强吴浩周维垣
- 关键词：后验误差估计自适应有限元重力坝
- 基于直接内力法的拱坝建基面稳定分析被引量：2
- 2007年
- 提出适合分析拱坝建基面等效正应力的直接内力法,结合小湾高拱坝三维弹塑性有限元整体分析成果,研究分析了超载过程中拱端推力、推力角和抗滑安全系数的分布规律。研究结果表明,建基面抗滑安全系数衰减速度低于超载速度,高拱坝超载过程中各高程段的推力角均有所增加,这反映了拱坝具有较高超载能力的内在机制,也说明基于刚体极限平衡法对拱坝坝肩稳定分析成果偏于安全。
- 杨强李科峰薛利军
- 关键词：稳定分析超载拱坝
- 坝踵区岩体非均质性对重力坝坝踵应力的影响被引量：5
- 2007年
- 混凝土坝的坝踵部位属高应力梯度区,是混凝土坝应力分析的关键部位。本文通过精细网格模拟研究了重力坝坝踵应力情况,就均质坝基和非均质坝基弹模变化对坝踵主拉应力的影响,得出了如下结论:①均质坝基弹模与非均质坝基敏感区域的变异单元弹模变化相同的幅度,非均质情况引起的坝踵应力的变化远大于均质情况。在用精细网格对坝踵进行模拟时,应同时考虑到该网格水平材料的非均质性,否则,精细网格计算也可能是徒劳的。②在非均质坝基情况下,坝踵最大主拉应力对坝踵相邻岩体(<1米)弹模变化极为敏感,稍远处局部岩体弹模的变化则影响很小。
- 杨强肖平周维垣
- 关键词：水工结构坝踵应力重力坝非均质
- 基于三维非线性有限元的边坡稳定分析方法被引量：21
- 2007年
- 刚体极限平衡法不能反映岩体中实际的应力分布,而基于有限元的强度折减系数法在判断收敛性方面存在一些问题。为了解决这些问题,采用多重网格法,分别建立用于有限元计算的结构网格和用于计算滑面稳定安全系数的滑面网格,可以方便地获得任意滑面或滑块的稳定安全系数,从而将非线性有限元和极限平衡分析结合起来。为了提高计算规模和计算精度,采用有限元并行计算程序TFINE.Pfem进行计算,分析了网格密度对计算结果精度的影响,并应用于锦屏高边坡的稳定分析中。与刚体极限平衡法结果的对比分析表明,由于考虑了计算过程中的非线性应力调整,该方法的计算结果比刚体极限平衡法偏大,而且更符合实际情况。
- 刘耀儒杨强薛利军周维垣
- 关键词：边坡多重网格法有限元方法并行计算
- 基于直接内力法的拱坝建基面等效应力分析被引量：7
- 2006年
- 本文提出适合分析拱坝建基面等效正应力的直接内力法。在目前有限元的水平上,该方法可以相对准确地计算建基面上的应力。该方法通过有限元计算的应力结果计算建基面上结点的内力,将建基面沿高程依次分成若干段曲面,对每段曲面均采用等效矩形进行近似,分别求解各等效矩形截面的内力。根据材料力学公式可以计算建基面上任意点的线性化等效正应力。工程实例分析说明了该方法的合理性和正确性。
- 杨强刘福深周维垣
- 关键词：水工结构
