孙聪
- 作品数：9 被引量：50H指数：6
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球理学交通运输工程更多>>
- 基于单元速度泰勒展开的上限原理有限元法被引量：4
- 2016年
- 极限分析上限法较极限平衡法有着严谨的理论基础和物理意义。借助于级数展开的思想,通过对速度在单元形心点处一阶泰勒展开,得到了以形心点速度和速度一阶导数为基本未知变量的上限有限元法,该方法丰富了上限有限元基本理论,且可更好地表达与刚体上限法之间的联系。在形成新的上限法的同时,放松单元内任一点均需严格满足上限性质的要求,采用等面积多边形的形式代替外切多边形来逼近摩尔-库仑屈服圆。算例表明:该方法可稳定收敛到真实解,具有和传统Sloan法相同的收敛度;采用等面积多边形逼近形式时,较少的多边形边数即可取得较好的收敛效果,收敛速度大大提高。
- 孙聪李春光郑宏孙冠华
- 关键词：极限分析上限法
- 同时考虑张拉及剪切破坏的边坡上限原理有限元法被引量：11
- 2015年
- 上限有限元法是一种常用的边坡稳定性分析方法,目前被广泛采用的仅考虑剪切破坏的Mohr-Coulomb屈服准则过高地估计了边坡的抗拉强度,因此在用其进行边坡稳定性分析时,无法得到实际工程中常遇到的位于坡体后缘的拉裂缝。针对这一问题,从空间方位离散的角度出发,对上限法中的Mohr-Coulomb屈服面逼近方式进行改造,建立基于方位离散的线性化剪切屈服准则;同时引入张拉破坏准则,保证在每一个离散方位平面上不违背张拉破坏准则,从而形成既考虑张拉破坏,又考虑剪切破坏的线性化上限原理有限元法。该方法可以准确地求出边坡的安全系数和带有拉裂缝的临界失稳速度场。算例证明方法的有效性,同时还表明不考虑拉伸破坏会过高地估计边坡的安全性。
- 孙聪李春光郑宏孙冠华刘治军
- 关键词：边坡工程边坡稳定性分析
- 基于四边形网格的边坡上限有限元法被引量：11
- 2015年
- 极限分析上限元法常用三角形常应变单元和线性化的莫尔–库仑屈服函数来形成较易求解的线性规划模型。针对四边形单元上限法不能充分利用线性规划算法的不足,通过对单元建立积分意义上的协调方程的弱形式,得到可以调整单元内部速度场的线性化的协调方程,从而可以克服插值速度场为非线性的缺点,有着更好的求解效率和收敛性。引入双曲线强度折减到四边形单元上限法,可以较快地得到边坡最终安全系数和临界滑动速度场,2个算例说明了该方法的正确性。
- 孙聪李春光郑宏孙冠华
- 关键词：极限分析上限法四边形网格线性规划
- 基于软化特性的三维边坡强度折减有限元分析被引量：7
- 2014年
- 基于现有边坡强度折减有限元的基本原理,建立了一套新的强度折减算法。该算法把强度参数降低的过程看成脆塑性应力跌落的过程,并设置一折减增量?k,当?k充分小时认为系统达到收敛条件而退出循环,最终的折减系数就是边坡的安全系数。该算法很容易扩展到三维边坡的稳定性分析,得到边坡滑动面滑动和破坏的发展趋势。通过2个算例,分析了进行三维模型计算的重要性,建议当地质条件复杂时宜从三维角度分析计算边坡,不能简单地将问题当作平面应变处理。
- 孙聪李春光郑宏孙冠华
- 关键词：强度折减有限元
- 基于方位离散线性化的上限原理有限元法被引量：2
- 2015年
- 上限原理有限元法不仅可以得到边坡的安全系数,还可以给出临界滑动面,且具有比极限平衡法更严谨的理论基础,因此,拥有更广阔的应用前景。针对传统的上限有限元法不能考虑强度各向异性的问题,提出了一种新的摩尔-库仑屈服面线性化方法。该方法在对方位角离散化的基础上,建立了线性化的方位离散塑性流动约束方程,丰富了基于线性规划的上限法理论。两个算例结果表明:该方法可以稳定地从极限解的上方收敛;且对边坡进行稳定性分析,若忽略了边坡的强度各向异性,则会高估边坡的稳定性,得到较大的安全系数。
- 孙聪李春光郑宏孙冠华
- 关键词：各向异性线性规划
- 基于软化本构的有限元强度折减法被引量：4
- 2014年
- 针对目前有限元强度折减法每次计算均从零应力状态算起,需要大量试算的缺点,提出基于软化本构的有限元强度折减法。该方法仅需一次性施加所有外力,通过折减系数的增量迭代来使边坡进入极限平衡状态。该方法直接模拟强度折减过程,在此过程中,屈服面会不断地收缩,通过应力跌落和塑性流动来调整各高斯点的应力值来使系统达到平衡,直至系统进入极限平衡为止。最后给出2个算例验证了本文方法的可靠性。
- 孙聪李春光郑宏孙冠华
- 关键词：边坡工程有限元强度折减安全系数
- 基于整体稳定性分析法的边坡临界滑动面搜索被引量：8
- 2013年
- 临界滑动面搜索是边坡稳定分析中很重要的内容,针对现有方法的不足,提出了一种新的搜索方法。基于边坡稳定性的整体分析法,建立了确定临界滑面的非线性优化模型。该模型将滑面离散点的纵坐标和安全系数都视为独立变量,目标函数取为安全系数本身,约束条件是平衡方程组和滑面凸性。由于目标函数是线性函数,约束条件至多是二次多项式,非线性程度较低,可采用经典优化算法和常见的非线性优化工具求解,比如Matlab。通过实例分析并与传统的滑面搜索方法进行对比表明,所建议的方法在数值稳定性及收敛性方面均具有优势。
- 孙聪李春光郑宏
- 关键词：安全系数
- 基于蚁群算法的严格最大剩余推力临界滑动面搜索被引量：6
- 2014年
- 临界滑动面搜索一直是边坡稳定性分析中十分重要的课题,由于极限平衡法具有理论简单,易于被工程师掌握的优点,因此,仍在工程应用中占主导地位。剩余推力法是国内学者提出的一种简单实用且有较高精度极限平衡法,已被纳入国家规范。针对目前剩余推力法条间力假设简单,只考虑了力的平衡而忽略力矩平衡的缺点,通过Spencer法迭代构造了严格剩余推力法边坡临界滑动面搜索优化的模型,并结合蚁群算法搜索出了最大的剩余推力相应的临界滑动面。该模型具有精度高,收敛快的特点。最后给出的两个算例与传统的蚁群算法直接搜索安全系数最小得到的结果做了比较,表明了本文方法的正确性。
- 孙聪郑宏李春光孙冠华
- 关键词：蚁群算法
- 考虑张剪破坏的边坡下限原理有限元法被引量：6
- 2016年
- 在工程中发生的很多边坡破坏模式不仅表现为剪切破坏,还表现为在边坡后缘产生一定深度的张拉破坏。这种既考虑剪切破坏又考虑张拉破坏的屈服准则,是经典的Mohr-Coulomb(简称M-C)屈服准则难以模拟的。从空间方位离散的角度出发,对经典的M-C屈服面线性化的方式进行改造,建立了基于方位离散的线性化屈服准则,同时在屈服准则中考虑了张拉破坏准则,并引入伪黏聚力,保证在每一个离散方位平面上既不违背屈服准则,又不违背张拉破坏准则,建立了同时考虑张拉及剪切破坏的下限原理有限元法。算例表明了该方法的有效性,同时也证明了仅考虑剪切破坏时,会过高地估计边坡的安全系数。
- 高如超李春光孙聪郑宏葛修润
- 关键词：边坡稳定性分析
