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浅谈岩土工程分析的非线性有限元理论

2015-10-21张晓杰杨姗姗刘文会李静

房地产导刊 2015年7期

张晓杰 杨姗姗 刘文会 李静

【摘要】目前,岩土弹塑性力学中常用的准则有很多种,在国内外的学者普遍认为Mohr-Coulomb屈服准则和Drucker-Prager屈服准则对于岩土类材料比较适用。

【关键词】岩土;非线性;有限元理论;弹塑性

1.概述

在工程建设中,很多实际岩土工程问题的解决最后都归结到边界值问题的分析上来。在解决边界值的问题上,边界条件、平衡方程以及应变协调方程是在进行数值分析时必须要满足的条件,但是怎样选择土特性的应力应变本构模型才是问题能否得到实际解答的决定因素,而这种岩土本构关系的重要性也随着研究手段的进步和计算机技术的迅猛发展而更加突出。在现阶段的研究中,人们越来越关注以弹塑性理论为基础的本构模型的研究。

2.岩土弹塑性本构关系

2.1 岩土的弹塑性分析

岩土材料在应力比较小而变形时,可认为材料是线弹性的,但如果岩土材料的应力达到或超过某一值时,则材料表现出塑性变形。

一般来说,弹性理论模型是一种最简单的模型,许多岩土问题只运用线弹性理论来分析就可以达到预定的精度要求,但对于岩土工程中大多数实际问题,只用线弹性理论计算是不合理的,线弹性理论模型不能描述岩土材料的残余变形特性,所以还它的非线性特征也应该考虑进去。

结构刚度是变化的,这是非线性问题的基本特点,可以分为三类:材料非线性、几何非线性和状态非线性。这三类问题各有不同,几何非线性是由结构变形的大位移引起的;……

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