三維過渡等參單元在巖土工程有限元分析中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2018-04-24 06:49
本文選題:巖土工程 + 有限元 ; 參考:《巖土力學(xué)》2015年05期
【摘要】:土石壩等復(fù)雜土工結(jié)構(gòu)物有限元三維建模中多采用精度較高的六面體單元輔以部分過渡用的退化單元,而退化單元由于形態(tài)不好,會導(dǎo)致有限元計(jì)算精度較差。解決該問題的途徑之一是采用過渡性的等參元?偨Y(jié)了幾種常遇到的過渡等參單元(楔形體、四面體、金字塔)的插值函數(shù)和高斯積分局部坐標(biāo)和權(quán)重,并編入了有限元程序。通過比較六面體單元和金字塔單元剖分理想土石壩的有限元計(jì)算結(jié)果,說明所引入的金字塔單元是滿足精度要求的。將各種過渡單元應(yīng)用于實(shí)際土石壩工程的有限元計(jì)算,結(jié)果表明,使用過渡等參單元是可以在一定程度上提高計(jì)算精度的。最后討論了二次單元在彈塑性有限元?jiǎng)恿τ?jì)算中的應(yīng)用。二次單元的使用,可以改善動(dòng)力計(jì)算中的超靜孔壓分布,提高計(jì)算精度。
[Abstract]:In the finite element modeling of complex geotechnical structures such as earth-rock dams, the hexahedron element with high precision is usually used, which is supplemented by some transitional degenerate elements, and the degenerate element is poor in shape, which will lead to the poor accuracy of finite element calculation. One way to solve this problem is to adopt transitional isoparametric elements. The interpolation functions of several transition isoparametric elements (wedge, tetrahedron, pyramid) and the local coordinates and weights of Gao Si integral are summarized, and the finite element program is programmed. By comparing the finite element results of hexahedron element and pyramidal element in dividing ideal earth-rock dam, it is shown that the introduced pyramid element can meet the requirement of precision. All kinds of transition elements are applied to the finite element calculation of actual earth-rock dam engineering. The results show that the accuracy of calculation can be improved to some extent by using the transition isoparametric element. Finally, the application of quadratic element in elastoplastic finite element dynamic calculation is discussed. The application of secondary unit can improve the distribution of excess static pore pressure in dynamic calculation and improve the accuracy of calculation.
【作者單位】: 清華大學(xué)水沙科學(xué)與水利水電工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.51379103,No.51179092) 國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(No.2013-KY-4)
【分類號】:TU43
【參考文獻(xiàn)】
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8 彭,
本文編號:1795585
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