極限分析方法是土邊坡穩(wěn)定性分析的重要方法之一。剛體有限元上限法是其中的一類,此類方法仍舊存在一些關(guān)鍵問題需要完善。由于單元的剛性假設(shè),系統(tǒng)的塑性變形內(nèi)能耗散僅發(fā)生在單元間的界面上,故此類方法的性能主要取決于界面的布局,即采用非結(jié)構(gòu)化三角形單元計算往往精度較差。為此,提出了基于滑動面攝動的剛體有限元上限法及臨界滑動面的搜索方法。首先,在考慮剛體轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上構(gòu)造剛體有限元上限法的二階錐規(guī)劃模型,用于確定在給定試滑動面條件下的運動許可速度場。其次,將試滑動面的控制參數(shù)視為決策變量,建立搜索臨界滑動面的非線性非凸優(yōu)化問題模型,并采用非線性單純形方法和粒子群方法求解此優(yōu)化問題找出臨界滑動面。通過經(jīng)典邊坡穩(wěn)定問題的分析求解,驗證了所提出的新方法,進一步證實了網(wǎng)格類型（即界面的布局）是影響剛體有限元上限法計算精度的主要因素。經(jīng)過計算結(jié)果的對比發(fā)現(xiàn),在剛體有限元上限法中考慮剛體轉(zhuǎn)動是非常必要的,不僅可以提高剛體有限元上限法的計算精度,還可以克服此方法對界面布局的依賴性。 

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期刊論文
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