岩体黏弹性蠕变计算的高阶数值流形法研究

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (7): 2174-2180.

岩体黏弹性蠕变计算的高阶数值流形法研究

刘建，陈佺

中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071

收稿日期:2011-04-14 出版日期:2012-07-11 发布日期:2012-07-13
作者简介:刘建，男，1966年生，博士，研究员，博士生导师，长期从事地下工程、边（滑）坡地质灾害、大坝基础与结构的应力、变形、稳定性及优化问题的试验测试、理论分析、数值和物理模拟，以及岩石流变力学和水-岩相互作用等领域的研究
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（No. 40672192，50479072）；水利部公益性行业科研专项项目（No. 201001009）；国家重点基础研究发展规划973项目（No. 2009CB724603）。

Study of high-order numerical manifold method in viscoelastic creep of rock mass

LIU Jian, CHEN Quan

State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China

Received:2011-04-14 Online:2012-07-11 Published:2012-07-13

摘要/Abstract

摘要： 数值流形法（numerical manifold method）是一种新型的数值计算方法，已成功应用于岩土工程的诸多领域，但该方法尚未应用于岩土工程蠕变分析。近年来对高阶流形法的研究表明，对复杂的岩土工程问题，使用高阶覆盖函数可明显提高流形法的计算精度。为此，开展了用高阶流形法模拟蠕变的研究，在高阶流形法中引入“时步-初应变”法计算蠕变，以广义开尔文体为基础，推导了相关的计算公式，并编制了相应的计算程序，同时还通过算例，验证了方法的可行性和合理性。结果表明，高阶流形可以方便地与“时步-初应变”法结合用于蠕变计算，可较好地模拟蠕变变形。算例分析表明，在不改变网格密度情况下，仅通过采用高阶覆盖函数，高阶流形法可大幅提高传统流形法的计算精度。

关键词: 高阶数值流形法, 黏弹性, 蠕变, 时步-初应变

Abstract: The numerical manifold method is a new developed numerical method and has been used in many fields of geotechnical engineering. But there is no research on numerical manifold method in creep. In recent years, the study of high-order manifold method shows that using high-order cover function could improve accuracy of manifold method in complex geotechnical engineering. The research on high-order numerical manifold method in creep is presented. The “time step-initial strain” method is combined with high-order numerical manifold method to simulate the creep of rock. Based on generalized Kelvin model, some relation equations are given; and a new code is developed. Some examples are used to check the feasibility and rationality of the method. The result shows that the high-order numerical manifold method could simulate the creep of viscoelastic rock very well combining with “time step-initial strain”. It can improve accuracy of the solution only by using high-order cover function but without changing the mesh density.

Key words: high-order numerical manifold method, viscoelasticity, creep, time step-initial strain

中图分类号:

O 241

刘建，陈佺. 岩体黏弹性蠕变计算的高阶数值流形法研究[J]. , 2012, 33(7): 2174-2180.

LIU Jian, CHEN Quan. Study of high-order numerical manifold method in viscoelastic creep of rock mass[J]. , 2012, 33(7): 2174-2180.

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