›› 2005, Vol. 26 ›› Issue (4): 505-512.

• 基础理论与实验研究 •    下一篇

改进的有自由面渗流问题的Bathe算法

郑 宏1，2，戴会超1，刘德富1   

  1. 1. 三峡大学，湖北 宜昌 443002；2. 中国科学院武汉岩土力学研究所，武汉 430071
  • 收稿日期:2004-06-08 出版日期:2005-04-09 发布日期:2013-12-19
  • 作者简介:郑宏，男，1964年生，博士，三峡大学特聘教授，中科院武汉岩土力研究所研究员，博士生导师，主要从事岩土力学的教学和科研工作。

Improved Bathe’s algorithm for seepage problems with free surfaces

ZHENG Hong1,2, DAI Hui-chao1, LIU De-fu1   

  1. 1. China Three Gorges University, Yichang 443002, China; 2. Institute of Rock & Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China
  • Received:2004-06-08 Online:2005-04-09 Published:2013-12-19

PDF (PC)

1085

摘要： 建议了一个新的有自由面渗流问题的变分不等式提法，该提法通过将潜在出渗面上的边界条件提为Signorini型条件，从而从理论上消除了出渗点的奇性，解决了出渗点的定位问题。同时在离散求解时，通过引进依赖于网格参数的连续型Heaviside函数，克服了Bathe算法中所固有的网格依赖性，提高了这类方法的数值稳定性。

关键词: 渗流, 自由边值问题, Bathe算法, 变分不等式

Abstract: A new variational inequality formulation is proposed for seepage problems with free surfaces. The formulation enforces a Signorini’s type of boundary condition on the potential seepage boundaries. The singularity of the seepage points is hence eliminated theoretically; and the location of the seepage points is also determined. Meanwhile, through replacing the step Heaviside function with a continuous Heaviside function dependent on a mesh parameter during discretization, the mesh dependency inherent in Bathe’s algorithm is overcome and the numerical stability is significantly improved.

Key words: seepage, free boundary problems, Bathe’s algorithm, variational inequality

中图分类号: 

  • O 357.3
[1] 刘忠玉, 崔鹏陆, 郑占垒, 夏洋洋, 张家超. 基于非牛顿指数渗流和分数阶Merchant模型的 一维流变固结分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2029-2038.
[2] 刘 健, 陈 亮, 王春萍, 马利科, 王 驹. 一种非稳态气体渗流条件下岩石渗透特性 参数计算方法及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1721-1730.
[3] 徐 强, 肖 明, 陈俊涛, 倪少虎, . 渗流监测数据缺失处理与渗透稳定判断[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1526-1534.
[4] 谢 强, 田大浪, 刘金辉, 张建华, 张志斌, . 土质边坡的饱和−非饱和渗流分析及特殊应力修正[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 879-892.
[5] 郑黎明, 张洋洋, 李子丰, 马平华, 阳鑫军, . 低频波动下考虑孔隙度与压力不同程度变 化的岩土固结渗流分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1158-1168.
[6] 陈卫忠, 李翻翻, 马永尚, 雷 江, 于洪丹, 邢天海, 郑有雷, 贾晓东, . 并联型软岩温度-渗流-应力耦合三轴流变仪的研制[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1213-1220.
[7] 尹 乾, 靖洪文, 刘日成, 苏海健, 蔚立元, 王迎超. 不同侧压力系数下裂隙网络岩体非线性渗流特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 592-600.
[8] 王启茜, 周洪福, 符文熹, 叶 飞, . 水流拖曳力对斜坡浅层土稳定性的影响分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 759-766.
[9] 汪华斌, 李建梅, 金怡轩, 周 博, 周 宇, . 降雨诱发边坡破坏数值模拟两个关键问题 的解决方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 777-784.
[10] 王鹏飞, 李长洪, 马学文, 李子建, 刘景军, 武洋帆, . 断层带不同含石率土石混合体渗流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 53-61.
[11] 时 刚，刘忠玉，李永辉. 循环荷载作用下考虑非达西渗流的软黏土一维流变固结分析[J]. , 2018, 39(S1): 521-528.
[12] 丁红岩，贾 楠，张浦阳, . 砂土中筒型基础沉放过程渗流特性和沉贯阻力研究[J]. , 2018, 39(9): 3130-3138.
[13] 熊 峰，孙 昊，姜清辉，叶祖洋，薛道锐，刘乳燕，. 粗糙岩石裂隙低速非线性渗流模型及试验验证[J]. , 2018, 39(9): 3294-3302.
[14] 张晨阳，张 明，张泰丽，孙 强，杨 龙，. 侵入岩脉风化壳对中林村残积土滑坡渗流场和稳定性的影响[J]. , 2018, 39(7): 2617-2625.
[15] 孔 洋，朱珍德，阮怀宁, . 三向应力作用下节理岩体渗流-应力耦合特性[J]. , 2018, 39(6): 2008-2016.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 谢桂华，张家生，尹志政. 基于随机介质理论的采水地面变形时空分布[J]. , 2010, 31(1): 282 -286 .
[2] 瞿万波，刘新荣，傅晏，秦晓英. 洞桩法大断面群洞交叉隧道初衬数值模拟[J]. , 2009, 30(9): 2799 -2804 .
[3] 赵延林，王卫军，曹 平，王 军，赵阳升. 不连续面在双重介质热-水-力三维耦合分析中的有限元数值实现[J]. , 2010, 31(2): 638 -644 .
[4] 吴爱红，蔡良才，顾强康. 硫酸盐渍土机场地基处理换填覆重法研究[J]. , 2010, 31(12): 3880 -3886 .
[5] 苏国韶，宋咏春，燕柳斌. 高斯过程机器学习在边坡稳定性评价中的应用[J]. , 2009, 30(3): 675 -679 .
[6] 邓宗伟，冷伍明，李志勇，岳志平. 喷混凝土边坡温度场与应力场耦合的有限元时效分析[J]. , 2009, 30(4): 1153 -1158 .
[7] 孔祥兴，夏才初，仇玉良，张丽英，龚建伍. 平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究[J]. , 2011, 32(2): 516 -524 .
[8] 王松鹤，齐吉琳. 兰州黄土侧限松弛特性试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 225 -229 .
[9] 安光明 ，杨球玉 ，杨立建 ，邓小宁. 某核电厂岩体动静弹性模量的对比研究[J]. , 2011, 32(S1): 565 -0569 .
[10] 蔡 春 ，张孟喜　. 带加强肋土工格栅的极限拉拔阻力分析[J]. , 2011, 32(S2): 340 -345 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发