岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (S2): 533-540.doi: 10.16285/j.rsm.2021.2089
王冬勇1,陈曦2,王方宇1,彭丽云1,齐吉琳1
WANG Dong-yong1, CHEN Xi2, WANG Fang-yu1, PENG Li-yun1, QI Ji-lin1
摘要: 与 Cosserat 理论相比,偶应力理论在一定程度上可以降低数值框架的复杂度,已逐渐应用于岩土体应变局部化分析中。然而,一般的偶应力有限元法需要满足 C1 连续性,即单元内部和单元交界面上的应变都需要具有连续性。为了避免开发较为复杂的C1 型偶应力单元,在 Cosserat 连续体理论框架下,通过借助罚函数方法对 C1 连续性进行松弛来获得偶应力理论的逼近解,建立了基于罚函数的偶应力有限元方法 PCS-FEM。通过平面应变条件下的弹性圆孔应力集中问题对 PCS-FEM 方法的有效性进行了验证,并应用于土体应变局部化分析中。通过对Ottawa砂的平面应变试验进行数值模拟,发现 PCS-FEM 方法获得的应力−应变曲线及剪切带破坏形态与试验结果基本一致,且能够克服经典连续体理论病态的网格敏感性问题,保证应变局部化问题的适定性;通过对承受偏心荷载作用下的土坡应变局部化经典算例进行分析,发现 PCS-FEM 方法同样可以克服土坡应变软化阶段的网格敏感性问题,展现土体的渐进破坏过程。
中图分类号:
[1] | 王刚, 韦林邑, 魏星, 张建民, . 压实黏土三轴压缩变形过程中的渗透性变化规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 32-38. |
[2] | 邓华锋, 支永艳, 段玲玲, 潘 登, 李建林. 水−岩作用下砂岩力学特性及微细观结构损伤演化[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3447-3456. |
[3] | 王 杰, 贡京伟, 赵泽印. 单轴压类岩石试件应变局部化位置、方向及 预警应用研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 186-194. |
[4] | 王洪波,张庆松,刘人太,李术才,张乐文,郑 卓,张连震. 基于压水试验的地层渗流场反分析[J]. , 2018, 39(3): 985-992. |
[5] | 高军程 ,郭 莹 ,贾金青 ,涂兵雄,. 基于数字图像测量系统的饱和细砂渐进破坏特性研究[J]. , 2016, 37(5): 1343-1350. |
[6] | 余 村 ,楚锡华 ,唐洪祥 ,徐远杰 . 基于Cosserat连续体的颗粒破碎影响研究[J]. , 2013, 34(S1): 67-72. |
[7] | 陈 龙,楚锡华,张明龙,徐远杰. 基于CLoE与Gudehus-Bauer亚塑性模型的颗粒材料应变局部化对比研究[J]. , 2013, 34(11): 3306-3314. |
[8] | 郑利涛 ,胡志强 ,唐洪祥 . 强间断分析方法在土工结构物渐进破坏过程中的应用[J]. , 2012, 33(9): 2771-2780. |
[9] | 姚 池 ,姜清辉 ,叶祖洋 ,周创兵 . 裂隙网络无压渗流分析的初流量法[J]. , 2012, 33(6): 1896-1903. |
[10] | 马 刚 ,常晓林 ,周 伟 ,周创兵 . 基于Cosserat理论的重力坝深层抗滑稳定分析[J]. , 2012, 33(5): 1505-1512. |
[11] | 贾善坡 ,伍国军 ,陈卫忠. 基于粒子群算法与混合罚函数法的有限元优化反演模型及应用[J]. , 2011, 32(S2): 598-603. |
[12] | 王小平,封金财. 基于非局部化方法的边坡稳定性分析[J]. , 2011, 32(S1): 247-252. |
[13] | 陶 帅,王学滨,潘一山,王 玮. 基于摩尔-库仑模型的非线性本构模型的开发及其在应变局部化中的应用[J]. , 2011, 32(S1): 403-0407. |
[14] | 司 鹄,谢延明,杨春和. 磨料水射流作用下岩石损伤场的数值模拟[J]. , 2011, 32(3): 935-940. |
[15] | 吕玺琳,黄茂松,钱建固. 真三维状态下土体强度及变形分叉影响[J]. , 2011, 32(1): 21-26. |
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