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。
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