分析拱坝应力的分载位移法

本文以试载法为基础,提出拱坝应力分析的分载位移法.本法以拱单元和梁单元为计算体系,按位移法分别由拱和梁两套系统建立以结点变位和分配荷载为未知量的平衡方程,从中消去分配荷载得到以结点变位为未知量的整体协调方程.与常规试载法比较,本法具有计算工作规格化、内存少、计算量小及便于动力分析等优点.     

复杂岩基上的拱坝多拱多梁法应力分析

多拱多梁法（试载法）是拱坝应力体魄 主要方法，其中坝基变形常采用伏格特公式粗略计算。为提高地基变形的计算精度在对含有许多软弱夹层复杂地基的双曲拱坝的试载法应力分析中，除了采用伏格特公式外，还采用三维有限元法计算坝基变形，并对坝基软弱夹层处理前后的坝体应力和位移进行比较。计算成果表明，采用有限元法计算坝基变形是必要的，对软弱夹层进行处理有利于减小坝体位移和应力。     

适用于数值流形法分析的混凝土徐变递推公式

目前大体积混凝土结构温度应力仿真计算主要采用有限元法。对于复杂结构,有限元法仿真计算存在计算规模大、前处理难度大等问题。数值流形法具有网格剖分和自适应分析方便等优点,可为温度应力仿真计算提供有力的分析手段。混凝土徐变可以松驰温度应力,在温度应力仿真计算中一般都要考虑徐变的影响。有限元法中采用的徐变递推公式是基于数值积分点的应力状态,但数值流形法的单元应力呈多项式函数分布,这种递推公式已不适用。为此,推导了适合于数值流形法的徐变递推公式及等效荷载计算公式,并编制了数值流形法仿真计算程序,通过数值算例验证了公式的正确性。     

粗粒料力学特性的DDA数值模

采用非连续变形分析方法（DDA）研究粗粒料的力学特性。研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法,按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,应用DDA模拟重力作用下颗粒在承模筒内的下落过程并形成相互接触的堆积体,以此建立粗粒料数值模拟试验模型。参照粗粒料室内三轴试验的加载过程,应用DDA进行粗粒料力学特性的数值模拟试验,所得应力应变曲线与三轴试验曲线基本吻合,说明DDA数值模拟应用于粗粒料力学特性的研究是可行的。文中还给出了反映颗粒相互作用的若干组构要素的分布情况。     

有限元分析中坝基面和结构面渗透压力的合理模拟

用有限元法分析大坝、岩体边坡的应力和稳定性时,不少人在坝基面和结构面单元的某一侧上施加面力,用以模拟作用在这些面上的渗透压力。本文讨论这种模拟方法的缺点,并提出一种改进的模拟方法。     

三维高阶DDA方法的静力分析研究

 借助于DDA方法以“体”为研究对象的潜在优势进行连续结构的静力分析,突破网格相容条件的限制,有利于简化前处理。同时,采用高阶位移模式,在将空间几何形体简单地划分为单个或数个体的条件下,能获取较高的求解精度。遵循以上思路,定义“连接面”、“连接点对”的概念,给出DDA块体在连续系统中所需满足的变形协调条件,推导三维高阶DDA方法的基本公式,包括弹性子矩阵、初应力荷载矩阵、点荷载矩阵、体荷载矩阵和固定点矩阵及相邻块体间的连接矩阵,最终建立三维连续结构的高阶DDA整体平衡方程。最后编程实现上述思路,采用有解析解的经典算例并结合一定网格密度的有限元解进行比对分析,结果表明DDA方法应用于连续结构静力计算的可行性与优越性。     

生成DDA块体相邻面上刚性点对的Voronoi图方法

在高阶DDA用于连续结构的计算分析中,需要在块体之间的相邻面上设置刚性的 “连接点对”将相互独立的块体连接成一个连续的整体。对于多构件的复杂结构,快速均匀布点是一个难点。基于Voronoi图理论,改进了几何法生成Voronoi图的算法,并基于质心法对点的位置进行优化。据此编制了相关程序,并采用算例进行了验证。计算结果表明：该方法可以快速在任意凸多边形内获得分布均匀的一系列点,能方便地应用于三维高阶DDA计算分析。     

数值流形法独立覆盖区域的一种自动选取方法

部分重叠覆盖的数值流形法是一种以独立覆盖为主的分析方式。为了在常规尺寸单元的数学网格中自动选取独立覆盖区域,应用图的着色方法将数学网格的单元分为若干个独立集。在此基础上,以独立覆盖区域最多为原则,选择用于定义独立覆盖的单元(其所有结点覆盖合并为一个覆盖),其余单元作为重叠区域以保持连续性,不属于独立覆盖单元的结点作为常规的结点覆盖。通过算例,揭示了重叠覆盖间的线性相关仅存在于数学网格边界上的结点覆盖,覆盖合并可以减少整体刚度矩阵零特征值的数目,甚至完全避免线性相关。     

大体积混凝土结构仿真应力分析快速算法及应用

用有限元法进行模拟大体积混凝土结构施工过程温度应力仿真分析时，计算规模大，计算步数多，计算工作量十分庞大。为提高计算速度，从减少自由度数和加快有限元方程组的求解速度两方面分别提出了超级元算法和改进的对称逐步超松驰预处理共轭梯度法(SSOR—PCG法)，并简单介绍了这两种快速算法及所开发的三维有限元仿真计算程序在三峡工程中的两个应用实例。     

粗粒料颗粒随机分布的数值模拟

 数值模拟试验不受时间、场地及试件尺寸等限制,是粗粒料室内力学试验和现场力学试验的有效补充。为了建立粗粒料数值模拟试验模型,研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法。首先按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,然后应用DDA(discontinuous deformation analysis)模拟重力作用下颗粒在承模筒内的堆积分布,形成相互接触、结构稳定的颗粒聚合体,为粗粒料力学特性的数值模拟试验奠定基础