国家自然科学基金(50279016)
- 作品数：23 被引量：314H指数：12
- 相关作者：杨强周维垣陈新刘耀儒刘福深更多>>
- 相关机构：清华大学中华人民共和国水利部更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程理学天文地球更多>>
- 基于三维非线性有限元的坝肩稳定刚体极限平衡法机理研究被引量：20
- 2005年
- 结合溪洛渡高拱坝三维非线性有限元仿真分析,对拱坝设计规范采用的坝肩稳定的刚体极限平衡法的基本机理和假说进行了探讨。提出了多重网格的概念和方法,将有限元的应力成果转移到任一滑面(平面或曲面)上,进而分析滑面的稳定状态,包括滑面的应力、屈服区及剪应力的分布及变化过程,并求出类似刚体极限平衡法的滑面安全系数和滑块体安全系数,从而对块体变形直至失稳的全过程进行了深入的探讨。
- 杨强朱玲翟明杰
- 关键词：岩土工程刚体极限平衡法滑动面
- 岩土工程加固理论分析及工程应用
- 本文研究了应用弹塑性有限元法指导加固设计的方法及其理论基础。讨论了弹塑性有限元计算中产生的不平衡力的性质,揭示了它和加固力、结构稳定性的密切关系。弹塑性有限元分析是迭代求解非线性方程的过程,实质上也是一个逐步消除不平衡力...
- 杨强刘福深翟明杰
- 关键词：弹塑性
- 文献传递
- h-型自适应有限元法分析中的大坝应力取值标准被引量：22
- 2005年
- 本文提出了基于自适应有限元法计算的应力取值标准,即给定一个全局误差限作为自适应有限元网格剖分的准则,以此网格计算所得的应力即为有限元应力取值,它适用于工程计算的Z2后验误差估计方法以及h 型自适应策略。作为算例,文中给出了一个典型的重力坝剖面线弹性自适应有限元计算。结果表明,给定一个全局误差限,网格剖分调整若干次后即可满足误差要求,不会出现因角缘应力集中而导致的剖分不收敛情况;对于不同的初始网格,给定一个全局误差限,可以得到应力水平相当的有限元应力取值;存在一个全局误差限,超过该值后,继续降低误差限,坝踵和坝趾的角缘应力趋于稳定值。
- 杨强吴浩周维垣
- 关键词：后验误差估计自适应有限元重力坝
- 基于二阶组构张量的各向异性屈服准则被引量：5
- 2005年
- 将四个屈服准则:Tresca准则、Mises准则、Mohr-Coulomb准则以及Drucker-Prager准则归类为剪切屈服准则。Tresca准则和Mohr-Coulomb准则是关于最不利截面的剪切屈服准则,而Mises准则和Drucker-Prager准则是关于各方向截面的剪应力和正应力的某种综合度量的八面体剪应力和八面体正应力的剪切屈服准则。从方向函数(ODF)的概念入手,将各方向截面的剪应力和正应力综合度量直接取为所有方向截面上的剪应力和正应力的平均。对各向同性材料,提出了平均剪切屈服度准则:当平均剪应力和平均正应力的组合达到某一极限值时,材料开始屈服。研究表明,平均剪切屈服准则与Drucker-Prager准则具有相同的形式,当不考虑平均正应力对屈服的影响时,它与Mises准则具有相同的形式。针对由各向异性损伤导致的材料各向异性强度问题,定义截面上的有效正应力和有效剪应力则分别为截面上的法向力和切向力与有效承载面积之比,基于截面上的有效应力提出了各向异性材料的平均剪切屈服准则。各向异性损伤引起的截面上有效应力放大系数为方向函数,可以采用二阶组构张量来近似表示,在任意坐标系中,各向异性屈服准则为应力分量的二次齐次式,导出了其中的系数与二阶组构张量之间的显式关系式。在二阶组构张量的主轴坐标系内,各向异性屈服准则与殷有泉的拓展Hill准则形式完全相同,当不考虑正应力对屈服的影响时,它与Hill准则具有相同的形式。
- 杨强陈新周维垣
- 关键词：各向异性屈服准则
- 基于直接内力法的拱坝建基面等效应力分析被引量：7
- 2006年
- 本文提出适合分析拱坝建基面等效正应力的直接内力法。在目前有限元的水平上,该方法可以相对准确地计算建基面上的应力。该方法通过有限元计算的应力结果计算建基面上结点的内力,将建基面沿高程依次分成若干段曲面,对每段曲面均采用等效矩形进行近似,分别求解各等效矩形截面的内力。根据材料力学公式可以计算建基面上任意点的线性化等效正应力。工程实例分析说明了该方法的合理性和正确性。
- 杨强刘福深周维垣
- 关键词：水工结构
- 岩体变形加固理论及非平衡态弹塑性力学被引量：45
- 2005年
- 完善了基于不平衡力的变形加固理论,建立起严格的理论基础。指出对于给定的外荷载,结构的工作区域可能是弹性区、稳定弹塑性区或非稳定弹塑性区,结构在非稳定弹塑性区需要加固力维持稳定。经典弹塑性理论只适用于弹性区和稳定弹塑性区,变形加固理论的理论基础是非平衡态弹塑性力学,它是经典弹塑性理论的增量延拓,适用于非稳定弹塑性区。结构在非稳定弹塑性区服从最小塑性余能原理,该原理要求在给定外荷载的情况下,结构自承力最大化而加固力最小化,该理论为新奥法施工技术提供了严格的理论依据。指出潘家铮最大最小原理就是最小塑性余能原理在结构极限状态的特例和推论。最后给出了变形加固理论在溪洛渡高拱坝建基面优化设计上的应用。
- 杨强薛利军王仁坤赵文光
- 关键词：岩石力学弹塑性最小余能原理
- 水利工程中的大规模数值计算
- 在水利工程中,施工过程的模拟、动力的时域分析和开裂计算等,都对大规模并行计算提出了迫切的需求。传统的有限元并行计算主要是方程组求解并行和区域分解方法。然而,这两种方法在规模很大的三维问题中,都会遇到难以解决的问题。水利工...
- 刘耀儒周维垣黄岩松杨强
- 关键词：并行计算三维有限元水利工程拱坝地下洞室
- 文献传递
- 基于并行改进遗传算法的拱坝位移反分析被引量：10
- 2006年
- 引入小生境技术和自适应杂交变异概率方法,基于并行有限元程序,给出了适合推求拱坝和地质力学参数的位移反分析并行遗传算法,并编制了相应的程序,利用地质力学模型试验数据,对溪洛渡拱坝进行了位移反分析,得到了和试验相一致的坝体混凝土和地基岩体的力学参数。结果表明,该算法可以有效解决简单遗传算法的早熟收敛问题,收敛效率得到明显提高。当采用16个CPU进行并行计算时,可以达到42%的计算效率,表明该算法适用于拱坝这样复杂的三维结构的位移反分析,可以大大减少拱坝位移反分析的时间。
- 刘耀儒杨强刘福深周维垣
- 关键词：拱坝反分析遗传算法小生境自适应概率
- 评价高边坡断层的直接约束方法被引量：6
- 2005年
- 为正确评价断层对于岩石高边坡安全稳定性的影响,采用接触力学的求解方法——直接约束法模拟断层的滑移和脱开等不连续行为。重点分析了岩体中断层不同的接触性状(如考虑断层与岩体的滑移脱开)。应用弹塑性有限元方法对彭水水电站船闸高边坡分步开挖过程进行了数值仿真分析。通过不模拟滑移脱开与模拟滑移脱开的对比研究,模拟滑移脱开后断层的变形和塑性区显著增大,在断层处变形较大以致于有滑坡的可能。该项研究在岩石高边坡稳定分析中具有重要的意义。
- 杜丽惠刘先行刘宁
- 关键词：水利枢纽断层
- 三维有限元并行EBE方法被引量：7
- 2006年
- 采用Jacobi预处理,推导了基于EBE方法的预处理共轭梯度算法,给出了有限元EBE方法在分布存储并行机上的计算过程,可以实现整个三维有限元计算过程的并行化。编制了三维有限元求解的PFEM(ParallelFiniteElementMethod)程序,并在网络机群系统上实现。采用矩形截面悬臂梁的算例,对PFEM程序进行了数值测试,对串行计算和并行计算的效率进行了分析,最后将PFEM程序应用于二滩拱坝-地基系统的三维有限元数值计算中。结果表明,三维有限元EBE算法在求解过程中不需要集成整体刚度矩阵,有效地减少了对内存的需求,具有很好的并行性,可以有效地进行三维复杂结构的大规模数值分析。
- 刘耀儒周维垣杨强
- 关键词：并行计算拱坝
