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三峡永久船闸高边坡开挖变形的离散元法分析

作　者: 陈亮
导　师: 刘汉龙；刘军
学　校: 河海大学
专　业: 岩土工程
关键词: 高边坡离散单元法网格实体模型变形数值模拟
分类号: U641.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

由于岩体中的结构面主导着岩石边坡的破坏机理，因此基于连续性理论的分析方法在分析岩石边坡的变形特征具有相当的局限性。而基于非连续介质力学的离散单元法因为不仅能够很好地表征岩土体材料的非均匀性和各向异性，而且能很好地模拟碎块的形成及运动。本文重点是以颗粒元为基础，建立离散元框架内的网格实体模型，并自行开发数值计算软件，结合典型工程背景进行岩石高边坡变形的研究和探索。本文主要进行了如下工作： (1)以颗粒元的离散单元法为基础，提出离散元框架内的网格实体模型。网格实体模型是指用颗粒单元将研究对象离散化，用接触发现算法确定每个颗粒单元的邻居单元，并在所有相邻单元间施加“梁”，这样在整个介质中就形成了一个“梁”的网络。通过所建立的强度准则，判别“梁”是否存在，利用矩阵位移法求解“梁”的受力，用离散单元法描述颗粒运动。 (2)采用C语言开发了基于离散元框架的网格实体模型程序DEM_LSM2D。计算软件的前、后处理模块由C调用OpenGL函数库实现。软件主界面和功能扩展模块(图片浏览器和批处理运算控制器)由VB6.0开发完成。 (3)应用DEM_LSM2D模拟三峡永久船闸高边坡的变形。在卸荷开挖条件下计算船闸高边坡的水平向和竖向的变形量。监测数据与模拟位移结果的对比表明该方法对卸荷条件下岩体的变形规律模拟是非常有效的。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-14
  第一节引言  8
  第二节边坡变形特征的研究现状  8-10
  第三节离散单元法的研究现状  10-11
  第四节主要存在的问题  11-12
  第五节研究思路及主要研究内容  12-14
第二章基于离散单元法的网格实体模型  14-30
  第一节引言  14
  第二节基本方程  14-18
  第三节阻尼  18-20
  第四节接触发现算法  20-25
  第五节网格实体模型  25-28
  第六节本章小结  28-30
第三章 DEM_LSM2D离散元计算软件的程序实现  30-48
  第一节引言  30
  第二节开发工具选择  30-31
  第三节软件的功能描述与组织设计  31-34
  第四节软件的计算以及前、后处理模块  34-39
  第五节软件的扩展功能模块  39-45
  第六节本章小结  45-48
第四章三峡永久船闸高边坡开挖变形的离散元法分析  48-68
  第一节引言  48
  第二节 20-20断面的基本情况  48-49
  第三节计算模型及计算数据  49-56
  第四节计算结果及分析研究  56-67
  第五节本章小结  67-68
第五章结论与展望  68-70
  第一节结论  68
  第二节展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-76
附录A  76-78
附录B  78-80

三峡永久船闸高边坡开挖变形的离散元法分析

内容摘要

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