地下洞室群面向对象有限元方法的探讨

doi:10.3969/j.issn.1001-5485.2015.07.015

长江科学院院报 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (7): 82-88.DOI: 10.3969/j.issn.1001-5485.2015.07.015

地下洞室群面向对象有限元方法的探讨

周永强^{a, b}, 盛谦^{a, b}, 付晓东^{a, b}, 刘晓敏^{a, b}

中国科学院 a.武汉岩土力学研究所;b.岩土力学与工程国家重点实验室, 武汉 430071

收稿日期:2013-12-17 出版日期:2015-07-01 发布日期:2015-07-07
作者简介:周永强(1990-),男,江西南昌人,博士,主要从事岩土工程领域的科研工作,(电话)13554656059(电子信箱)852538607@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目集成项目(91215301)

Discussion on the Application of Object-Oriented FEM to Underground Caverns

ZHOU Yong-qiang^1,2, SHENG Qian^1,2, FU Xiao-dong^1,2, LIU Xiao-min^1,2

1. Institute of Rock and Soil Mechanics,Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071,China;
2.State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering,Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China

Received:2013-12-17 Published:2015-07-01 Online:2015-07-07

摘要/Abstract

摘要： 以单元为代表类简单介绍了地下洞室群面向对象有限元程序。利用自编的面向对象有限元程序实现了开挖模拟,并分析某地下厂房的分步开挖变形问题,其结果与Phase2软件计算结果基本一致;实现了面向对象有限元处理动力响应的人工边界输入问题,验证了其正确性,并对该地下厂房的动力响应规律进行了探讨。结果表明:监测点响应存在一定的滞后性,且峰值的放大系数比无洞室作用下的理论解要大;在此基础上,分析了不同方法下的阻尼系数对地下洞室群动力响应的影响;验证了面向对象有限元方法应用在地下洞室群中的可行性和适用性。研究成果为进一步研究动态弹塑性情况奠定了基础。

关键词: 地下洞室群, 面向对象, 有限元程序, 人工边界, 阻尼

Abstract: Object-oriented FEM program of underground caverns is briefly introduced with class element as representative. A program code written in VC + + is presented to simulate the stepped excavation of an underground powerhouse and to analyse the deformation. The result is consistent with that of Phase2 software. The seismic input in dealing with dynamic response is implemented through artificial boundary by using object-oriented FEM. Furthermore, the law of dynamic response of the underground powerhouse is analysed and the result shows that the response of monitoring points lags behind and the amplification factor of peak is larger than theoretical solution in the absence of cavern under the same action. On this basis, the influence of damping coefficient on the dynamic response of underground caverns by different methods is researched. The feasibility and applicability of object-oriented FEM in underground caverns are validated. The research result lays a foundation for further study on elastic-plastic behavior under dynamic load.

Key words: underground caverns, object-oriented, FEM, artificial boundary, damping

中图分类号:

TV554

周永强, 盛谦, 付晓东, 刘晓敏. 地下洞室群面向对象有限元方法的探讨[J]. 长江科学院院报, 2015, 32(7): 82-88.

ZHOU Yong-qiang, SHENG Qian, FU Xiao-dong, LIU Xiao-min. Discussion on the Application of Object-Oriented FEM to Underground Caverns[J]. JOURNAL OF YANGTZE RIVER SCIENTIFIC RESEARCH INSTI, 2015, 32(7): 82-88.

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Discussion on the Application of Object-Oriented FEM to Underground Caverns

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