露天矿最终边坡角的快速拉格朗日有限差分法研究 被引量：10

1

作者 李俊平 程贤根 +1 位作者 李鹏伟 张浩 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期77-82,共6页

某露天钼矿,矿体为石英粗面岩,下盘为流纹岩,上盘为粗面凝灰岩。原设计坑底标高为630 m,最终边坡角上盘实际取48°,下盘取50°。二期设计坑底标高为500 m。为了探索露天坑底延伸后的最终边坡角,分别应用ANSYS和快速拉格朗日有... 某露天钼矿,矿体为石英粗面岩,下盘为流纹岩,上盘为粗面凝灰岩。原设计坑底标高为630 m,最终边坡角上盘实际取48°,下盘取50°。二期设计坑底标高为500 m。为了探索露天坑底延伸后的最终边坡角,分别应用ANSYS和快速拉格朗日有限差分法（FLAC-3D）,研究矮台阶和高台阶开采的边坡稳定性及局部边坡加固方法。结果表明：应用ANSYS软件在D-P准则下研究最终边坡角及边坡稳定性是不合适的;由FLAC-3D得出经济合理的最终边坡角为48°~50°。为确保边坡的长期稳定,应用长8 m的锚索加固局部台阶,可减小其潜在的受拉区中的拉应力值;按一根锚索承担的台阶潜在的受拉区的岩体自重施加锚固力是合理的;若高台阶坡面角不变,边坡稳定性略有恶化;降低高台阶坡面角可加大边坡的稳定性。在莫尔-库伦准则下FLAC-3D适合搜索岩质边坡的潜在受拉区,据此确定最终边坡角技术可行、经济合理、简便适用。用该方法研究最终边坡角,克服了极限平衡法必须事先假定滑动面的弱点。 展开更多

关键词 安全工程 矿山安全 露天开采 边坡稳定性 最终边坡角 快速拉格朗日有限差分法 锚索加固

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串并行显式拉格朗日有限差分法研究及实现 被引量：8

2

作者 戴荣 李仲奎 刘辉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1591-1597,共7页

显式拉格朗日有限差分法作为一种新的数值分析方法,近年来在岩土和水利工程中得到普遍的认同和广泛的应用,然而关于该算法的具体实现及进一步研究的文献较为鲜见。虽然计算机硬件发展速度很快,但当前超大规模岩土及水利工程的高仿真度... 显式拉格朗日有限差分法作为一种新的数值分析方法,近年来在岩土和水利工程中得到普遍的认同和广泛的应用,然而关于该算法的具体实现及进一步研究的文献较为鲜见。虽然计算机硬件发展速度很快,但当前超大规模岩土及水利工程的高仿真度计算和实时快速反馈分析的要求,对常规串行数值分析技术提出挑战。因而,基于网络信息传输技术的并行算法研究得到人们的广泛关注。迄今为止,对于并行有限元或并行边界元的研究已经取得一些成果,但关于并行显式拉格朗日有限差分法的研究则鲜见报导。首先,在对该算法进行深入研究的基础上,编写串行程序。然后,进一步对该算法的可并行性、数据分配、通信模式和计算次序进行研究,采用区域分解法、主从模式和非阻塞通信设计并行显式拉格朗日有限差分法,并用C语言和MPI(消息传递接口)在机群上予以实现。圆形隧洞和条形基础的算例证明,串并行算法的实现是正确的。对并行程序在深超–21C机群上的进一步测试表明,在单元数为921600,计算节点数为32的情况下,仍能获得0.8以上的并行效率,算法的可扩放性较好,对串并行显式拉格朗日有限差分法的研究使之可应用于岩土和水利工程的大规模数值计算。 展开更多

关键词 数值分析 串并行 显式拉格朗日有限差分法 区域分解法

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快速拉格朗日法及其在高边坡加固处理工程中的应用

3

作者 丁玉琴 覃仁辉 《西部探矿工程》 CAS 2005年第8期46-49,共4页

快速拉格朗日分析是基于显式有限差分分析方法的数值分析方法,它可以模拟岩土或其它材料的力学行为,尤其适合材料的弹塑性、大变形分析。在简要介绍这种方法的基础上,以某水电站高边坡开挖加固处理为例说明了其在高边坡的应用,并对该加... 快速拉格朗日分析是基于显式有限差分分析方法的数值分析方法,它可以模拟岩土或其它材料的力学行为,尤其适合材料的弹塑性、大变形分析。在简要介绍这种方法的基础上,以某水电站高边坡开挖加固处理为例说明了其在高边坡的应用,并对该加固处理方案的有效性和可行性进行了验证。 展开更多

关键词 快速拉格朗日分析 显式有限差分法 高边坡 数值模拟

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基于插值的全矢量有限差分法求解阶跃光波导本征模式 被引量：1

4

作者 陈方荣 刘书哲 何赛灵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期777-781,共5页

给出了一种适合求解阶跃折射率分布光波导本征模式的全矢量有限差分法 该方法充分考虑了电场分量在折射率分布跃变处的不连续性 ,在拉格朗日插值的基础上得到了一种精度较高的差分格式 为了验证其有效性 ,对一种典型结构、折射率阶跃... 给出了一种适合求解阶跃折射率分布光波导本征模式的全矢量有限差分法 该方法充分考虑了电场分量在折射率分布跃变处的不连续性 ,在拉格朗日插值的基础上得到了一种精度较高的差分格式 为了验证其有效性 ,对一种典型结构、折射率阶跃分布的波导作了计算 ,并与其它方法的结果作了比较 展开更多

关键词 拉格朗日插值 有限差分法 全矢量 阶跃折射率光波导 本征模式

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某山坡露天矿边坡稳定性的FLAC^(3D)研究 被引量：17

5

作者 李俊平 王红星 +1 位作者 庞静霄 程贤根 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期482-490,共9页

某山坡露天矿,原设计的最终边坡角约为46°。为了探索最终边坡角的合理性,应用快速拉格朗日有限差分法FLAC3D在摩尔-库伦准则下搜索该岩质山坡露天边坡的潜在受拉区,判定其稳定性。结果表明:经济合理的最终边坡角是50°38'... 某山坡露天矿,原设计的最终边坡角约为46°。为了探索最终边坡角的合理性,应用快速拉格朗日有限差分法FLAC3D在摩尔-库伦准则下搜索该岩质山坡露天边坡的潜在受拉区,判定其稳定性。结果表明:经济合理的最终边坡角是50°38';应用8 m长的锚索加固局部台阶可减小其潜在受拉区中的拉应力;并段将减小边坡的稳定性;爆破开挖时的同段最大装药量与爆距对边坡稳定性影响明显。该方法确定最终边坡角技术可行,它适用于研究岩质边坡的稳定性,克服了用极限平衡法研究边坡稳定性必须事先假定滑动面的弱点。 展开更多

关键词 安全工程 露天开采 边坡稳定性 最终边坡角 快速拉格朗日有限差分法 锚索加固

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长江漫滩低路堤基底浅层固化层工作性状数值分析 被引量：6

6

作者 张波 石名磊 白世伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期839-843,共5页

低路堤可以节约不可再生的土地资源,浅层固化处置是低路堤软基处理科学、经济的方法。采用现场孔隙水压力静力触探(CPTU)对长江河漫滩相典型非均质性天然沉积软土层进行原位试验。应用二维有限差分方法对平面应变条件路堤荷载作用下有... 低路堤可以节约不可再生的土地资源,浅层固化处置是低路堤软基处理科学、经济的方法。采用现场孔隙水压力静力触探(CPTU)对长江河漫滩相典型非均质性天然沉积软土层进行原位试验。应用二维有限差分方法对平面应变条件路堤荷载作用下有无浅层固化层的软土地基固结排水与沉降进行了仿真模拟,并应用三维有限差分方法对路面车辆重载作用下有无浅层固化层的路基及基底变形进行了三维数值仿真。结果表明:地基浅层固化层的设置改变了地基应力场的分布,通过应力扩散作用减小地基土体的附加应力,进而减小了地基土体的沉降量。基底固化层通过增强路基基底的刚度来增强路基的整体刚度,减小路基的变形,提高路基整体稳定性。 展开更多

关键词 CPTU 快速拉格朗日有限差分法 低路堤 浅层固化层

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预应力锚索抗滑桩支挡结构体系数值模拟研究 被引量：10

7

作者 苏美选 戴自航 林智勇 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2008年第3期50-53,共4页

为克服现行预应力锚索抗滑桩设计计算方法存在诸多问题,探讨了快速拉格朗日有限差分程序(FLAC),对预应力锚索抗滑桩支挡结构体系进行整体数值模拟方法。以较好的考虑抗滑桩、预应力锚索、滑坡体及锚固地层之间的相互作用、共同工作特性... 为克服现行预应力锚索抗滑桩设计计算方法存在诸多问题,探讨了快速拉格朗日有限差分程序(FLAC),对预应力锚索抗滑桩支挡结构体系进行整体数值模拟方法。以较好的考虑抗滑桩、预应力锚索、滑坡体及锚固地层之间的相互作用、共同工作特性,提高设计计算效率。工程实例数值模拟计算结果比较表明,该方法是可行的。不失为一种有效的新途径。可供有关设计部门参考。同时,数值模拟也揭示,与普通抗滑桩相比,预应力锚索抗滑桩受力更合理,可使桩的截面尺寸、桩的锚固深度及桩间距等的设计更加经济。 展开更多

关键词 预应力锚索 抗滑桩 快速拉格朗日有限差分法 数值模拟

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基于FLAC3D的强度折减法和点安全系数法对比 被引量：31

8

作者 郑文棠 《水利与建筑工程学报》 2010年第4期54-57,共4页

编制了强度折减fish命令流,推导了基于快速拉格朗日有限差分法的三种点安全系数计算公式,采用安全系数为1.0的ACADS边坡考题比较了强度折减法和点安全系数法在边坡失稳破坏判识及安全系数计算中的精度和可靠性,计算表明：Flac3D的solve ... 编制了强度折减fish命令流,推导了基于快速拉格朗日有限差分法的三种点安全系数计算公式,采用安全系数为1.0的ACADS边坡考题比较了强度折减法和点安全系数法在边坡失稳破坏判识及安全系数计算中的精度和可靠性,计算表明：Flac3D的solve fos强度折减模块计算的安全系数为0.99,编制的强度折减法fish命令流得到的安全系数精确到0.994,对应边坡表层控制监测点合位移增量与强度折减系数增量之比的急剧变化点、边坡剪应变增量贯通区、塑性区连通状态及迭代求解的不收敛性。强度储备法、最小距离法和线弹性公式计算的点安全系数分布规律一致,不仅能较好地揭示出边坡的失稳状态及滑面位置,同时可以反映边坡不同位置的安全系数。强度储备法公式和线弹性公式计算的连通性滑面安全系数为1.002,最小距离法公式计算的连通性滑面安全系数为1.0018。最小距离法公式更接近边坡考题的安全系数裁判值1.0。 展开更多

关键词 边坡稳定 快速拉格朗日有限差分法 强度折减法 点安全系数法

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盾构区间隧道衬砌结构的抗震计算 被引量：20

9

作者 林志 朱合华 +1 位作者 杨超 杨林德 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期607-611,616,共6页

在广泛总结分析国内外关于地下工程结构抗震设计文献的基础上 ,从多自由度体系的动力平衡微分方程出发 ,采用时程分析法 ,计算盾构区间隧道衬砌结构的地震反应 .详细论述了近几年来逐步成熟和完善的一种数值积分方法———连续介质快速... 在广泛总结分析国内外关于地下工程结构抗震设计文献的基础上 ,从多自由度体系的动力平衡微分方程出发 ,采用时程分析法 ,计算盾构区间隧道衬砌结构的地震反应 .详细论述了近几年来逐步成熟和完善的一种数值积分方法———连续介质快速拉格朗日差分法 .讨论了土体材料的动力特性 .建立了盾构区间隧道抗震设计方法 ,并将其运用到广州地铁二号线赤岗—客村区间隧道的抗震设计中 . 展开更多

关键词 盾构 隧道 抗震设计 时域分析法 快速拉格朗日差分法 Davidenkov模型ov模型

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3-DFLAC在公路隧道风机洞室稳定性分析中的应用 被引量：11

10

作者 邱祥波 杨冬梅 +1 位作者 徐帮树 李术才 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期751-754,共4页

某大型公路隧道中的通风洞室结构复杂,洞室断面跨度较大、间距较小,因此,设计与施工过程的安全性与稳定性是工程难点,有必要采取有效的数值计算方法和计算模型,对洞室群进行详细的数值模拟分析。稳定性分析采用了目前较先进的三维快速... 某大型公路隧道中的通风洞室结构复杂,洞室断面跨度较大、间距较小,因此,设计与施工过程的安全性与稳定性是工程难点,有必要采取有效的数值计算方法和计算模型,对洞室群进行详细的数值模拟分析。稳定性分析采用了目前较先进的三维快速拉格朗日分析(FLAC-3D)方法,该方法采用三维显式有限差分法程序,可较好地模拟岩土的三维力学行为。 展开更多

关键词 稳定性 三维快速拉格朗日分析 有限差分法

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爆炸荷载作用下岩体振动特性的DE-FLAC^(3D)数值模拟方法 被引量：13

11

作者 苏国韶 张小飞 +1 位作者 符兴义 陈光强 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期471-474,共4页

针对岩体爆炸数值模拟中爆炸荷载参数与岩体振动阻尼参数等计算参数难以确定的问题,将具有收敛速度快、易于实现和全局寻优能力强等优点的差分进化算法(differential evolution,DE)算法融入三维快速拉格朗日差分法(FLAC3D)岩土工程数值... 针对岩体爆炸数值模拟中爆炸荷载参数与岩体振动阻尼参数等计算参数难以确定的问题,将具有收敛速度快、易于实现和全局寻优能力强等优点的差分进化算法(differential evolution,DE)算法融入三维快速拉格朗日差分法(FLAC3D)岩土工程数值计算程序,提出了爆炸荷载作用下岩体振动特性的DE-FLAC3D数值模拟方法.该方法从爆炸荷载参数和岩体振动阻尼参数的随机值出发,以岩体质点振动速度随时间变化过程的数值计算值与现场实测值的误差作为适应度,利用DE算法规则实现爆炸荷载参数和岩体振动阻尼参数耦合模式的合理进化,进而实现计算参数的快速自适应辨识.龙滩水电站地下厂房爆炸开挖振动试验数值模拟研究结果表明,该方法是可行的,显著提高了岩体爆炸效应数值模拟结果的精度. 展开更多

关键词 爆炸荷载 岩体振动 数值模拟 差分进化算法 三维快速拉格朗日差分法(FLAC3D)

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FLAC^(3D)在土坝劈裂灌浆防渗稳定性分析中的应用 被引量：12

12

作者 武科 马秀媛 赵青 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期484-487,共4页

采用劈裂灌浆防渗加固技术来改进坝体的稳定性,是堤坝加固领域的一种非常有效的加固方法。根据广东某水库的实际情况,采用三维快速拉格郎日分析(FLAC3D)方法对坝体灌浆前后的稳定性进行了数值模拟分析。通过模拟分析可知,三维快速拉格... 采用劈裂灌浆防渗加固技术来改进坝体的稳定性,是堤坝加固领域的一种非常有效的加固方法。根据广东某水库的实际情况,采用三维快速拉格郎日分析(FLAC3D)方法对坝体灌浆前后的稳定性进行了数值模拟分析。通过模拟分析可知,三维快速拉格朗日分析方法可以较好地模拟劈裂灌浆过程中土体材料的弹塑性力学行为和施工过程,且分析结果与实际观测结果吻合。 展开更多

关键词 劈裂灌浆 有限差分法 三维快速拉格朗日分析

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程潮铁矿东主井区地表变形特征和机制分析 被引量：5

13

作者 邓洋洋 陈从新 +2 位作者 夏开宗 付华 张海娜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期455-461,共7页

以地表变形监测成果为基础,结合数值计算分析,再现了程潮铁矿东主井区地表的变形过程,分析得到了井区地表的变形特征和变形机制。研究结果表明,当地下采空区和地表塌坑形成一定规模后,在矿区不同方向水平构造应力的释放和挤压作用下,被... 以地表变形监测成果为基础,结合数值计算分析,再现了程潮铁矿东主井区地表的变形过程,分析得到了井区地表的变形特征和变形机制。研究结果表明,当地下采空区和地表塌坑形成一定规模后,在矿区不同方向水平构造应力的释放和挤压作用下,被地质结构剖分为柱状结构的围岩向塌坑方向产生倾倒,引起了井区地表变形;地表变形主要以水平移动为主,垂直位移很小,但是随着柱状结构岩体不断倾斜,地表垂直位移与水平位移的比值也不断增大,并在地表形成漏斗形变形曲线。 展开更多

关键词 地表变形 快速拉格朗日差分法 地下开采 变形监测

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毕机沟矿区露天开采的边坡稳定性及最终边坡角研究 被引量：7

14

作者 王天雄 陈平 《金属矿山》 CAS 北大核心 2016年第8期142-147,共6页

毕机沟露天境界最终边坡高度达到510 m,其中山坡和凹陷露天各占一半。8~15线边坡形态复杂。为了确定经济合理的最终边坡角,应用FLAC^(3D)研究了几个典型剖面的边坡稳定性,分别确定了各部分边坡的山坡、凹陷最终边坡角及台阶构成参数,并... 毕机沟露天境界最终边坡高度达到510 m,其中山坡和凹陷露天各占一半。8~15线边坡形态复杂。为了确定经济合理的最终边坡角,应用FLAC^(3D)研究了几个典型剖面的边坡稳定性,分别确定了各部分边坡的山坡、凹陷最终边坡角及台阶构成参数,并提出了各部分局部加固的参数。该方法适合研究岩质边坡的稳定性,易于技术可行、经济合理、简便实用地确定最终边坡角。 展开更多

关键词 露天开采 边坡稳定性 最终边坡角 快速拉格朗日有限差分法 锚索加固

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台阶坡面角取值规律的数值模拟 被引量：1

15

作者 刘发红 李俊平 《世界有色金属》 2015年第11期45-48,共4页

台阶坡面角的大小,直接影响露天最终的边坡稳定性。应用关键词＂台阶坡面角＂和＂边坡稳定性＂,检索了中国知网1978~2015年发表的25篇相关论文,还未见台阶坡面角取值规律的专门研究。以洋县钒钛磁铁矿毕机沟露天采场为例,应用FLAC-3D专... 台阶坡面角的大小,直接影响露天最终的边坡稳定性。应用关键词＂台阶坡面角＂和＂边坡稳定性＂,检索了中国知网1978~2015年发表的25篇相关论文,还未见台阶坡面角取值规律的专门研究。以洋县钒钛磁铁矿毕机沟露天采场为例,应用FLAC-3D专门研究了台阶坡面角的取值规律。研究发现：无论最终边坡角多小,台阶坡面角过大也会导致边坡整体失稳;台阶坡面角的合理取值范围与露天采深、边坡凹凸有关。 展开更多

关键词 露天开采 边坡稳定性 台阶坡面角 快速拉格朗日有限差分法

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雪峰山公路隧道风机洞室围岩稳定性研究 被引量：3

16

作者 郭小红 朱光仪 +2 位作者 陈卫忠 邱祥波 李术才 《中南公路工程》 2006年第1期66-70,共5页

雪峰山公路隧道中的通风洞室结构复杂,洞室断面跨度较大、间距较小,因此,设计与施工过程的围岩安全性与稳定性是工程设计施工的关键,有必要采取有效的数值计算方法和计算模型,对洞室群进行详细的数值模拟分析。在地应力反演结果的基础上... 雪峰山公路隧道中的通风洞室结构复杂,洞室断面跨度较大、间距较小,因此,设计与施工过程的围岩安全性与稳定性是工程设计施工的关键,有必要采取有效的数值计算方法和计算模型,对洞室群进行详细的数值模拟分析。在地应力反演结果的基础上,应用国际通用程序三维快速拉格朗日分析(FLAC—3D)对风机洞室在不同围岩力学参数下的力学行为进行数值模拟,得到了洞室围岩的应力、位移和破损区的分布规律,研究成果对工程具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 稳定性 三维快速拉格朗日分析 有限差分法

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流动与传热数值计算中任意网格基架点下导数差分通式研究

17

作者 宇波 苏越 +3 位作者 孙树瑜 焦开拓 陈宇杰 李敬法 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2012-2018,共7页

在流动与传热数值计算中,导数离散一般是通过泰勒公式展开后应用待定系数法求解代数方程组得到。对于复杂网格基架,推导过程比较繁琐。为了解决这一问题,本文通过观察多组网格基架下节点上一二阶导数及截差的表达式,首先对通式形式进行... 在流动与传热数值计算中,导数离散一般是通过泰勒公式展开后应用待定系数法求解代数方程组得到。对于复杂网格基架,推导过程比较繁琐。为了解决这一问题,本文通过观察多组网格基架下节点上一二阶导数及截差的表达式,首先对通式形式进行了猜想,之后对节点上的导数及截差的通式给出了证明。对于任意网格基架下界面上一阶导数及截差的表达式,通过对拉格朗日插值求导化简得到。相比于传统方法,导数的差分通式的优点包括:1)避免了方程组的人工求解,节约计算时间;2)容易得到高精度的差分表达式;3)易于编制通用程序,基架点变化后无需对方程进行重新离散。本文推导的导数及截差的差分通式对于快速获取高精度的导数差分表达式具有一定的意义。 展开更多

关键词 有限容积法 有限差分法 拉格朗日插值 导数差分表达式

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考虑渗流场作用下的隧道开挖分析 被引量：2

18

作者 赵二项 高江涛 《岩土工程技术》 2009年第5期232-236,共5页

由于隧道的开挖,破坏了初始地应力场与渗流场。以圆形隧道为例,采用有限差分程序计算考虑渗流场作用时,隧道开挖后洞室周围应力场、孔隙水压力、位移场的分布情况,并对比计算了是否考虑渗流效应时位移场的差异,以及不同水位导致的位移... 由于隧道的开挖,破坏了初始地应力场与渗流场。以圆形隧道为例,采用有限差分程序计算考虑渗流场作用时,隧道开挖后洞室周围应力场、孔隙水压力、位移场的分布情况,并对比计算了是否考虑渗流效应时位移场的差异,以及不同水位导致的位移场的不同分布状态。提出了相应的隧道防排水、设计与施工相关建议。 展开更多

关键词 渗流场 流固耦合 有限差分法 隧道 快速拉格朗日分析方法

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深基坑工程复合土钉支护的数值模拟与工程应用

19

作者 林向棋 《福建建设科技》 2006年第3期25-26,共2页

本文运用连续介质显式拉格朗日有限差分法对深基坑复合土钉支护进行了数值模拟,分析土体变形和应力情况,为设计提供依据。

关键词 深基坑 土钉 连续介质显式拉格朗日有限差分法

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大直径超长桩竖向承载性状的数值模拟

20

作者 陈永发 《福建建设科技》 2021年第2期25-27,共3页

大直径超长桩的荷载传递机理、变形规律复杂,对其承载性状进行深入研究具有理论及实际意义。本文依托某大直径超长桩实际工程,将实例中多层地基土层简化为较好持力层及其上覆土层两层,利用快速拉格朗日有限差分软件FLAC3D,对大直径超长... 大直径超长桩的荷载传递机理、变形规律复杂,对其承载性状进行深入研究具有理论及实际意义。本文依托某大直径超长桩实际工程,将实例中多层地基土层简化为较好持力层及其上覆土层两层,利用快速拉格朗日有限差分软件FLAC3D,对大直径超长桩进入持力层与否两种工况的承载性状分别进行了模拟分析比较,获得了桩基竖向荷载-沉降曲线,计算结果与实测结果吻合良好。研究结果对大直径超长桩的合理设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 大直径超长桩 竖向承载 快速拉格朗日有限差分 数值分析 持力层

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