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土体流变性土体流变问题的求解

2022/07/16255 作者:佚名
导读:在土体流变研究中,考虑时间因素后,流变问题应力-应变-时间关系的求解比一般的弹塑性问题应力-应变关系的求解更加复杂,流变问题计算方法有待于进一步提高。土体流变问题的解包括解析解和数值解。 土体流变性解析解 解析解的方法是运用对应性原理,采用积分变换技术,具体的做法是先求得弹性解,然后进行拉普拉斯变换,其中,弹性常数必须用粘弹性本构关系经过拉普拉斯变换得到的粘弹性常数代替,从而得到拉普拉斯变换后的粘

在土体流变研究中,考虑时间因素后,流变问题应力-应变-时间关系的求解比一般的弹塑性问题应力-应变关系的求解更加复杂,流变问题计算方法有待于进一步提高。土体流变问题的解包括解析解和数值解。

土体流变性解析解

解析解的方法是运用对应性原理,采用积分变换技术,具体的做法是先求得弹性解,然后进行拉普拉斯变换,其中,弹性常数必须用粘弹性本构关系经过拉普拉斯变换得到的粘弹性常数代替,从而得到拉普拉斯变换后的粘弹性解,再通过拉普拉斯逆变换得到最终的粘弹性解。解析解是精确解,它是基于对代数、微积分等数学原理的应用。由于只有一些简单和特殊的函数才能找到拉普拉斯逆变换的解析解,许多问题虽然能得到拉普拉斯变换后的粘弹性解,却无法得到逆变换的解析解,另外,土流变问题一般比较复杂,因此真正能得到解析解的很少。

土体流变性数值解

随着电子计算技术的高速发展,流变问题数值求解方法发展起来。土体流变问题数值解的采用和发展,给土体流变研究的实际应用带来了生机。数值解采用的基本方法主要有时步粘性初应变法,把粘性应变作为初应变,计算每一时步粘性初应变所引起的粘性附加荷载,加入到该时步的平衡方程中加以修正并求解,逐步进行,最终得到土流变问题的解。至于土非线性流变问题,更是只能用数值解法,一般是采用时步增量非线性迭代法,对每一个荷载增量,通过不断的迭代,用一系列的线性流变来逼近非线性流变,把非线性流变问题简化为线性流变问题进行求解。土流变问题的数值解所运用的技术主要有有限元法、有限差分法、边界元法、离散元法、无限元法、流形元法等。

岩土工程数值计算方法的迅速发展,给复杂岩土工程问题提供了更充分的的设计依据。数值模拟技术不仅对现场原型试验、模型试验起到替代和补充作用,而且还给室内试验与实际工程之间架起了桥梁,在岩土工程非线性实验中显示出极大的优势。

然而,岩土的非连续、非均质、各向异性、天然初始地应力及复杂边界条件等使得计算中采用的流变本构关系很难准确把握,并且岩土体的物理力学参数的准确确定也成为问题求解的瓶颈。 2100433B

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