基于SPH-FEM耦合方法的开挖面稳定性多尺度分析 |
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引用本文: | 华振,肖健华,黄明峰,熊昊.基于SPH-FEM耦合方法的开挖面稳定性多尺度分析[J].公路,2024(1):392-399. |
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作者姓名: | 华振 肖健华 黄明峰 熊昊 |
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作者单位: | 1. 中交一公局厦门工程有限公司;2. 深圳大学土木与交通工程学院;3. 深圳大学滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室;4. 深圳大学深圳市地铁地下车站绿色高效智能建造重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金青年基金项目,项目编号51808051; |
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摘 要: | 运用光滑粒子流体力学(SPH)模拟土体在开挖扰动下的大变形破坏过程,通过有限元(FEM)模拟非大变形土体与隧道结构,运用多尺度方法来探究开挖面稳定性问题。两种方法所建立的土体区域皆运用相同的三维摩尔-库伦本构模型进行高斯积分点上的求解,以确保一致性。通过与开挖面稳定性模型试验的标定,验证了该方法的可行性。以此为基础,运用控制变量法进行一系列参数分析,探究了土体受到开挖扰动时的竖向位移、竖向应力的变化规律及对应位移场、应力场和等效塑性应变场的变化规律。最后,研究了等沉降面的发展情况,证明了这种多尺度方法的可信度。对于开挖面稳定性方面的研究,这种耦合方法可以较好地反映土体的变形规律和破坏机制,为研究开挖面稳定性提供了一种有效的计算工具。
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关 键 词: | 隧道工程 开挖面稳定分析 FEM-SPH耦合算法 多尺度方法 大变形计算 开挖面稳定性 |
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