多體有限元方法及其在非連續(xù)變形分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、地下洞室群和邊坡等巖體可能被斷層等不良地質(zhì)構(gòu)造切割成塊體，目前解決這一問題的有效方法之一是石根華教授提出的DDA方法。本文系統(tǒng)地研究了DDA方法的基本理論，發(fā)現(xiàn)其中存在兩點(diǎn)不足：①塊體的彈性變形采用等應(yīng)變假設(shè)；②接觸問題的處理采用虛擬彈簧，導(dǎo)致塊體間可能相互嵌入。針對這兩個(gè)問題開展研究，主要工作有： (1)將有限單元法和多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基本理論相結(jié)合，對每一彈性塊體，用有限單元法計(jì)算塊體的相對變形，塊體與塊體間通過接觸力相互聯(lián)系，

2、系統(tǒng)的未知量為塊體內(nèi)部的位移和接觸面的接觸力以及塊體的整體移動(dòng)，通過接觸面的位移協(xié)調(diào)條件和塊體的整體平衡方程控制。形成一套完整的解決非連續(xù)變形分析的多體系統(tǒng)有限元方法； (2)在對接觸問題作了一系列的假定基礎(chǔ)上，給出了接觸問題的接觸判定條件。從力法基本理論出發(fā)，由接觸面上的位移協(xié)調(diào)條件和接觸體內(nèi)部的有限元方程，推導(dǎo)出了多體有限元方法的算式，對剛體位移問題給出了相應(yīng)的處理方法。用FORTRAN語言編制了多體有限元程序，分析了兩個(gè)典