Tính toán tải trọng sập trong cơ học địa chất bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Archive of Applied Mechanics - Tập 59 - Trang 237-244 - 1989
D. V. Griffiths1
1Simon Engineering Laboratories, University of Manchester, Manchester, UK

Tóm tắt

Sự quan tâm gần đây đến hiện tượng phân nhánh và định vị trong cơ học địa chất đã dẫn đến việc xem xét lại các tính toán sập truyền thống bằng cách sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn. Bài báo này xem xét một số khía cạnh quan trọng của các tính toán loại này từ góc độ thực tiễn. Các ví dụ về dự đoán sập trong các ứng dụng về khả năng chịu tải và ổn định độ dốc với hiện tượng tăng độ dẻo đã được trình bày. Có thể mô hình hóa các vùng định vị biến dạng cắt mà không cần bất kỳ yếu tố giả tạo nào như các phần tử yếu hoặc các trường dịch chuyển được áp dụng.

Từ khóa

#cơ học địa chất #phương pháp phần tử hữu hạn #tải trọng sập #khả năng chịu tải #ổn định độ dốc #biến dạng cắt

Tài liệu tham khảo

Zienkiewicz, O. C.; Valliappan, S.; King, I. P.: Elasto-plastic solution of engineering problems: Initial stress finite element approach. Int. J. Numer. Methods Eng. 1 (1969) 75–100 Zienkiewicz, O. C.; Humpheson, C.; Lewis, R. W.: Associated and non-associated plasticity and viscoplasticity in soil mechanics. Geotechnique 25 (1975) 671–689 Zienkiewicz, O. C.; Norris, V. A.; Winnicki, L. A.; Naylor, D. J.; Lewis, R. W.: A unified approach to the soil mechanics of offshore foundations. In: Zienkiewicz, O. C.; Lewis, R. W.; Stagg, K. G. (eds.) Numerical methods in offshore engineering, pp. 361–412. Chichester, New York: John Wiley and Son Smith, I. M.: Numerical analysis of plasticity in soils. In: Palmer, A. C. (ed.) Symp. on plasticity and soil mechanics, Cambridge University, pp. 279–289. Cambridge: Cambridge Instant Print 1973 Smith, I. M.; Hobbs, R.: Finite element analysis of centrifuged and built-up slopes. Geotechnique 24 (1974) 531–559 Griffiths, D. V.: Finite element analyses of walls footings and slopes. In: Randolph, M. F. (ed.) Symp. on computer applications to geotechnical problems in highway engineering. Cambridge, UK, pp. 122–146. Cambridge: P. M. Geotechnical Analysts Ltd. 1980 Griffiths, D. V.: Elasto-plastic analyses of deep foundations in cohesive soils. Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech. 6 (1982) 211–218 Griffiths, D. V.: Computation of bearing capacity factors using finite elements. Geotechnique 32 (1982) 195–202 Griffiths, D. V.: Computation of strain softening behaviour. In: Desai, C. S.; Saxena, S. K. (eds.) Symp. on implementation of computer procedures and stress-strain laws in geotechnical engineering, pp. 591–603. Durham, North Carolina: Acorn Press 1981 Prevost, J. H.: Localisation and deformation in elastic-plastic solids Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech. 8 (1984) 187–196 Hsu, T. S.; Peters, J. F.; Saxena, S. K.: Importance of mesh design for capturing strain localisation. In: Desai, C. S.; Krempl, E.; Kiousis, P. D.; Kundu, T. (eds.) Proc. 2nd Int. Conf. constitutive laws for eng. mat., pp. 857–864. New York: Elsevier 1987 de Borst, R.: Bifurcations in finite element models with a nonassociated flow rule. Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech. 11 (1988) 99–116 Bishop, A. W.: The strength of soils as engineering materials (6th Rankine lecture). Geotechnique 16 (1966) 91–130 Griffiths, D. V.: Some theoretical observations on conical failure criteria in principal stress space. Int. J. Solids Struct. 22 (1986) 553–565 Lade, P. V.; Duncan, J. M.: Elasto-plastic stress-strain theory for cohesionless soils. Proc. ASCE GT 101 (1975) 1037–1053 Matsuoka, H.; Nakai, T.: Stress-deformation and strength characteristics of soil under three different principal stresses. Proc. JSCE 232 (1974) 59–70 Sloan, S. W.; Randolph, M. F.: Numerical prediction of collapse loads using finite element methods. Int. J. Numer, Anal. Methods Geomech. 6 (1982) 47–76 Smith, I. M.; Griffiths, D. V.: Programming the finite element method (2nd ed.) Chichester, New York: J. Wiley and Son 1988 Hughes, T. J. R.: The finite element method. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, 1987 Prevost, J. H.; Hughes, T. J. R.: Finite element solution of elastic-plastic boundary value problems. ASME J. Appl. Mech. 48 (1981) 69–74 Ortiz, M.; Popov, E. P.: Accuracy and stability of integration algorithms for elasto-plastic constitutive relations. Int. J. Numer. Methods Eng. 21 (1985) 1561–1579 de Borst, R.; Vermeer, P. A.: Possibilities and limitations of finite elements for limit analysis. Geotechnique 34 (1984) 199–210 Taylor, D. W.: Stability of earth slopes. J. Boston Soc. Civ. Eng. 24 (1937) 197–246 Shuttle, D. A.: Smith, I. M.: Numerical simulation of shear band formation in soils. Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech. 6 (1988)