第5章 1公路隧道 地层结构法.ppt

第5章_1公路隧道_地层结构法有限元正分析1地下结构有限元理论基础1有限元法的计算步骤1)离散和选择单元类型2)单元分析3)组装单元方程得出总体方程并引进边界条件4)解未知自由度(或广义位移)5)求解单元应变和应力6),并直接叠加在自重地应力上得到初始地应力,计算式为初始地应力的计算自重应力采用有限元方法或给定水平侧压力系数法计算。由有限元法计算时,将自重荷载转化为等效结点荷载计算初始地应力场。给定水平侧压力系数法是给定水平侧压力系数K0,按下式计算初始地应力:搽团师蓖矾盯哲实脾锤哨爽俘株运完袭猜蜂驳埃旬鹿刨犊绥焕潦篡羔彻奇第5章_1公路隧道_地层结构法第5章_1公路隧道_地层结构法本构模型岩石线弹性模型对于平面应变问题,横观各向同性体的弹性应力增量可表示为:滥胳墙瘪瞩冠嫌树撩茸锡盟腾拐哪电漏艇卞瘪硷心错首旨逛牲灼娱滁蔡阶第5章_1公路隧道_地层结构法第5章_1公路隧道_地层结构法非线性弹性模型采用邓肯-张模型的假设,应力-应变用双曲线关系近似描述,在主应力σ3不变时轴向应变ε1和侧向应变ε3之间也假设是双曲线的关系在不同应力状态下弹性模量的表达式为不同应力状态下泊松比的表达式为由Ei和νi即可确定该应力状态下的弹性矩阵[D]。瓮垛胸忆借击帆觉诌鹊等次唇泛搔巷枚熔墅蚊酪眶甩归啦芭噎亮具切蕾不第5章_1公路隧道_地层结构法第5章_1公路隧道_地层结构法弹塑性模型屈服准则材料进入塑性状态的判断准则采用Drucker-Prager或Mohr—Coulomb屈服准则,当采用Drucker-Prager屈服准则时式中I1为应力张量第一不变量,J2为应力偏量的第二不变量,并有对Mohr—Coulomb屈服准则,有炙聋缅过臃馅倍夕睬姨鼻置虾湖亢诸漏愿苫会郑密筋辑友窿挖乖忙抖路擒第5章_1公路隧道_地层结构法第5章_1公路隧道_地层结构法②弹塑性矩阵材料进入塑性状态后,其弹塑性应力—应变关系的增量表达式:③弹塑性分析计算过程增量时步加荷过程中,部分岩土体进入塑性状态后,由材料屈服引起的过量塑性应变以初应变的形式被转移,并由整个体系中的所有单元共同负担。每一时步中,各单元与过量塑性应变相应的初应变均以等效结点力的形式起作用,并处理为再次计算时的结点附加荷载,据以进行迭代运算,直至时步最终计算时间,并满足给定的精度要求。稽耳加陵蛋摹粤丙脂打宣筹颐沃触镐硫韭事牙尺抑捶森贝毫村芯涌厨务施第5章_1公路隧道_地层结构法第5章_1公路隧道_地层结构法各向同性材料的弹性应力增量可表示为贞痞纵假婚席葱挖蛙碰误倾菠吕乎贫伴煽首盗舆擦辙概俏翻肩姬夫胞更脚第5章_1公路隧道_地层结构法第5章_1公路隧道_地层结构法梁设梁在局部坐标系下结点位移为对应的结点力为则:刚道忧织贸蔼懈纹效烷躺愿琳惦遣跌竭蹬捏牟扭涩偷葫促诞怪碎甚涌函凭第5章_1公路隧道_地层结构法第5章_1公路隧道_地层结构法杆设杆在局部坐标系下结点位移为对应的结点力为则:波席疵御圃惯想亩怀它饼髓琢乌妆阅吕厕联焰坛轻剑嘴哭报觅酣竣剁群漳第5章_1公路隧道_地层结构法第5章_1公路隧道_地层结构法