关于岩土工程有限元分析中的若干问题
探究岩土工程极限分析有限元法及其应用
阔 的前 景 。本 文 重 点 对 岩 土 工 程 极 限 分 析 有 限 元 法 及 其 应 用
进 行 了探 析 ． 旨在 推 广 新 技 术 。
两大类： ① 只要 求插值 多项式本身在插值 点取 已知值 ， 称 为拉 格 朗 日（ Ｌ ａ ｇ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ） 多项 式插 值 ； ② 不仅 要 求插 值 多项 式 本 身 ，
２ 有限元 分析岩 土工程边坡稳 定性 的方法
２ ． １ 基于强度折减法的有限元分析方法
强 度 折 减有 限 元分 析 方 法 ， 最早 由 国 外的 Ｇ ｒ ｉ ｆ ｉ ｆ ｔ ｈ ｓ 提 出， 我
国的 郑 颖人 院 士将 其称 为 “ 强度 折 减 法” 。这 种 方 法在 国外 ８ ０
方 法相 结 合 ， 在 给 定 的评 判 指 标 下 ． 通 过 调 整 折 减 系数 对 边 坡
求得 边 坡 的 最 小稳 定 系数 。 基 于 强度 折 减 法 基本 求解思想是把计算域划 分为有限 个互不重 叠的单元 ， 在 稳 定性 进 行 分 析 ． 的有 限元 法 分 析 边 坡 稳 定 性 的 基 本 原 理 ，是 将边坡土体的 实 每个单元 内． 选择一些合适的节点作为求解函数的插值点 ， 将 微 分 方 程 中的 变 量 改 写 成 由 各 变 量 或 其 导数 的 节 点值 与 所 选 用 的插 值 函 数 组 成 的 线 性表 达 式 ．借 助 于 变 分 原 理 或 加权 余
年代就采用 ． 但 是 由于 力 学 概 念 上 的 不 十 分 明确 ， 而且要受到
次提 出 结构 力 学 计 算 有 限 元 概 念 的 克拉 夫 （ Ｃ ｌ ｏ ｕ ｇ ｈ ） ￣ －
形 象
地将其描绘 为： “ 有 限 元 ＝ Ｒ ａ ｙ ｜ ｅ ｉ ｇ ｈ Ｐ ｔ ｉ ｔ ｚ法＋ 分 片 函数 ” ， 即 有 限 元 法是 Ｒ ａ ｙ ｌ ｅ ｉ ｇ ｈ Ｒ ｉ ｔ ｚ 法 的 一 种局 部 化 情 况 。不 同 于求 解 （ 往
有限元极限分析法在岩土工程项目中的应用
有限元极限分析法在岩土工程项目中的应用在岩土工程中，有限元极限分析法有着广泛的应用价值，下面是小编搜集整理的一篇探究有限元极限分析法应用的论文范文，欢迎阅读参考。
虽然有限元极限分析法在岩土工程中有着较为突出的应用效果和价值，然而，因为这一分析法在实际的应用中，需要进行假设，然后还要将求解划分在合理的有限的范围内，因此，该分析法在岩土工程中的应用有着一定的局限*。
而随着社会的发展，这种分析法也得到了一定的发展，加上其本身所具有的超强适应*，使得其在一些其他的工程中也得到了应用，但是应用的过程中，也会受到局限*的影响。
本文主要就针对有限元极限分析法在岩土工程中的主要应用情况进行深入的分析。
1有限元极限分析法的发展有限元极限分析法在早期主要是由英国的科学家所提出的，并且在提出之初，就应用到了岩土工程中。
而随着时代的演变，在20世纪80、90年代的时候，有限元极限分析法的应用范围逐渐的得到扩展，但是受到当时技术条件的限制，使得该分析法应用的效果并不理想。
我国开始在岩土工程中应用有限元极限分析法的时间在1990年之后，我国当时应用该方法主要是为了针对土坡进行分析，而在2000年之后，就开始应用该分析法对边坡的稳定*进行分析，并衍生出了有限元强度折减法，同时也衍生出了有限元超载法，这两种方法都包含在有限元极限分析法中，有效的推动了有限元极限分析法的发展和应用。
而在最近几年，我国在有限元极限分析法的应用上有了进一步的突破，然而，就整体的应用效果来分析，我国的有限元极限分析法的应用目前还处于初级发展的阶段，还需要采用不同的方法来对有限元极限分析法进行改进，只有这样才能够更好的发挥出有限元极限分析法在岩土工程中的应用作用。
2有限元极限分析法的原理2.1有限元强度折减法原理在岩土工程中，主要采用莫尔-库仑材料，强度折减安全系数T的计算式为：2.2有限元增量超载法在工程中，岩土的破坏，不是朝夕之事，而是一个循序渐进的过程，由线**状态，逐步过渡到塑*流动，最终达到极限破坏状态。
岩土工程中的疑难问题及技术解决方案
岩土工程中的疑难问题及技术解决方案一、引言岩土工程是一门涉及岩石、土壤和地下水的复杂学科，涵盖了从地质勘察、土力学、岩石力学到地下水工程等多个领域。
在实际工程中，岩土工程面临着诸多疑难问题，如地质勘察中的不确定性、岩土性质的复杂性和地下水的影响等。
本文将针对这些问题进行探讨，并提出相应的技术解决方案。
二、地质勘察中的不确定性地质勘察是岩土工程的基础，但勘察结果的不确定性是岩土工程中一个重要的问题。
这主要是由于地质条件的复杂性和自然变异性。
为了解决这一问题，地质勘察应采用综合手段，包括地球物理勘探、钻探、原位测试和室内试验等。
同时，应重视勘察数据的处理和分析，以揭示地质条件的规律和特点。
此外，可以采用数值模拟技术对地质勘察结果进行模拟和分析，以提高勘察结果的可信度和精度。
三、岩土性质的复杂性岩土性质具有复杂性和多变性，这给岩土工程设计和施工带来了很大的困难。
为了解决这一问题，应重视岩土性质的研究和测试。
在设计和施工前，应对岩土性质进行详细调查和测试，包括土的分类、含水量、密度、压缩性、强度等指标。
同时，应采用先进的原位测试和室内试验方法，如旁压试验、十字板剪切试验等，以获取更准确的岩土性质参数。
此外，应考虑岩土性质随时间和环境条件的变化情况，以便及时调整设计方案和施工方案。
四、地下水的影响地下水对岩土工程的稳定性和安全性具有重要影响。
在设计和施工过程中，应充分考虑地下水的作用。
首先，应进行详细的水文地质勘察，了解地下水的类型、水位、流速等参数。
其次，应采用适当的防水和排水措施，如截水墙、排水沟、井点降水等，以降低地下水对工程的影响。
此外，在设计和施工过程中，应考虑地下水的动态变化情况，以便及时调整设计方案和施工方案。
五、数值模拟技术的应用数值模拟技术是解决岩土工程疑难问题的重要手段之一。
通过数值模拟，可以模拟岩土工程的施工过程和运行过程，预测可能出现的地质灾害和工程问题。
这有助于优化设计方案、提高施工质量和降低工程成本。
有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用研究
有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用研究【摘要】有限元极限分析法适用于岩土工程的设计与分析。
笔者在本文中，主要介绍了岩土工程安全系数、方法和失稳判据等，以及有限元极限分析法在土坡、土基扩大以及基岩边坡基岩的应用，实现革新设计方法的目标。
【关键词】有限元；极限分析法；岩土工程；应用研究在岩土工程中，极限分析法得到了良好的应用，但是由于这一方法需要做假设，而且求解的范围有限，所以方法的应用受到了很大的限制。
但是有限元数值方法，具有很强的适应性，但是由于无法计算出稳定安全系数F，所以其应用也受到一定的限制。
在本文中，笔者探讨了有限元极限分析法的发展，以及其在岩土工程中的应用。
1 有限元极限分析法的发展20世纪70年代中期，英国科学家Zienkiewicz首先提出了有限元极限分析法，并且在岩土工程极限荷载与安全系数的计算中进行了应用。
在随后的1980年代和90年代，这种方法在边坡及地基稳定性分析中也有了良好的应用。
不过，由于当时的技术条件有限，缺乏可靠、强大的大型有限元程序、强度准则等，致使计算精度不够，在岩土工程中没有得到广泛的应用。
20世纪末，关于有限元极限分析法，国际上又出现了多种相关的研究文章，研究的方向主要集中在有限元强度折减法求解均质土坡安全稳定系数F方面。
但是由于计算结果与之前的研究结果比较相似，所以逐步为主流学术界所接受。
一些学者认为，这标志着有限元强度折减法分析边坡的稳定性，进入了一个崭新的时期。
1999年，美国的D. V. Griffith等人用该方法分析了边坡的稳定性，创新点在孔隙水压力与模拟水位两方面，同时也对库水下降情况下的边坡稳定性做了分析。
而我国有限元极限分析法在20世纪末才开始，主要是在土坡分析中的应用。
21世纪初期，国内的一些学者在边坡稳定性的分析中，采用了有限元强度折减法。
这是国内比较早的研究有限元强度折减法的文章，研究的方向集中在基本理论及计算精度两方面。
随着计算精度的不断提高，逐渐被设计单位和岩土工程部门所重视。
岩土工程极限分析有限元法及其运用
岩土工程极限分析有限元法及其运用张 聪（甘肃煤田地质局一三三队，甘肃 白银 730913）摘 要：基于极限分析方法在岩土工程施工中的应用局限文章提出兼具数值分析方法和经典极限分析方法的有限元分析方法，在介绍有限元分析原理、基本理论、安全系数和发展历程的基础上，从边坡、地基、隧道等方面着重分析岩土工程极限分析有限元法的应用，验证有限元分析方法在岩土工程中应用范围的扩大，旨在能够为岩土工程施工建设发展提供更多有力的支持。
关键词：有限元极限分析方法；岩土工程；岩土滑坡中图分类号：TU195 文献标识码：A 文章编号：1002-5065（2020）14-0233-2Finite element method for limit analysis of geotechnical engineering and its applicationZHANG Cong（No.133 team of Gansu Coalfield Geological Bureau, Baiyin 730913,China）Abstract: Based on the limitation of the application of limit analysis method in geotechnical engineering construction, this paper proposes a finite element analysis method which combines numerical analysis method and classical limit analysis method. On the basis of introducing the principle of finite element analysis, basic theory, safety factor and development process, the application of limit analysis finite element method in geotechnical engineering is emphatically analyzed from the aspects of slope, foundation and tunnel, To verify the expansion of the application scope of finite element analysis method in geotechnical engineering, in order to provide more powerful support for the development of geotechnical engineering construction.Keywords: finite element limit analysis method; geotechnical engineering; geotechnical landslide极限分析法的力学基础是土体处于一种理想的弹性、属性状态，这种状态下，土体会出现一种平衡状态，即为土体滑动面上每个点的剪应力会和土地抗剪强度等同。
克服岩土工程有限元病态问题方法的对比与研究
第25卷 第10期岩石力学与工程学报 V ol.25 No.102006年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct .，2006收稿日期：2005–08–03；修回日期：2005–11–11基金项目：国家自然科学基金资助项目(10372078)；国家自然科学基金重大研究计划重点项目(90510017)作者简介：党发宁(1962–)，男，博士，1988年于西南交通大学固体力学专业获博士学位，现任教授、博士生导师，主要从事岩土工程数值分析方面的教学与研究工作。
E-mail ：dangfn@克服岩土工程有限元病态问题方法的对比与研究党发宁，殷 静，李志宏(西安理工大学 水利水电学院，陕西 西安 710048)摘要：位移有限元方法应用于岩土工程数值计算时，常会遇到各种有限元病态问题，诸如材料极不均匀体、极端各向异性体、不可压缩或几乎不可压缩弹性体、板的“自锁”等有限元病态问题。
研究目前岩土工程界提出的多种克服有限元病态问题的方法及各自的特点(如正则化方法、归一化方法及变刚度方法等)。
通过平面杆件系统的有限元计算算例，分析和对比正则化方法、归一化方法和变刚度方法在解决有限元病态问题时的优劣性。
关键词：岩土工程；有限元；病态问题；归一化方法；正则化方法；变刚度有限元方法中图分类号：TU 43 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)10–1969–06COMPARISON AND STUDY ON METHODS FOR SOLVING FINITE ELEMENTS ILL-CONDITIONED PROBLEMS IN GEOTECHNICALENGINEERINGDANG Faning ，YIN Jing ，LI Zhihong(College of Water Resources and Hydroelectric Engineering ，Xi ′an University of Technology ，Xi ′an ，Shaanxi 710048，China )Abstract ：When the displacement finite element model is applied to numerical calculation in geotechnical engineering ，ill-condition problems often occur. This paper comments on these problems such as extreme anisotropy ，incompressible or nearly incompressible material as well as shear locking in plate ，etc. and researches the characteristics and applicable situation of many methods to conquer ill-condition problems such as regularization ，standardization and splitting elastic modules finite elements. By the example of calculating plane bar-system problems with finite element method ，the advantages and disadvantages of regularization ，standardization and splitting elastic modulus finite element method are analyzed and compared.Key words ：geotechnical engineering ；finite elements ；ill-conditioned problems ；standardization ；regularization ；splitting elastic modulus finite element method1 引 言有限元法是解固体力学边值问题较为有效、经常采用的数值方法。
岩土工程有限元分析中的若干问题分析
岩土工程有限元分析中的若干问题分析岩土工程是服务于人类的重要工程项目，为保障岩土工程的建设质量和建设效率，可运用有限元分析完成对岩土工程的解读，从而推动岩土工程的施工顺利完成。
然而，岩土工程有限元分析中的一些问题切实存在，影响岩土工程质量与效果。
基于此，针对岩土工程有限元分析展开解读，分析存在的若干问题，旨在提升岩土工程质量，控制岩土工程风险。
标签：岩土工程；有限元分析；若干问题；风险岩土工程是一种涉及诸多内容的项目类型，涉及岩土勘察、施工规划和风险处理。
岩土工程可选择有限元分析的方式，完成对岩土工程的风险分析、岩土工程稳定分析等。
但是，在实际岩土工程有限元分析中，一些问题是确实存在的，影响岩土工程风险和稳定分析效果，就可能会导致岩土工程安全事故的发生，亟需改进。
基于此，本文对岩土工程有限元分析展开解读，分析具体存在的几点问题，具体内容如下。
1 岩土工程有限元分析岩土工程中，运用有限元法可以完成对诸多问题的处理，从而达到降低岩土工程风险的目的。
（1）定义安全系数。
岩土工程中，运用有限元法，可以完成安全系数的定义，再结合岩土工程的具体的破坏程度，展开调整。
例如：在分析岩土工程中的滑坡工程，可选择强度贮备系数展开计算，并运用降低岩土强度达到破坏的效果，进而完成有限元的计算。
（2）有限元分析原理。
具体的有限元分析，主要是建立在莫尔-库仑计算方法。
运用有限元分析时，需要不断降低滑坡岩土抗剪强度，直至发生结构损坏。
借助破坏时间，可以得到强度贮备系数。
对于地基的分析中，借助有限元分析方法，可以完成对极限荷载的分析，从而得到岩土工程的极限荷载。
（3）有限元分析的优势。
选择有限元分析可以具备数值分析和经典分析的全部优势，从而有效完成对岩土工程的控制，选择有限元分析方法，对于滑面位置和形状的要求不大，可以直接展开边坡安全系数计算，并得到准确的结果，还可以直接对强度贮备和画面系数进行计算，且不需要展开破坏位置的假设，从而得到有效的极限承载力。
岩土工程勘察中的常见问题及优化措施
岩土工程勘察中的常见问题及优化措施岩土工程勘察是工程建设中不可或缺的一环，但在实际操作中常常会遇到一些问题。
本文将介绍岩土工程勘察中常见的问题，并提出相应的优化措施。
1. 孔洞崩塌：在勘察过程中，岩土勘察人员常常会遇到孔洞崩塌的情况，导致勘察难度和工作效率下降。
优化措施：对于本身比较松散、易塌方的地层，可以采用一些加固措施，如注浆、套管等方法，以增加孔洞的稳定性。
采用合适的孔洞钻进技术和工具，如先进的钻进机械和岩心钻进技术，可以减少孔洞崩塌的发生。
2. 淤泥或软土的承载力测定困难：在进行承载力测定时，淤泥或软土的固结时间较长，测定结果不准确。
优化措施：可以采用更先进的技术方法，如试验室动力触控或超声波测定法，以准确测定淤泥或软土的承载力。
在采用静负荷试验时，可以使用更大的荷载以缩短固结时间。
3. 地下水位变化：在岩土工程勘察中，地下水位的变化会导致固结时间、土体状态等发生改变，进而影响勘察结果。
优化措施：在勘察过程中，需要准确测定地下水位，并进行记录。
可以根据地下水位的变化，调整试验方案，如延长固结时间或增加试验频率，以保证测定结果的准确性。
4. 岩石力学性质的测定：岩石力学性质的测定对于岩土工程设计具有重要意义，但常常受到勘察条件的限制，导致测定结果不准确。
优化措施：可以采用非破坏性测试方法，如声波测定、综合地球物理探测等，以准确测定岩石的力学性质。
对于勘察条件受限的情况，可以采用推测法，结合已有的经验数据，对岩石力学性质进行估计。
5. 数据处理及分析：在岩土工程勘察中，数据处理和分析是一个重要的环节，但常常因数据质量不高、分析方法不准确等原因，导致勘察结果存在误差。
优化措施：在进行数据处理和分析时，需要精细化、标准化的操作，确保数据的准确性。
可以借助计算机技术，采用专业的数据处理软件和分析方法，以提高数据处理和分析的效率和准确性。
岩土工程勘察中常见的问题包括孔洞崩塌、淤泥或软土的承载力测定困难、地下水位变化、岩石力学性质的测定和数据处理及分析等。
有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用
有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用摘要：有限元极限分析法实际应用于岩土工程中，能够对岩土工程的安全系统、失稳数据等做出判断，但是在应用的过程中，需要做出假设，并且求解范围相对有限，在应用上有一定的限制。
关键词：有限元极限分析法；发展；岩土工程；应用；在实际应用过程中，是需要做出假设并求解的，而且应用的范围有一定的局限性，这是有限元极限分析法应该创新的地方，在科技进步之下，对方法进行完善，让其适用的范围有所扩大，同时也推动在岩土工程中应用的价值。
1有限元极限分析法发展历程1.1有限元极限法最初的提出者是英国科学家，时间在20世纪70年代中期，这也是首次将有限元极限分析法应用于岩土工程中，计算出岩土工程额极限荷载及其安全系数。
在20世纪90年代，该方法又应用于边坡和地基的稳定性分析中，但当时收到技术限制，并没有较强大和可靠的元程序支持，计算的精度也不够，在岩土工程中的推广使用收到了限制。
1.2在20世纪末，国际又对有限元极限分析法做出了新的研究，主要以有限元强度折减法的求解上比较集中，计算结果和之前的结果仍然很相似，慢慢也就被学术界接受到，从此有限元极限分析法也就进入了一个新的发展时期。
直到20世纪末，有限元分析法才在我国开始应用，主要是应用于土坡分析上。
在21世纪初，我国学者分析边坡稳定性上，有效应用了有限元折减法，这也是我国最早对有限元强度折减法的应用，并在基本理论以及计算精度上做出了细致研究。
在这两方面，我国也得到了较好的应用，并向着长远发展目标推进。
1.3在研究方面，有限元强度折减法主要集中在安全系数与滑面系数方面，而有限元增量超载法主要是在地基极限车承载力方面。
这方面的研究文献虽然不多，但是却取得了可观的研究成果。
这两种方法，统称为有限元极限分析法，从根本上来说，均为采用数值分析方法求解的一种极限分析法。
在国际上，有限元极限分析法大都采用编数值分析程序比较多，而该方法的应用范围仅局限于二维平面土基与土坡分析中。
有限元极限分析法在岩土工程中的应用
桩的长度与安全系数的关系
桩长变短，滑动面下移，桩长安 全系数降低 当桩长安全系数低于设计中规定 的安全系数时，土体从桩顶滑出 桩长安全系数达到设计规定安全 系数,即为埋入式桩的合理桩长, 保证土不从桩顶滑出和桩折断
桩长与边坡安全系数之间的关系
桩长与内力关系
抗 滑 桩 室 内 模 型 试 验 模型尺寸: 3.5×2.8×2.02米 模型桩长: 2.2米, 1.8米, 1.5米, 1.2米
计算结果
计算方法 有限元法 极限平衡方法 (Spencer ） 安全系数 1.18 1. 17
首先贯通的滑动面
滑动面继续发展
2. 岩土质二元边坡稳定分析
结构面强度参数取c=10ｋＰａ、φ =20°
结构面强度参数取c= 30ｋＰａ、φ =30°
3岩质边坡倾倒稳定分析(离散元)
结构面倾角2０°，安全系数1.96
值，当材料破坏面上各点的剪应变 都大于极限剪应变时，认为材料已 发生整体破坏。
极限剪应变值与材料的强度和变形
性质有关，而不同强度等级混凝土 的性质固定不变，因而可以得到一 个相应的剪应变极限值，
如考虑混凝土的摩擦力，试件在围
压作用下极限剪应变会有所提高， 由于一般结构构件没有围压或围压 很小可不考虑极限剪应变的变化。
1、传统极限分析法原理
安全系数定义
抗滑力 Fs 下滑力
边坡体的垂直条分法
2、有限元极限分析法原理
计算中不断降低强度，抗滑力减少, 边降边算，自动生成破坏面，直 至破坏状态 原来的实际强度与破坏时强度之比， 即强度折减系数，就是安全系数
c F c
tan F tan
（坡角） 两种 算法 安全 系数 比较 有限元法 DP5准则
岩土工程有限元方法的应用问题探讨
岩土工程有限元方法的应用问题探讨摘要：对于岩土工程的有限元方法来说，可以对复杂的岩土介质进行研究，借助于多种施工方式来实现其解析，区别于传统的方式，在分析的过程当中一般都会利用解析法、模拟试验法等来进行应用，因此需要对岩土工程当中的有限元数据分析方法来进行重点研究应用问题，以此来为相关的工作者提供出不同的内容和参考方式。
关键词：岩土工程；有限元；方法；应用；探讨引言在现阶段当中，计算机和有限元的仿真技术得到了不断的提升，因此在使用有限元数据分析方式当中，可以实现对物理模型实验以及研究条件恶劣的环境来进行应用，在岩土工程当中应用有限元方法，可以发挥其多种功能和方面的开发应用作用，其中包含高级计算机、模拟分析器、多功能试验机、数据二次开发等。
一、有限元极限分析法有限元极限分析法当中，需要对几个方面的定义做出分析和研究，其中在安全系数的定义当中，主要是对岩土工程当中所出现的破坏状态来进行不同原因的定义。
比如对边坡工程的岩土环境影响方面，由于岩土本身的强度降低因此导致出现了滑坡失稳破坏现象。
因此在此类工程当中一般都采用强度贮备安全系数进行定义，也被称之为强度安全系数，借助于降低岩土的强度来实现有限元计算，最终达到破坏状态未知。
对于强度降低的过程当中，其倍数就被称之为强度贮备安全系数，在此种方式当中，被称之为有限元强度折减法。
对于岩土工程来说，利用有限元强度折减法的方式进行安全系数的求解都属于强度贮备安全系数的范围内。
在另外一种方式当中，叫做有限元增量加载方式，比如地基工程，由于地基本身的荷载不断增大而出现了地基失稳的现象，此种方式就采用荷载增大的倍数来作为超载的安全系数。
借助于此种方式进行安全系数的求解属于超载安全系数的范围。
两种方式得出的安全系数是不同的，因此利用同一个安全系数对支挡结构当中的推力计算也是不尽相同的。
在对有限元极限分析法原理分析的过程当中，也可以分为两种方式分析。
在有限元强度折减法当中，岩土当中一般都采用摩尔库仑材料，其中对于安全系数的计算过程当中需要不断的对边坡的岩土抗剪强度进行降低，一直到出现破坏状态为止。
有限元法在岩土工程中的应用和基本原理分析
力 特 性 。岩 土 工 程 中 数 值 计 算 最 常 用 地 方 法 有 以 下 几 种 ： 有 限 集 合 形 成 一 组 代 数 方 程 组 ．此 方 程 组 以节 点 位 移 为 未 知 量 ． 从
有 限 元 法 在 岩 土 工 程 中 的 应 用 和 基 本 原 理 分 析
薛麦 云 （ 河北 祥 阳矿 山工 程 有 限公 司 河北 石家庄 ０ ５ ０ ０ ０ ０ ）
中图 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类 号 ： Ｔ Ｂ
文献 标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ６ ７ ３ — ５ ８ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ３ ０ ０ — ０ １
差分法 、 有 限元 法 、 边界元 法 、 半解析 法等 ， 其 中 以有 限元 法 最 而 解 得 各 节 点位 移
为成熟 ， 应 用 最 为 广 泛 。有 限元 法 的优 点 在 于 ： （ １ ） 有 限 元 法 可 而对于 土工计算 中所 利用 的有 限元法 ．可以分为总应力法 以方 便 地 准 确 反 映 岩 土 材 料 的 复 杂本 构 关 系 ． 只 要 给 出 这 种 关 和 有 效 应 力 法 。 国 际 上 ， １ ９ ６ ９年 ， Ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ｕ和 Ｗｉ １ ｓ ｏ ｎ用 有 限 元 法
的计 算 发 展 起 到很 好 的 作 用 有 限元 在 模 拟地 基 这 样 的 无 限 介 相 对 总 应 力 法 ． 有 效 应 力法 更 能 真 实 的 反 映 土 体 的 占身 特 性 ． 能
岩土工程极限分析有限元法及其应用
· 279 ·区域治理综合信息岩土工程极限分析有限元法及其应用吕艳辉固勘探(深圳)有限公司，广东 深圳 518000摘要：目前常用的极限分析方法有极限平衡法，滑动线场法，上下限分析法和变分法等。
他们各有利弊。
极限分析有限元分析方法有效地弥补了这四种分析方法的不足，因而被广泛应用于岩土工程分析。
关键词：岩土工程；极限分析；有限元法岩土工程设计中，土体的极限平衡状态可将经济性与安全性相结合，因此被视作最重要的设计因素。
目前常用的极限分析方法包括极限平衡法，滑动线场法，上下限分析法和变分法等，他们各有利弊，然而，极限分析有限元法不仅具有有限元方法的全部优点，而且能有效地弥补其他分析方法的不足。
它还在考虑变形的同时动态模拟施工过程。
在分析边坡稳定性时，不需要对滑动面的位置和形状进行预先假设，也不需要使用条分法。
安全系数和临界滑动面可以通过有限元计算直接获得，应用范围十分广阔。
一、极限分析有限元法的基本原理1 安全系数有两种方法可以使基础或突破进入极限状态：一种是增量加载，另一种是减弱强度。
在过去，当突破安全系数时，首先假定滑动面，然后基于力矩的平衡计算，安全系数定义为滑动面的抗滑力与滑动力之比滑动表面。
其中,W 是安全系数;通过上述式子的变形能够得到以下式子：可以看出，传统的极限平衡法实际上是通过降低剪切强度来实现边坡的极限状态，并且在不同条件的定义下，安全系数存在一定的差异。
因此，利用强度储备确定安全系数不仅能满足岩土工程破坏的不稳定状态，而且要符合国际标准。
2 有限元中的边坡破坏准则目前，在有限元计算中确定土体破坏的标准有三种：① 滑移面塑性区贯通，即滑移面上每点都到达极限平衡状态；② 有限元计算不收敛，即土体以发生破坏；③ 滑动土体无限发生移动，即土体滑动面上的应变和位移发生突变且无限发展。
3 极限分析有限元方法应用条件一般情况下，当应用有限元分析有限元方法时，需要满足三个条件：① 可靠和成熟的有限元程序；② 适当的实际本构模型和强度屈服准则；③ 满足有限元计算模型建立所需的精度以及选择适宜的参数。
高陡岩土半坡有限元分析
高陡岩土半坡有限元分析摘要：为了满足路堑高陡边坡的工作需要，进行坡岩土体的变形情况的分析是非常必要的，这需要我们针对其时变、渐变情况等展开分析，确保对该变形应用特点的深入分析。
本文就岩土体整体变形环节、有限元思想环节展开分析，通过对该环节的应用剖析，进行现实工作难题的解决。
关键词：边坡；岩土体；有限元；变形；存在问题；研究应用引言其基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互联结在一起的单元组合体。
由于单元能按不同的联结方式进行组合，且单元本身可以有不同形状，因此可以模型化几何形状复杂的求解区域。
有限元法作为数值分析方法的一个重要特点是利用在每一个单元内假设的近似函数，分片地表示全求解域上待求的未知场函数。
单元内的近似函数通常由未知场函数或其导数在单元的各个节点的数值和其插值函数表达。
这样，一个问题的有限元分析中，未知场函数或其导数在各个节点上的数值就成为新的未知量（即自由度），从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。
一经求解出这些未知量，就可通过插值函数计算出各个单元内场函数的近似值，从而得到整个求解域上的近似解。
1 边坡岩土体变形阶段与破坏阶段的分析1 为了更好的进行边坡岩土体变形环节的分析，进行其不同应用阶段的综合、概括是非常必要的。
在该模块中，其涉及到边坡的稳定变形模块、破坏模块等。
上述这两种情况的变化，也是边坡岩土体变形规律的演化过程中，这是一种量变的积累，具备较强的时空效应。
在边坡体变形状况的研究过程中，外界影响条件是一个需要重点分析的因素。
如开挖方式的不同、降雨强度或持时的不同等，会使得边坡的这种变形进程展现出不同的特点。
例如短时强降雨作用往往会造成土质边坡的浅层滑移，而强度低但持时久的降雨又很可能使得边坡在较深处形成大的滑移面，并导致大规模滑坡现象的产生。
受到开挖作业情况的影响，在山体作业过程中，其路堑边坡体不同部位的变形状况也存在差异。
比如山体的坡脚的变形量是比较大的，坡顶位置的张拉裂缝非常的明显，在山体坡面浅层土体变形情况中，其具备的变形位移又会随着深度的差异而发生相关的变化。
岩土工程中有限元分析软件的使用与验证方法
岩土工程中有限元分析软件的使用与验证方法岩土工程是土木工程中的一个重要领域，它研究大地工程中土体的性质、行为和力学特性，以及与土体相互作用的结构和设备。
岩土工程中的有限元分析软件是一种常用的工具，用于模拟和分析复杂的土体和结构的行为。
本文将讨论有限元分析软件在岩土工程中的使用和验证方法。
有限元分析软件在岩土工程中被广泛应用于各种问题，包括土体的力学性质、土体和结构的变形和破坏行为、地基和基础的稳定性分析等。
使用有限元分析软件可以帮助工程师更好地理解土体和结构的行为，在设计和施工过程中提供准确的预测和评估。
在使用有限元分析软件进行岩土工程分析之前，首先需要收集相关数据和资料。
这些数据包括土体的物理和力学性质参数、地质和地貌情况、结构的几何形状和材料特性等。
准确的输入参数对于分析结果的准确性至关重要，所以在数据收集方面需要确保数据的准确性和完整性。
在进行有限元分析之前，需要对土体和结构进行几何建模。
有限元分析软件通常提供了丰富的建模工具，可以用来模拟各种复杂的土体和结构形状。
建模过程需要考虑到土体和结构的实际情况，并进行合适的简化和适应性处理。
在建模过程中，需要注意模型的精度和计算效率的平衡，以确保计算结果的可靠性和有效性。
在模型建立完成后，需要为模型设置边界条件和加载条件。
边界条件是指模型的边界上的约束和自由度，加载条件是指施加在模型上的外力或位移。
在岩土工程中，边界条件和加载条件的选择和设置需要根据实际工程情况进行合理选择，以确保分析结果的准确性和可靠性。
有限元分析软件中常用的数值方法包括静力分析、动力分析和随机分析等。
静力分析是岩土工程中最常用的分析方法，用于分析土体和结构在静力荷载作用下的变形和破坏行为。
动力分析用于分析地震和冲击荷载等动力荷载下土体和结构的响应。
随机分析用于考虑土体参数的不确定性和变化对结构的影响。
有限元分析软件的验证方法是确保软件分析结果准确性和可靠性的重要手段。
常用的验证方法包括实验验证和理论验证。
关于岩土工程有限元分析中的若干问题
如果想要对工程的数据进行直接的分析，也想要对工程当中的风险进行全面的分析，选择有限元分析是最好的方法，有限元分析的优势就是在于可以分析输数值和工程的风险。岩土工程在建设过程中最重要的就是监控，而有限元分析法中能够起到很好的监控作用，所以整个岩土工程的细节都可以用有限元分析方法分析出来，在整个分析过程中，其实岩土工程的位置和它的形状大小，在分析方法中都显得不太重要，可以直接用边坡进行安全系数的计算，同时整个强度贮备系数和画面系数都可以进行计算。从实际出发，如果要计算整个岩土工程的破坏系数和他的极限，承受能力，如果采用有限元分析法进行计算，可以更有效并且简洁地计算出结果。相对来说环境条件比较恶劣的岩土环境，想对极限值进行测量，那么就用有限元分析方法这个方法，能起到极佳的好作用。又清晰明了，又操作简便，这就是有限元分析法的优势之处。
2岩土工程有限元分析中的若干问题
岩土工程的有限元分析十分简便，但是风险大，在实际过程中，岩土工程在进行有限元分析过程中，存在着很多问题，这些问题想要得到解决，必须详细进行分析。
2.1初始地应力场问题
影响整个有限元分析法的因素就是初始地应力，如果有限分析法操作员工在分析初始地应力时，并没有直接对初始地应力进行实际地判断，进行有限元分析法分析时，也没有重视这个初始地应力，所以在直接情况下一定要通过现场所测的数据来进行初始地应力的分析。初始地应力场需要用先总体再局部的方式进行测量，整个应力场的情况都能够掌握，同时也可以根据整个应力场情况将对应力分量函数分析出来。
在原本用开挖荷载的计算公式对整个岩土工程的等效节点力进行计算的同时，将应力值的数据在原有基础上一直往上调整，达到满足高斯点的位置，而且这样测算出来的开挖荷载值也能有提高，整个岩土工程中的开挖荷载的计算问题也能够因为这些有解决方式，从误差上来看，会有降低的好效果。
岩土工程有限元方法的应用问题新探
WESTERN RESOURCES20211.引言计算机、有限元仿真等技术的不断发展，使有限元数据分析法更多应用于物理模型试验、研究条件恶劣的环境。
其中，有限元方法应用于岩土工程中，主要具有高级计算机、模拟分析器、多功能试验机、数据二次开发四方面作用。
2.岩土工程中有限元数据分析方法四个层次第一，岩土工程有限元数据分析法，可以作为高级计算器使用。
简单来说，就是直接为某一个具体的岩土工程设计提供服务，重点分析该工程在各种极端工况下如何提升工程施工安全性、稳定性，计算该工程在严苛工况下的应力场、变形场数据，从而掌握该工程岩土的特点、应力分布特征、形态破坏可能性等，进一步验证、简化设计方案，提升可靠性、科学性、系统性。
第二，岩土工程有限元数据分析法，可以作为模拟分析器使用。
通常，在各类型工况条件下的复杂岩土工程中，各种不利因素相互影响、存有耦合效应。
有限元数据分析对这些不利因素进行模拟分析，为工程提供有效的数据参考。
如土石坝渗流场、应力场的耦合分析；冻土路基、核废料的水—热—力耦合分析。
第三，岩土工程有限元数据分析法，可以作为一种多功能试验机使用。
即利用有限元方法探索具体岩土工程稳定机制、工程措施加固机制等。
如预应力锚固机制数值试验、冻土路基通风管降温机制数值试验；隧洞衬砌裂缝成因的数值试验；地铁冻结法施工的冻结机制与设计指标研究等。
第四，岩土工程有限元数据分析法，可以作为岩土工程数值分析、计算的最终目标，通过二次开发形成更具智能化、快速化、简便化的新型数值分析方法，直接应用于现场设计与施工、监理与业主人员，是一种全新的设计研究理念［1］。
3.岩土工程中有限元数据分析方法应用问题研究（1）有限元方法作为高级计算器的应用问题高级计算器作为有限元数据分析方法最基本的要求，在岩土工程设计中却无法确切发挥功用，甚至产生计算参数不准确、计算结果不可靠、模型不适配等问题。
影响岩土工程数据分析结果的并非仅仅是参数、模型等因素。
岩土工程中的有限元分析技术研究
岩土工程中的有限元分析技术研究岩土工程是土木工程领域中非常重要且有挑战性的一门学科。
在现代工程建设中，地基工程是保证建筑、桥梁、路基、隧道和管道等工程结构安全和稳定的关键环节。
而有限元分析技术是一种重要的分析工具，在岩土材料与工程中得到广泛的应用。
一、有限元分析技术简介有限元分析技术是一种数值分析方法，它将连续体分成有限数量的小元素，每个元素的物理特性可以用简单的方程来描述。
将每个单元的性质放入一个整体的模型中，通过计算机模拟来预测材料与结构的行为。
根据材料与结构的不同，相应的有限元分析计算模型也会随之变化。
因此，岩土工程中的有限元分析技术也是基于这个理论模型而开发出来的一种方法。
二、岩土工程中的有限元分析技术岩土工程在应用有限元分析技术时有一些特殊的要求。
首先，土地岩石的本质特点是非线性、不易预测。
其次，土壤或岩石结构比较复杂、难以建立真实的物理模型。
因此，为了预测岩土工程的安全性和稳定性，必须考虑这些材料和结构因素的复杂性，并进行充分的探索。
在岩土工程中，有限元分析技术被广泛应用于模拟和预测岩土材料的变形与破坏、地下水流与化学作用、土体力学模型及土方填筑结构的变形等问题。
通常情况下，有限元分析技术被分为静态和动态两种技术。
静态有限元分析技术是指在加载力的作用下，岩土材料和结构的静态变形和破坏行为的数值模拟。
在岩土工程中，常用的静态分析包括进退析模拟、斜坡稳定性分析等。
动态有限元分析技术是指岩土材料和结构在受到外界冲击或振动作用下的动态变形和破坏行为的数值模拟。
这方面的研究包括了地震工程、爆炸冲击工程等。
通过动态有限元分析，可以有效的分析地震和其他灾害作用下，结构的耐久和安全性。
三、常用的有限元分析软件随着有限元分析技术的不断发展和普及，有了越来越多的有限元分析软件。
其中，常用于岩土工程领域的有限元分析软件有：1. ANSYS：ANSYS是一种通用型的有限元软件，不仅可以用于岩土工程领域，还可以用于其他领域，例如：机械工程，航天航空工程，金属材料工程等场合。
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关于岩土工程有限元分析中的若干问题
发表时间：2018-05-02T11:49:19.047Z 来源：《科技中国》2017年10期作者：刘富舜王纪辛胡冲[导读] 摘要：岩土工程从整个社会角度上来说是致力于对人类生活进行改善的项目，这个工程项目让我国的岩土质量有了大幅度的提高，但是这还远远不够，我国想让岩土工程在建设时期就保证整个质量和效率，就需要进行有限元分析摘要：岩土工程从整个社会角度上来说是致力于对人类生活进行改善的项目，这个工程项目让我国的岩土质量有了大幅度的提高，但是这还远远不够，我国想让岩土工程在建设时期就保证整个质量和效率，就需要进行有限元分析，用这个方式进行分析能把整个岩土工程给剖析清楚，在进行岩土工程的建设工作中，也能适当进行效率和质量的改进，保证整个岩土工程顺利进行。
但是在进行有限元分析的同时也
存在许多问题，这些问题着实存在，并影响着岩土工程的施工，因此分析有限元分析中存在的问题，也有助于提高岩土工程的建设质量，以便更好地降低岩土工程风险。
关键词：岩土工程；有限元分析；若干问题岩土工程在进行过程中涉及到了诸多问题，岩土工程主要涉及到了岩土的勘察工作和岩土的风险分析和处理工作，选择有限元分析方式进行分析也能够直接将岩土工程中的工作都进行处理。
虽然有限元分析当前在岩土工程中运用得极广，但是仍旧存在诸多问题，这些问题要是没有意识和相关措施进行控制，就会对岩土工程的安全有基本的影响。
本文旨在有限元分析的问题进行解决，因此分析在有限元分析中存在的问题，也能让岩土工程进行得更加顺畅。
1 岩土工程有限元分析
岩土工程中的有限元分析可以预判整个工程中的风险，并降低工程中的风险。
（1）定义安全系数。
首先有限元法可以将整个安全系数测算出来，安全系数专门是用来跟岩土工程结合在一起进行建筑管理的，安全系数为整个岩土工程的安全进行了预判。
如果要去计算滑坡工程中的安全系数，就需要用到有限元分析法，有限元分析法用了强度贮备系数的计算方法，对安全系数进行计算，计算出的安全系数之后，要通过对岩土强度的分析来最终确定岩土工程的建设计划，合理地降低风险。
2）有限元分析原理。
有限元分析方法，主要用的是莫尔库仑计算方法，莫尔库仑计算方法能够将整个岩土的强度给测算出来，这样的好处是能够让岩土工程在进行过程中，随时根据强度的不同调整计划。
用有限元进行分析的时候，要降低整个岩土的抗剪强度，让整个岩土的抗剪强度达到最低，整个岩土的结构受到损害的那个最大值就是强度贮备系数。
也因为这个最大值是整个岩土的极限值，所以在整个岩土工程中，该极限值能够辅助来分析并判断工程建造计划，这也是相当重要的。
（3）有限元分析的优势。
如果想要对工程的数据进行直接的分析，也想要对工程当中的风险进行全面的分析，选择有限元分析是最好的方法，有限元分析的优势就是在于可以分析输数值和工程的风险。
岩土工程在建设过程中最重要的就是监控，而有限元分析法中能够起到很好的监控作用，所以整个岩土工程的细节都可以用有限元分析方法分析出来，在整个分析过程中，其实岩土工程的位置和它的形状大小，在分析方法中都显得不太重要，可以直接用边坡进行安全系数的计算，同时整个强度贮备系数和画面系数都可以进行计算。
从实际出发，如果要计算整个岩土工程的破坏系数和他的极限，承受能力，如果采用有限元分析法进行计算，可以更有效并且简洁地计算出结果。
相对来说环境条件比较恶劣的岩土环境，想对极限值进行测量，那么就用有限元分析方法这个方法，能起到极佳的好作用。
又清晰明了，又操作简便，这就是有限元分析法的优势之处。
2 岩土工程有限元分析中的若干问题
岩土工程的有限元分析十分简便，但是风险大，在实际过程中，岩土工程在进行有限元分析过程中，存在着很多问题，这些问题想要得到解决，必须详细进行分析。
2.1 初始地应力场问题
影响整个有限元分析法的因素就是初始地应力，如果有限分析法操作员工在分析初始地应力时，并没有直接对初始地应力进行实际地判断，进行有限元分析法分析时，也没有重视这个初始地应力，所以在直接情况下一定要通过现场所测的数据来进行初始地应力的分析。
初始地应力场需要用先总体再局部的方式进行测量，整个应力场的情况都能够掌握，同时也可以根据整个应力场情况将对应力分量函数分析出来。
所以针对应力场的情况，可以用以下两个方式来解决可能存在的问题。
（1）直接用地应力公式进行计算，将整个应力送往高斯点，这样施加起来的应力能够促进成为一个应力场。
（2）如果选择边界直接进行负荷力检验，就能够直接计算出内部和外部的施力情况，整个应力场的具体分布情况也能够分析出来。
这两个方式都能直接对应力场进行控制，而其中第一种方式在进行过程中需要有较高的职业操作水平，才能发挥出整个复杂应力场的最大作用，整个复杂应力场的具体情况都能用专业的职业操作和适当的方式分析出来，让整个岩土工程的具体情况全面而有效地分析出来。
另外一种方法主要存在的问题是整个应力场只有在比较简单的情况下，才能用该方式分析出来，因此一般情况不是特别复杂，就可以用第二种方法，情况比较复杂的，就使用第一种方式，这两个方式都是可以灵活运用进行处理的。
2.2 开挖荷载计算问题
开挖荷载在整个岩土工程中属于比较重要的分析要素，整个有限元分析要素中，开挖荷载是比较重要的要素，开挖荷载的分析工作也是在岩土工程中都比较重要的环节，整个岩土工程中的开挖力主要是指整个岩土工程中需要开挖的界面和剩下未进行加工的页面之间的作用力，这个作用力能维持整个岩土结构的稳固性，对整个岩土工程中的开挖力进行有限元分析的过程中，其实极容易出现节点无效的情况，等效节点因为环境复杂的原因而没有办法进行完整并且有效地测量，很多情况下，岩土工程的情况太过于复杂，整个岩土工程的开挖力就没办法得到测量，岩土工程后期根据开挖荷载调制整个开挖方案的时候，效果就不太明显，针对这个情况，主要可以采用这个方式进行开挖荷载的辅助计算。
在原本用开挖荷载的计算公式对整个岩土工程的等效节点力进行计算的同时，将应力值的数据在原有基础上一直往上调整，达到满足高斯点的位置，而且这样测算出来的开挖荷载值也能有提高，整个岩土工程中的开挖荷载的计算问题也能够因为这些有解决方式，从误差上来看，会有降低的好效果。
按照设一公式，可以完成对开挖的等效节点力的计算，在满足高斯点给出的应力值基础上，达到提升计算精度的目的，从而完成对开挖荷载问题的处理和分析，降低偏差。
2.3 材料极不均匀体问题
在有限元分析过程中，因为分析方法的特殊性，整个分析过程可以避开形状和边界，整个岩土工程中会出现形状不规则的问题，而如何去避免这些形状上的问题，就需要在用的材料上进行控制了，用什么材料进行岩土的构建，都会影响整个有限元分析的分析结果，因此要主要选择在不同介质界面之间设置接触单元的方式，用不同的方式应对出现的形状不规范的问题。
3 结束语
具体应对岩土工程的实际问题时，要将岩土工程的实际情况进行结合，将岩土工程的有限元分析情况进行总体分析，然后再分析整个解决方式，岩土工程中许多问题都可以进行优化和改进，有限元的分析方法能够将这些问题的改进方式也进行分析，岩土工程的分析和优化离不开有限元分析，有限元分析也能够为整个岩土工程的数据测量，提供很好的帮助，同时整个岩土工程的相关数据，也能够进行改良，分析出更多适合岩土工程发展的数据，整个岩土工程的整体质量也能够逐年上涨，安全隐患和安全风险也能够适当降低。
参考文献：
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[3]姜清辉,周创兵.岩土工程不连续变形分析计算中的若干问题[J].岩石力学与工程学报,2017,(10):2014-2026.
[4]陈方方,李宁,张志强,严乐.岩土工程反分析方法研究现状与若干问题探讨[J].水利与建筑工程学报,2016,(03):54-58.
[5]吉林,赵启林,冯兆祥,卓家寿.岩土工程中反分析的研究进展[J].水利水运工程学报,2012,(04):57-63.。