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有限元法怎么分析土体和支护结构

302 2021-07-14 13:36:50

有限元法简介

随着科技的发展,计算机运算能力的大幅提升使得数值分析软件对土体、支护结构的变形和内力的模拟变为可能。有限元法可以在分析基坑变形时,考虑支护结构与土体之间的作用,进而使真实的基坑变形现象呈现出来。该方法不仅能对围护结构和基坑周边位移进行计算,同时能将土体的弹塑性质和支护结构与土体之间的作用等因素考虑在内。

有限元法是通过划分有限单元来计算土体和支护结构,其优势不言自明,主要表现为以下几个方面,一是土体和支护结构的相互作用能够被充分考虑; 二是对支护结构及周围土体的内力和位移的分析更为全面;三是基坑的隆起量、地表的沉降量以及中塑性区范围和发展过程的计算更为直观;同时,结合土流变学相关理论,可以获得各参数的时间效应。最重要的一点,它适用于动态模拟计算。通过对模型的动态计算,对照施工实际,逐步分析支护结构,对支护结构施工中的形状进行预测。如在实际施工中,采集位移、沉降、土压力、孔隙水压力、结构内力等相关连信息。对比处理后的信息与预测结果间的差距,对设计原稿与实际相悖部分进行修改完善。

有限元法有两个优点∶

(1)有限元法从诞生起就是站在力学角度进行简化,因为其物理概念清晰,所以便于学习和应用。

(2)对于研究对象复杂的几何形状、任意的边界条件、不均匀的材料特性等,有限元法都能灵活地加以考虑,而不会处理上发生问题。

可见,作为一种数值分析方法,有限元法在实际应用中行之有效,在岩土工程学中,前景广阔。

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