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一种二阶锥线性化方法在上限有限元中的应用研究
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2013.2.2
  • 页码:593-599
  • 分类:O344.5[理学—固体力学;理学—力学] TU43[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中南大学土木工程学院,长沙410075
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51008309); “十二五”国家科技支撑计划课题(No.2012BAK24B02)
  • 相关项目:基于上限有限元法浅埋隧道围岩破坏模式与失稳机理研究
作者: 杨峰|阳军生|
中文摘要:

对于平面应变条件下岩土稳定性分析,基于线性规划的上限有限元需对常用的摩尔-库仑屈服准则形成的二阶锥约束进行线性化,直接地处理方法是以外接多边形替代锥体投影形成的圆域。为了提高线性化精度往往需直接增加外接多边形边数,从而造成线性规划模型中决策变量包含大量的塑性乘子变量,使计算难度大为增加甚至变得不可行。为此,引入Ben-Tal和Nemirovsky提出的一种二阶锥线性化方法,并将其嵌入到自编的上限有限元程序。经算例分析发现,该法与外接多边形线性化方法所获计算结果相互印证,且其通过适量的增加决策变量和等式约束数目,能保证摩尔-库仑屈服准则线性化精度,同时形成的线性规划规模更小,可望应用于基于线性规划模型的上限有限元中。

英文摘要:

For solving stability problems of soil-mass under plane strain condition,finite element upper bound solution based on linear programming needs to linearize second-order cone constraint,forming by Mohr-Coulomb(M-C) yield criterion.The commonly used method is to replace the circular region projected from cone by external polygon.In order to improve accuracy of linearization,the direct way is to increase external polygon edges.This will result in the decision variables of linear programming model containing a large number of plastic multiplier variables,and leading to increase difficulties or even infeasible of calculating process.In order to solve the problem,a second-order cone linearizing method proposed by Ben-Tal and Nemirovsky is introduced and has been embedded into the coded finite element upper bound program.It is found that the results obtained by Ben-Tal method and results obtained from external linear polygon method are confirming each other after case study.Moreover,Ben-Tal method can improve the accuracy of linearization of M-C yield criterion effectively by appropriately increasing the number of decision variables and equality constraints.Simultaneously,it has proved that the formation of linear programming is small-scale.It is expected to be applied commonly to finite element upper bound solution based on linear programming model.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873