有限元極限分析法在巖土工程項(xiàng)目中的應(yīng)用論文
雖然有限元極限分析法在巖土工程中有著較為突出的應(yīng)用效果和價(jià)值，然而，因?yàn)檫@一分析法在實(shí)際的應(yīng)用中，需要進(jìn)行假設(shè)，然后還要將求解劃分在合理的有限的范圍內(nèi)，因此，該分析法在巖土工程中的應(yīng)用有著一定的局限性。而隨著社會(huì)的發(fā)展，這種分析法也得到了一定的發(fā)展，加上其本身所具有的超強(qiáng)適應(yīng)性，使得其在一些其他的工程中也得到了應(yīng)用，但是應(yīng)用的過程中，也會(huì)受到局限性的影響。本文主要就針對有限元極限分析法在巖土工程中的主要應(yīng)用情況進(jìn)行深入的分析。
1 有限元極限分析法的發(fā)展。
有限元極限分析法在早期主要是由英國的科學(xué)家所提出的，并且在提出之初，就應(yīng)用到了巖土工程中。而隨著時(shí)代的演變，在 20世紀(jì) 80、90 年代的時(shí)候，有限元極限分析法的應(yīng)用范圍逐漸的得到擴(kuò)展，但是受到當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，使得該分析法應(yīng)用的效果并不理想。
我國開始在巖土工程中應(yīng)用有限元極限分析法的時(shí)間在 1990年之后，我國當(dāng)時(shí)應(yīng)用該方法主要是為了針對土坡進(jìn)行分析，而在2000 年之后，就開始應(yīng)用該分析法對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并衍生出了有限元強(qiáng)度折減法，同時(shí)也衍生出了有限元超載法，這兩種方法都包含在有限元極限分析法中，有效的推動(dòng)了有限元極限分析法的'發(fā)展和應(yīng)用。
而在最近幾年，我國在有限元極限分析法的應(yīng)用上有了進(jìn)一步的突破，然而，就整體的應(yīng)用效果來分析，我國的有限元極限分析法的應(yīng)用目前還處于初級發(fā)展的階段，還需要采用不同的方法來對有限元極限分析法進(jìn)行改進(jìn)，只有這樣才能夠更好的發(fā)揮出有限元極限分析法在巖土工程中的應(yīng)用作用。
2 有限元極限分析法的原理。
2.1 有限元強(qiáng)度折減法原理。
在巖土工程中，主要采用莫爾 - 庫侖材料，強(qiáng)度折減安全系數(shù)T 的計(jì)算式為：
2.2 有限元增量超載法。
在工程中，巖土的破壞，不是朝夕之事，而是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，由線彈性狀態(tài)，逐步過渡到塑性流動(dòng)，最終達(dá)到極限破壞狀態(tài)。
因此，這就給增量超載方法求解地基的極限承載力，提供了有利的條件。
3 有限元極限分析法的基本理論。
3.1 巖土工程整體失穩(wěn)的判斷依據(jù)。
巖土工程整體失穩(wěn)的破壞，是指巖土沿滑面產(chǎn)生坍塌或滑落，無法繼續(xù)承載。因此，同時(shí)也可將有限元靜力計(jì)算作為邊坡失穩(wěn)的依據(jù)。
3.2 計(jì)算精度提高的條件。
要想使得巖土工程中的有限元極限分析法計(jì)算精度可以得到有效的提升，就需要利用功能較為完備以及性能較為成熟的程序軟件來進(jìn)行計(jì)算。可采用國際通用的一些程序計(jì)算軟件。另外，就是要能夠依照有限元極限分析法應(yīng)用的具體情況，按照實(shí)用性中的強(qiáng)度原則來進(jìn)行相應(yīng)有限元極限分析法模型的構(gòu)建，最后，也就是要將對計(jì)算的范圍進(jìn)行有效的控制，盡可能提高有限元極限分析法中的計(jì)算精度。
采用有限元極限分析法來對巖土工程進(jìn)行計(jì)算的過程中，要充分的考慮到巖土工程穩(wěn)定性的問題，針對巖土工程中的幾何參數(shù)、抗剪強(qiáng)度以及相應(yīng)的彈性模量來進(jìn)行系統(tǒng)的分析，依據(jù)這些參數(shù)，來計(jì)算得出相應(yīng)的結(jié)果，而在計(jì)算結(jié)果中，無論 V值為多少，其對計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性影響都不大。
4 有限元極限分析法在巖土工程中的應(yīng)用。
4.1 在二維邊坡中的應(yīng)用。
根據(jù)有關(guān)的計(jì)算公式來對有限元極限分析法在二維邊坡中的應(yīng)用進(jìn)行詳盡的分析，依據(jù)相關(guān)的有限元計(jì)算軟件來對有限元模型進(jìn)行合理的構(gòu)建，依據(jù)所構(gòu)建的有限元模型，將邊界兩條線作為是約束的具體條件。嚴(yán)格的依照邊坡在遭到破壞的過程中，所具有的特點(diǎn)，使得邊坡滑面上的塑性以及節(jié)點(diǎn)位移都出現(xiàn)一定的轉(zhuǎn)變，從而轉(zhuǎn)化為突變塑性以及滑動(dòng)水平位移。針對這樣的情況，就需要合理的進(jìn)行以相應(yīng)的方法，也就是塑性應(yīng)變值云圖法來進(jìn)行滑動(dòng)面的有效調(diào)整，使得其與原有的滑面方法之間呈現(xiàn)出明顯的不同。
4.2 有限元超載法在土基上的應(yīng)用。
巖土工程采用的地基主要就是一些垂直型半無限的地基以及沒有重量的地基，應(yīng)用有限元超載法，可以使得光滑剛性條形地基的承載力達(dá)到極限的狀態(tài)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)地基均勻受力的目的。
而針對有限元超載法在土基上的應(yīng)用，可以采取的計(jì)算公式主要為
就上述的公式來進(jìn)行有限元超載法的應(yīng)用計(jì)算，就可以有效的了解到，極限情況下的地基基礎(chǔ)部分，位移矢量會(huì)隨著土基基礎(chǔ)周圍部分額等效塑性的改變而發(fā)生改變，如果在這種情況下，計(jì)算機(jī)的結(jié)果與實(shí)際的結(jié)果仍然一致，那么就說明，有限元超載法在土基上有著良好的應(yīng)用效果。雖然隨著有限元超載法的應(yīng)用發(fā)展，對其的計(jì)算公式也逐漸的多樣化，但是其中計(jì)算結(jié)果最為準(zhǔn)確的計(jì)算方式就是魏錫克經(jīng)驗(yàn)公式。
另外，除了在巖土工程中，有限元極限分析法有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，在隧道工程以及在滑坡支檔結(jié)構(gòu)中，有限元極限分析法也有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。而且在社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步的過程中，這種分析法的應(yīng)用范圍還在進(jìn)一步的擴(kuò)大，其應(yīng)用的價(jià)值也在不斷的凸顯。
5 結(jié)論。
綜上所述，在巖土工程中，有限元極限分析法有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，在將這種分析法應(yīng)用到巖土工程中時(shí)，可以將這種分析法分為兩種進(jìn)行分析，本文就主要針對有限元極限分析法中的有限元強(qiáng)度折減法以及有限元超載法來進(jìn)行分析，雖然這兩種方法都還在實(shí)驗(yàn)階段，還沒有真正的完善，但是其也在巖土工程中發(fā)揮了重要的影響作用。本文通過對有限元極限分析法的發(fā)展歷程、應(yīng)用原理以及應(yīng)用判斷依據(jù)，來總結(jié)得出有限元極限分析法的具體應(yīng)用方式，本文的分析在一定程度上，為有限元極限分析法的應(yīng)用和發(fā)展帶來了一定的參考價(jià)值。
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