地下工程开挖卸荷的算法研究和计算机模拟

在岩体中开挖地下工程,无论是隧洞或是地下厂房,均会影响原来的平衡状态.开挖后使周围岩石失去支撑,导致新的变形和应力场的调整,即为卸荷效应.卸荷效应直接影响到建筑结构的安全和正常运行.当用有限元法对岩石进行结构分析时,此变形和应力调整相当于在开挖的边界处施加相应的节点力,即卸荷荷载.笔者给出三节点三角形单元和四节点四边形节理单元计算节点卸荷荷载的"不平衡节点力法"的原理和方法,同时阐述了在计算机上进行模拟实现过程。

大型洞室围岩计算中分期施工计算机程序处理

在有限元程序中设置“0”类区和虚单元,程序能自动识别新开挖边界节点号,并通过施加卸荷荷载的方法计算大型地下洞室分期施工各阶段的围岩变形和应力。虚单元不计算单元刚度矩阵,不参与形成总体刚度矩阵。虚节点无节点力,不形成方程。通过标志矩阵自动搜索新的开挖边界节点,并由单元应力计算出节点的卸荷荷载。