等厚度三维单元在薄板-土动力接触中的应用

针对薄板与土体的动力接触问题,根据土体小变形和基于薄板理论,对土体和薄板分别采用一阶基函数和零阶基函数进行建模,建立了一种基于一阶数值流形方法的等厚度三维接触单元。采用虚位移原理和刚塑性本构模型,推导了接触单元的刚度矩阵。通过引入阻尼单元和采用等价线性模型,建立了接触系统的二阶动力微分方程,并利用四阶Runge-Kutta显式方法编程求解得到了薄板与土体动力接触过程中的位移与应力值。相比于Goodman单元,在系统单元数相同条件下,当接触单元厚度为其宽度的0.06倍时,文中结果更符合试验值。通过和原位试验结果比较分析表明,文中建立的接触单元不仅建模方便,而且精度更高。