深部软岩工程大变形力学分析设计系统

采用飞箭软件公司的有限元程序自动生成系统作为软件开发平台,进行“深部软岩工程大变形力学分析设计系统”的合作开发工作。该软件系统具有如下特色:(1)以和分解有限变形力学分析模型为主体,包括极分解力学分析模型供用户进行对比分析;(2)强调非线性大变形力学设计特色:力学对策设计、过程设计和参数设计;(3)包括多种岩土材料本构模型和工程材料单元,可以进行边坡工程、地基工程、地下洞室工程等大变形力学分析;(4)具有我国自主知识产权。目前该软件的弹性、弹塑性大变形二维计算程序和界面已经开发完成。通过对典型算例的弹性数值分析,验证大变形程序的正确性。该软件系统的问世,可为深部软岩巷道等岩体大变形力学问题提供具有分析和设计功能的数值分析软件系统。

梯度塑性理论的计算方法与应用

基于有限元自动生成系统(FEPG),开发使用梯度塑性理论的有限元程序,用于解决应变软化后的网格依赖性问题。提出带阻尼因子的u-λ算法,联立求解位移方程和屈服面方程,既可同时解得位移和塑性乘子,又避免了广泛使用的应力返回算法中的应力拉回运算。在D-P准则中引入软化模量和材料内部特征长度,使本构模型能够考虑软化和梯度效应。在软化问题求解上使用阻尼牛顿法,算例结果表明,带阻尼因子的u-λ算法能够计算应变软化问题,以有限元弱形式表达的梯度塑性理论,使用一阶单元就能够得到合理的结果,在一定网格范围能够得到稳定的应力应变曲线。