Hill稳定条件在有限元法计算地基承载力中的应用
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- 2021-04-27
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对大型有限元分析软件ABAQUS进行二次开发,以条形地基极限承载力问题为例,探讨有限元方法结合Hill稳定充分条件在求解岩土工程承载力问题中的应用。根据Hill稳定充分条件,当系统局部二阶功小于0时,地基局部潜在失稳;当整体二阶功小于0时,地基达到极限状态,可能发生整体失稳。探讨剪胀角对地基承载力的影响,并将有限元方法结合Hill稳定充分条件的计算结果和常规有限元法计算的结果与已有的数值、理论结果进行比较。结果表明:在剪胀角比摩擦角小很多时,与常规有限元法计算结果相比,有限元方法结合Hill稳定条件,计算得到的地基极限承载力更加接近理论解;当剪胀角和摩擦角接近时,二者计算结果基本一致,均能得到较为合理的结果。有限元方法结合Hill稳定条件,能较好地预测地基潜在失稳区域,可以判定结构的局部稳定性和整体稳定性,能同时描述地基的面破坏模式和场破坏模式,而且有理论基础和明确的物理意义,应用方便,是一种值得推荐的方法。
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