【摘要】：由于結構物貫入時網(wǎng)格變形過大而產(chǎn)生扭曲畸變等問題,常會造成巖土工程下沉貫入領域的數(shù)值分析收斂困難甚至計算結果失真。采用合適的數(shù)值方法分析此類問題頗具挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的有限元模擬方法往往會出現(xiàn)收斂困難、作出不合理的假設以及需要依賴用戶的專業(yè)網(wǎng)格重劃分和插值程序等問題。耦合的歐拉-拉格朗日(CEL)分析方法結合了拉格朗日網(wǎng)格與歐拉網(wǎng)格的優(yōu)點,可以有效地解決有關大變形和材料破壞等諸多問題。通過位移控制法和力控制法兩種下沉方式,進行桶形基礎室內液壓下沉模型試驗,得出不同強度的黏土中桶形基礎下沉阻力和下沉深度的關系及土塞高度。應用CEL有限元法進行模擬,計算結果與試驗結果較為符合。采用的CEL有限元模擬方法不僅可對桶形基礎自重下沉和液壓下沉進行預測,也可為其他海洋基礎結構的貫入模擬提供有益參考。
【圖文】：

問題[13]中取得了一些成果，但鮮有應用CEL有限元法對桶形基礎自重下沉和液壓下沉分析的報道。本文首先簡要介紹CEL有限元法的基本原理。然后進行桶形基礎室內液壓下沉模型試驗過程和結果，并應用CEL有限元法進行模擬。文章提出的CEL有限元模擬方法不僅可為桶形基礎自重下沉和液壓下沉進行預測，也可為其他海洋基礎結構的貫入模擬提供有益參考。2耦合的歐拉-拉格朗日（CEL）法耦合的CEL有限元分析方法結合了拉格朗日網(wǎng)格與歐拉網(wǎng)格的優(yōu)點，采用歐拉網(wǎng)格中網(wǎng)格固定而材料可以在網(wǎng)格中自由流動的方式建立模型（如圖1所示），有效地解決了有關大變形和材料破壞等諸多問題。同時，通過歐拉-拉格朗日的接觸算法，利用拉格朗日網(wǎng)格得到準確的結構應力-應變響應。(a)拉格朗日分析(b)歐拉分析圖1有限元分析中連續(xù)體的變形Fig.1Deformationofacontinuuminfiniteelementanalysis在耦合歐拉-拉格朗日有限元算法中，歐拉材料的變形是基于流體體積方法來體現(xiàn)。在這種方法中，，材料在網(wǎng)格中流動的軌跡是通過計算每一個單元中的歐拉體積分數(shù)（Eulerianvolumefraction，簡稱EVF）來確定的。如果一個單元完全被材料填充，則這個單元的歐拉體積分數(shù)EVF=1；如果某個單元里沒有材料，則它的EVF=0。如果一個單元中所有材料體積分數(shù)的總和小于1，這個單元的剩余部分自動被“空”材料所占據(jù)，“空”材料既沒有質量也沒有強度。在歐拉網(wǎng)格中，使用體積分數(shù)工具，將用來描述材料初始狀態(tài)及位置的參考體離散到歐拉體中，如圖2所示。圖2使用體積分數(shù)工具在歐拉體中定義材料的過程Fig.2ProceduresformaterialdefinitionbyusingthevolumefractiontoolinEuleriananalysisCEL分析方法是通過顯示動力分析來實現(xiàn)的。這種顯式算法的穩(wěn)定性是有條件的，?

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本文編號：2545005