基于Hoek-Brown准则的围岩参数DE-FEM反演程序及应用

发布时间：2024-06-28 02:33

　　针对Hoek-Brown(H-B)准则在数值计算中的奇异点问题,论述了主应力空间中H-B屈服准则的应力回映算法,给出了应力回映区域的判定方法、应力更新方程式和一致切线模量的表达式。采用C++语言编制了节理围岩弹塑性有限元求解程序,通过与FLAC软件计算结果的对比,得出计算位移最大误差为5.36%,验证了所编程序的正确性。针对岩石材料力学参数难以确定的问题,引入差异进化算法,自主开发了DE-FEM位移反分析程序,并将其应用于吉林省高丽沟隧道洞口段工程。结果表明,通过反演所得位移最大误差为8.96%,反演程序具有较高的精确性和实用性,该方法能够为类似工程的安全设计提供参考和帮助。

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【部分图文】：

图2应力回映算法Fig.2Stressmappingalgorithm

1392应用力学学报第37卷其中：B为预测应力；A为上一迭代步结束时的应力状态。将预测应力代入屈服方程式(6)中，若出现一个或多个屈服方程大于0，则需对预测应力进行塑性修正，使其回到屈服面上C处(见图2)。图2应力回映算法Fig.2Stressmappingalgorithm此时....

图4有限元模型Fig.4FEMcalculationmodel2.5数值验证

T为修正矩阵，表达式为1+niiibTI(31)其中I为单位矩阵。在主应力空间求得epcC后，还应通过转置，将其转化为六维空间下的一致切线模量，具体方法见文献[16]。图4有限元模型Fig.4FEMcalculationmodel2.5数值验证采用C++语言，在文献[17]中的程....

图1主应力空间中H-B准则Fig.1H-Bcriterioninprincipalstressspace

第4期许梦飞，等：基于Hoek-Brown准则的围岩参数DE-FEM反演程序及应用1391计算方法，解决该准则在数值应用过程中的奇异点问题；然后将DE算法与有限元正算程序相结合，自主开发适用于节理岩体的DE-FEM围岩参数反演程序，解决实际工程应用中H-B参数难以准确获得的问题；....

对比(comparisonofverticalnodedisplacement)图5位移值对比曲线图Fig.5Displacementcomparisoncurve(b)竖直方向节点位移值

1394应用力学学报第37卷顶部施加如图4所示f=0.5MPa/m的均布荷载。弹性模量Em=50MPa，泊松比μ=0.3，H-B准则参数选取为a=0.5，s=0.009，mb=19，σc=10MPa，容重γ=20kN/m3。将所编有限元程序(FEM)与FLAC软件计算的位移值进行....

本文编号：3996309