岩体井下开挖边界元分析的新方法

在力学计算中如何很好地模拟岩体结构面破裂一直是一个难题.通过对结构面特性的分析,利用边界元法给出了结构面模拟的两种模型.模型将结构面分别假想为刚性连接和弹性连接,在结构面达到强度极限之前,结构面处于平衡状态,当其达到强度极限时,连接断裂,这样就避免了寻找结构面合理参数的工作,为更好地模拟结构面岩体的破坏提供了全新的方法.图3,表1,参5.     

用混合边界元法解岩体不连续问题

介绍了一种混合边界元法——耦合直接边界元法与位移间断法（Ｔｈｅ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｍｅｔｈｏｄ），该方法分别采用边界单元和位移间断 单元模拟结构的边界及各种不连续构造，适于求解工程中含有软弱结构面岩 体的应力分析问题．由于在位移间断单元上只定义了位移差为基本未知量， 总体方程阶数较一般边界元法显著降低，从而节省了机时和存储量．     

用边界元法反演分形粗糙面

采用边界元法对分形粗糙面的分维数进行反演,讨论了参数的变化对反演结果的影响,得到了很好的模拟结果.用边界元法进行计算时,只需对边界进行剖分,且可以直接计算出交界面上法向导数值,而无需使用数值微分,因此计算更加快捷,精度更高.     

用边界元法分析工程结构中的裂纹

对于工程中的裂纹问题运用二维弹性问题的控制方程和Ｋｅｌｖｉｎ问题的基本解,建立了Ｓｏｍｉｇｌｉａｎａ等式及边界积分方程,并利用常值元及线性元对积分方程离散,从而对裂纹区域进行力学分析,文中所给算例,与文献结果吻合较好。     

涂层结构中温度场的边界元法分析

涂层结构材料的温度场分析由于受涂层厚度尺寸的限制,一直以来是数值计算的难点。文章采用多域边界元法,将涂层结构分为基体和涂层2种不同的子域,在涂层域中引入一种完全的解析积分算法,解决了边界元法分析涂层结构温度场问题中存在的几乎奇异积分难题,计算了涂层结构在不同层厚比时涂层内的温度和热流;算例证明该方法可比常规边界元法大为有效地求解超薄涂层结构中温度场分布问题。     

矩形波导插入圆腔结构散射特性的边界元法分析

应用边界元法对矩形波导插入圆腔结构的不连续性问题进行了分析，编制了一个计算机程序，对这种结构的散射系数进行了计算，其结果与文献(东南大学学报(自然科学版)，2000，30(1)：42～46)值一致，通过分析和计算表明，这是一种有效的数据计算方法。     

砂轮强度分析的边界元法

本文采用边界元技术解决机械强度分析中的砂轮强度分析,把先进性与实用性相结合,具有一定的工程意义。分析计算结果与实验相符,表明了模型合理及分析方法的有效性。     

带软弱结构面岩体的弹性有限元分析

通过分析指出,用近似于矩形或长方体的常规实体单元描述平面或空间岩体问题中的软件弱结构面,春精度比简化的节理单元或夹层单元要高。在计算效率上,由于简化的节理单元或夹层单元的劲度矩阵元素与常规实体单元相同,因而简化的节理单元中夹层单元并无优越性,对岩体中软弱结构面的描述可采用常规的实体单元而无需进行特殊处理。     

基于边界元法的岩体渗透系数尺寸效应研究

利用Monte-Carlo法模拟生成二维裂隙网络,建立9个不同尺寸的岩体模型,结合岩体裂隙网络生成技术与边界元法,分析不同地下水孔隙压力作用下,岩体的渗透系数及其变化规律。结果表明:在岩体尺寸小于12 m时,岩体渗透系数的尺寸效应曲线不稳定,呈现波动跳跃的规律;随着岩体尺寸的逐渐增大,曲线波动逐渐衰减,趋于稳定。说明裂隙岩体的渗透系数与变形模量或强度等力学参数类似,都具有尺寸效应,且随着地下水孔隙压力的增大,岩体的渗透系数随之增加。     

浅析岩体结构面成因及分类

近几年,自然灾害在我国频繁发生,岩体失稳严重威胁人类的生命财产安全.首先,岩体失稳具有不可预测性,与滑坡不同,失稳前没有明显的变形迹象;其次,由于岩体内部结构面的复杂性,肉眼未能预测可能失稳的岩块体规模.因此,为防治岩体对人类造成不必要的伤害,岩体结构的研究成为最重要的课题.     

复合半平面的边界元法

两种不同介质的半平面结合在一起的问题是非均质的复合半平面问题。本文利用Fourier变换,从平面应变问题的Kelvin奇异解出发,构造了复合半平面的解。用边界元法实施复合半平面解可以解决有关非均质的一大类岩石力学问题。无限半平面问题可以看作是复合半平面问题的特例。还给出了与理论解比较的算例以及在岩右力学中应用的几个实例。     

概率边界元法结构分析

本文讨论了在常规边界元法中引入概率分析的方法;给出了能够反应边界条件随机变化的边界元基本公式以及对由此而导出的结果进行概率分析的后处理方法;本方法在数值计算方面只需对原有常规边界元程序稍加改动便可实现。     

有限元法罚单元中的内外边界元方法

论证了边界元法及如何应用有限元法罚单元中的内、外边界法计算已知位移(变形)反求载荷(反力)类问题。它为工程界处理复杂的边界条件问题提供了一简单可行的方案。     

一种新的样条边界元法

提出一种新的样条边界元法，它既不存在角点问题和奇异积分，也不涉及样条函数的端点条件。给出三个数值例子以证实方法的正确性和可行性。     

面向对象的边界元程序设计

按照面向对象的程序设计方法，遵循边界元分析的本质，建立了有关描述边界元模型的类，用链表方式实现结点、配置点、边界单元和内部单元的数据存放、用多态性实现单元的自由链接，方便的实现了单元增减、复连通区域和同一程序解不同问题等功能。采用VC 编制了边界元配置法的数值计算程序，并给出了三维Laplace方程在球体区域上的算例。并将此方法的计算结果与精确解进行了比较，计算结果吻合良好。     

波动方程的边界元解法

本文研究了求解二维域波动方程的边界元方法,给出了数值计算公式。通过对一个在Heaviside型力函数作用下的一维棒运动的计算,说明该数值方法是有效的,易在计算机上实现。     

线性边值问题的一类新型边界元法

本文由加权残值法导出了边界元法的一类新型积分公式,并提出了相应的内点公式和边界点公式联立求解方法。在这类公式中,不一定要取权函数为控制方程的基本解,在许多问题中。当用常规边界元法而找不到基本解时,可以改用本文的新型积分公式来解决。本文给出了这类积分方程的一般推导方法,就一些具体线性边值问题作了讨论,建立了相应的积分公式和求解方法。这种方法为用边界元法求解名类问题编制系统电算程序提供了方便。     

三维弹性体边界元常单元的精确积分计算

边界元方法中的边界积分计算影响计算精度和计算速度.当采用常单元计算时,非奇异积分一般采用数值积分,奇异积分采用精确积分法.文章采用积分区域变换和高斯公式,将三维弹性问题的二维积分化为一维积分,使常单元奇异积分和非奇异积分都能采用精确积分的方法计算.实例计算结果表明,此算法能使边界积分的求解精度和计算速度都得到提高.     

多裂纹相互作用下断裂行为的边界元分析

基于边界元法,数值计算含多裂纹有限板在拉伸载荷下的断裂参数。利用裂纹面边界单元节点的张开位移,并结合线性拟合外推的方法计算应力强度因子。综合考虑计算精度和计算效率,讨论并选定合适的边界单元划分密度和类型。按照最大周向应力准则,通过断裂参数等效应力强度因子和扩展方向,分析裂纹I和II型复合断裂行为。裂纹间的相互作用会抑制或增强断裂行为,通过多个算例考查多裂纹的角度、长度、分布位置和间距等因素对抑制和增强作用的影响。     

工程中的边界元法

鉴于近年来工程中对边界元方法的广泛应用,介绍边界元方法的特点、分类及其局限性,并以二维平面问题为例讨论了采用不同边界元方法求解问题的一般过程.