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随着计算机科学的发展,依赖于计算机科学的数值计算在岩土工程研究领域愈来愈得到重视,数值计算和分析已成为解决各类岩土工程问题的重要和有力的手段。本论文在对目前国内外岩土数值分析方法的综合分析基础上,研究了基于静态松弛的界面分析方法、相关算法程序,并对其在岩土工程中的应用问题进行了探索。
论文首先论述了国内外岩土工程松弛数值方法的研究与发展。之后从力学的角度来分析和介绍了静态松弛力分配法和静态松弛界面单元法的基本原理,给出了力分配法的算例,与有限元计算做对比,验证了力分配法的正确性和可行性。应用界面单元法分析了悬臂梁受拉和受压时的界面变形问题,研究了悬臂梁的变形情况。
研制了基于静态松弛界面单元法的应用程序,并针对该程序开发了配套的前处理程序和结果显示的后处理程序。前处理程序包括模型绘制,网格划分,参数输入和约束施加。提出了一种满足一定约束条件下任意平面三角网格自动划分的简化方法,研究了其相应的算法。该方法可以根据所给出的尺寸和边界进行网格划分,自动记录节点坐标和单元编号,将结果进行输出和显示,并给出了算例;后处理程序可以观察单元和节点的位移、应力大小、过程的动态显示。文章给出了程序研制思路,关键步的算法和流程图。
应用所研制的程序对岩土工程中的静力压桩问题进行了深入研究,分析了轴力和桩侧摩阻力的变化规律。从桩顶荷载,桩体下沉的关系等方面对静压桩的荷载传递机理进行了探讨。