考虑间断速度场的光滑有限元极限分析上限法.pdfVIP

第45卷第9期岩土力学Vol.45No.9

2024年9月RockandSoilMechanicsSep.2024

DOI：10.16285/j.rsm.2023.1544

考虑间断速度场的光滑有限元极限分析上限法

1123

戴北冰，袁新，周锡文，刘锋涛

（1.中山大学土木工程学院，广东广州510275；2.香港理工大学土木与环境工程系，香港；

3.桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林541004）

摘要：基于应变光滑技术的有限元极限分析方法，为岩土工程稳定性分析提供了一种有效和高精度的数值分析途径。通过

改进基于节点光滑域的方法，使其可以考虑间断的运动许可速度场，提出一种新型节点光滑有限元极限分析上限法。在土与

结构接触面处引入间断速度场，以间断面处节点速度差表征间断速度场的大小，进而基于间断节点重新构造节点光滑域。在

Mohr-Coulomb屈服准则和关联流动法则的基础上，分别计算间断面和光滑域内的内能耗散，并将屈服准则和流动法则的约

束条件转化为一系列的二阶锥约束方程，最终将考虑间断速度场的节点光滑有限元上限法转化为标准的二阶锥规划模型。此

模型可以采用高效的原对偶内点算法进行求解。通过岩土工程中经典问题的数值分析，验证了新方法的可靠性，并通过数值

分析发现，结构与土体接触的强度性质对结构的失稳模式和极限承载力具有明显的影响。

关键词：极限分析上限法；节点光滑有限元；间断速度场；二阶锥规划（SOCP）

中图分类号：TU443文献标识码：A文章编号：1000－7598(2024)09－2849－10

Upperboundlimitanalysisusingsmoothedfiniteelementmethodconsidering

discontinuousvelocityfield

1123

DAIBei-bing,YUANXin,ZHO