[口头报告]岩土大变形的粒子类方法研究及其在根-土复合体变形破坏中的应用

岩土大变形的粒子类方法研究及其在根-土复合体变形破坏中的应用
编号：3787 稿件编号：169 访问权限：私有 更新：2023-04-23 15:35:32 浏览：258次 口头报告

报告开始：暂无开始时间 （Asia/Shanghai）

报告时间：暂无持续时间

所在会议：[暂无会议] » [暂无会议段]

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摘要
滑坡、泥石流等常见地质灾害涉及岩土体的大变形，有限元法等传统数值方法由于计算过程中的网格扭曲问题无法对大变形问题进行有效模拟。粒子有限元法(PFEM)将有限元网格中的节点视为自由粒子，通过间歇性的计算域重新识别和网格重新剖分解决网格扭曲问题，能有效的实现岩土大变形数值模拟。针对PFEM存在的场变量需要不断在高斯点与节点之间相互映射问题，提出将基于应变光滑的节点积分技术引入粒子有限元法，推导形成了完整的计算理论，建立了改进后的粒子有限元法基本框架——光滑粒子有限元法(SPFEM) ，并将其推广至动力与耦合分析，又进一步实现了三维GPU并行计算。目前，SPFEM已被来自中国(内地、香港)、西班牙、英国、德国、奥地利等地的研究团队跟踪和采用。另一方面，针对植被护坡这一生态型浅层滑坡防治技术开展数值方法研究，为模拟根系对土体的加筋作用和根-土复合体变形破坏过程中的局部大变形行为，提出了物质点法-有限元法耦合(MPM-FEM coupling)计算框架，采用物质点法模拟土体自身的变形和破坏，采用铁木辛柯梁单元模拟具有复杂几何形态的植物根系，引入建立的单根及根-土界面本构关系，实现了根-土复合体变形破坏的精细化模拟。通过一系列算例，验证了上述粒子类数值计算方法的有效性和高效性，从而为基于植被措施的浅层滑坡生态防治提供有效的数值工具。
关键字
大变形、粒子有限元、物质点法、根-土复合体、浅层滑坡、GPU并行
报告人
张巍
华南农业大学

稿件作者
张巍 华南农业大学
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