弹塑性地基中黏性与黏弹性人工边界条件有效性的验证

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1、第25卷增2岩石力学与工程学报Vol.25Supp.22006年10月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringOct.，2006弹塑性地基中黏性与黏弹性人工边界条件有效性的验证吴艺，房营光(华南理工大学土木工程系，广东广州510640)摘要：对于局部人工边界条件中的黏性人工边界条件与黏弹性人工边界条件，由于其具有易于实现、精度较好、稳定性较高的特点，目前在时域有限元法中得到广泛的应用。然而，目前所应用的黏性与黏弹性人工边界条件大多是基于弹性介质的条件下推导出来的，故一般只

2、用于弹性介质，能否将其直接移植于弹塑性介质以及移植后会带来多大误差尚未得到理论或实践证明。运用理论分析与数值验算的方法，从两方面论证把弹性介质中的黏性人工边界条件与黏弹性人工边界条件应用于弹塑性介质的可行性，分析其带来的误差。分析结果表明，在介质塑性区域发展不是很大的情况下，把弹性介质中的黏性与黏弹性人工边界简单地移植于弹塑性介质中，不会带来很大的误差，仍可满足工程精度的要求。关键词：土力学；黏弹性；人工边界条件；弹塑性；有效性中图分类号：TU41文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)增2–3468–

3、06VALIDITYOFVISCOUSANDVISCOPLASTICARTIFICIALBOUNDARYCONDITIONSFORELASTOPLASTICFOUNDATIONWUYi，FANGYingguang(DepartmentofCivilEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou，Guangdong510640，China)Abstract：Twolocalartificialboundaryconditions—viscousartific

4、ialboundaryconditionandviscous-springartificialboundarycondition，arewidelyusedforsoil-structuredynamicinteractionanalysisintimedomainfiniteelementmethodfortheirgoodfeasibility，fineprecisionandhighnumericalstabilityfeatures.However，twolocalartificialboundarycond

5、itionsmentionedabovearederivedinelasticmedia，sotheyareordinarilyusedinelasticmedia.However，itisnotverifiedeithertheoreticallyorpracticallythatwhethertheycanbetransplantedtoelastic-plasticmediawithoutanychange；orifcan，howmucherrorwillbeinducedcomparedwithtruecon

6、dition.Basedontheconclusionmadebyotherscholarsthattheerrorinducedbytransplantingviscousartificialboundaryconditionandviscous-springartificialboundaryconditionderivedinelasticmediatoviscoelasticmediawithoutanychangewillnotbelarge，andontheconclusionsthatelastic-p

7、lasticmediacanbetreatedasnonlinearequivalentviscoelasticmediaundersomeconditions，theverificationanderroranalysisareperformedwiththeoreticalanalysisandnumericalexamination.Analyticalresultsshowthatiftheplasticregionofmediaislimitedtosomeextent，theerrorinducedbyt

8、ransplantingviscousartificialboundaryconditionandviscous-springartificialboundaryconditionderivedinelasticmediatoelastic-plasticmediawithoutanychangewillnotbegreat，andtheyca