摘要：排水孔是常用的工程渗控措施,其排水降压效果将直接影响工程的安全与稳定,因此,正确模拟排水孔进而优化设计尤为重要。由于影响排水效果的因素众多,优化设计需要针对多种排水孔方案进行渗流分析,计算量较大,采用正交设计法确定排水孔方案可以大大减少渗流分析次数;传统的数值模拟方法在排水孔方案改变时需要重新绘制计算网格,前处理难以实现,采用复合单元法,无需绘制排水孔网格,因而不同排水方案的渗流分析可共用一套网格,降低了前处理的工作量和难度。基于正交试验和复合单元法的排水孔优化设计的具体步骤为:确定试验指标、因素和水平;选择合适的正交表,确定渗流计算方案;对各方案依次采用复合单元法进行渗流分析;根据渗流计算结果进行极差分析和方案优选。该方法能够迅速有效地确定出“最优”的排水孔方案,具有一定的工程实用价值,实例分析表明了该方法的可行性和优越性。

摘要：加锚节理岩体有着复杂的细部结构和力学行为,常规的数值模型很难满足模拟这种力学行为的要求。进一步发展了笔者建立的加锚岩体的复合单元法,提出加锚节理岩体的复合单元法研究。在不考虑锚杆、节理等细部结构的情况下划分网格,分别定义了加锚岩体复合单元、不连续岩体复合单元和加锚节理岩体复合单元,并建立了其数值模型。同时,在复合单元中还定义了不同材料介质的子单元用来模拟加锚节理岩体内复杂的细部构造。对加锚节理复合单元法进行了理论推导和算例研究,通过与常规有限单元法计算结果的比较,表明了加锚节理岩体复合单元法的合理性,同时也突出体现了其前处理简便的优势。

摘要：温度场仿真与反馈分析是大体积混凝土结构的关键问题和难题之一。本文基于复合单元法建立相应的分析方法。首先,在温度场分析中冷却水管的处理上,通过将水管单元置于混凝土单元内部,实现了对多水管分期通水冷却效果的离散模拟,并且不须要加密或者变动网格,减轻前处理的工作量。然后,对混凝土冷却柱体进行了通水效果的模拟,对其计算精度进行了验证。结合人工智能的分析方法,建立温度场动态跟踪仿真与反馈分析方法。最后将该方法应用于小湾22#坝段施工期温度场仿真与反馈分析中,研究成果表明本文所提的方法在复杂温度场分析的动态仿真和信息化设计中的实用性。

摘要：复合单元法作为一种模拟应变局部化的新方法,展现出强大的生命力。系统介绍了复合单元法追踪模拟应变局部化的4项关键技术,并编写了相应的程序。其中复合单元拓扑信息自动生成、局部化带出现前后瞬时场变量继承、局部化带软化特性模拟等3项技术是复合单元法模拟局部化的关键,而破坏廊道拟合技术则拓展了应变局部化带追踪技术,克服了当前单元首尾相接逐一扩展追踪方法的不足,能得到和实际现象更吻合的有一定厚度的应变局部化带。此外,拟合的破坏廊道还可用于复核局部化带发展追踪模拟。这几项关键技术的程序实现,简化了前处理工作,提高了分析效率,为复合单元法追踪模拟应变局部化奠定了坚实基础。

摘要：论文指出了在有限元分析过程中地下水自由面上、下的区别,提出可采用复合单元法处理常应变交截单元,并以四面体单元为例,推导出了自由面与单元交截的截面方程,详细说明了复合单元法的原理、系数矩阵的求解方法、推导出体积分和曲面积分的求解公式。

摘要：用复合单元法进行渗流分析时,视排水孔为强渗透介质,并将其作为“空气子单元”置于常规岩(土)体单元内部,形成涵盖排水孔的复合单元,但排水孔无需在计算网格中绘出。该方法既可以精细模拟每个排水孔的作用,又避免了绘制排水孔网格的困难。当排水孔的设计发生变化时,也无需改变计算网格,有利于多方案的比较与优化。算例分析表明,对空气子单元“渗透系数”的取值,承压井在不同水力条件下基本不变,无压井则大大小于承压井。当选取了合适的“界面导水系数”后,复合单元法的计算结果与有限单元法非常接近。

摘要：研究了不连续岩体二维复合单元法前处理问题,重点讨论了区域行波法自动离散、复合单元拓扑信息自动生成时的线段求交、虚实结点采用和子单元块细分等几个关键问题.给出了不连续岩体复合单元拓扑信息自动生成程序系统流程图,利用面向对象技术开发了相应的前处理器.以三板溪进水口边坡为算例对该系统的功能与稳定性进行了考证,并和有限元分析的前处理过程进行了对比,证明了其可用性和高效性.

摘要：赛珠水电站地下工程洞室群复杂,为保证开挖施工和运行期的安全稳定,需进行数值分析。复合单元法(CEM)结合等效模型和离散模型的优点,在简化前处理条件下能详细描述复杂结构的力学行为。该文结合复合单元法展开对赛珠水电站地下工程的数值分析,模拟其开挖过程和运行期的运行情况。通过与传统有限单元法计算结果的比较,复合单元法在前处理和离散模拟上显示了优势。

摘要：复合单元法是一种具有高效建模能力的数值模拟方法,适合用于岩质边坡的动态设计,能够实现模型中结构面、加固措施和开挖面三部分的快速调整。目前复合单元法已经完成对结构面和加固措施的模拟,但还未实现对开挖面及开挖过程的模拟。针对该问题,借鉴复合单元法中结构面模拟的方法,同时结合新的开挖算法,建立了复合单元开挖模型,并使用FORTRAN语言编制了相应的程序。基于边坡开挖算例,与有限元结果的对比,验证新方法的可行性。

摘要：针对含冷却水管的大体积混凝土施工期温度场计算精度和效率的协调问题,提出了一种新的复合单元算法。该算法将冷却水管周围的混凝土区域分为非线性温度区(A区)、线性温度区(B区),并考虑管内水体温度(水区)。根据A区内的混凝土温度与到管壁距离的关系,以及各分区的泛函,导出了含一个混凝土子单元和一个水体子单元的复合单元新模型。算例表明,在计算精度方面,有限元与复合元对比计算得到的规律完全一致,在绝热温升50℃或60℃条件下两种方法的温度结果最大差异在2℃以内,该差异主要与A区半径的取值有关。在计算效率方面,本文算例中复合元的计算总耗时是有限元的50%。与原冷却水管复合单元模型相比,新算法可以在不增加网格密度的条件下,提高水管周围混凝土温度场的计算精度,且计算效率较高。