关于岩土工程有限元分析中的若干问题

关于岩土工程有限元分析中的若干问题

发表时间：2018-05-02T11:49:19.047Z 来源：《科技中国》2017年10期作者：刘富舜王纪辛胡冲[导读] 摘要：岩土工程从整个社会角度上来说是致力于对人类生活进行改善的项目，这个工程项目让我国的岩土质量有了大幅度的提高，但是这还远远不够，我国想让岩土工程在建设时期就保证整个质量和效率，就需要进行有限元分析摘要：岩土工程从整个社会角度上来说是致力于对人类生活进行改善的项目，这个工程项目让我国的岩土质量有了大幅度的提高，但是这还远远不够，我国想让岩土工程在建设时期就保证整个质量和效率，就需要进行有限元分析，用这个方式进行分析能把整个岩土工程给剖析清楚，在进行岩土工程的建设工作中，也能适当进行效率和质量的改进，保证整个岩土工程顺利进行。但是在进行有限元分析的同时也

存在许多问题，这些问题着实存在，并影响着岩土工程的施工，因此分析有限元分析中存在的问题，也有助于提高岩土工程的建设质量，以便更好地降低岩土工程风险。

关键词：岩土工程；有限元分析；若干问题岩土工程在进行过程中涉及到了诸多问题，岩土工程主要涉及到了岩土的勘察工作和岩土的风险分析和处理工作，选择有限元分析方式进行分析也能够直接将岩土工程中的工作都进行处理。虽然有限元分析当前在岩土工程中运用得极广，但是仍旧存在诸多问题，这些问题要是没有意识和相关措施进行控制，就会对岩土工程的安全有基本的影响。本文旨在有限元分析的问题进行解决，因此分析在有限元分析中存在的问题，也能让岩土工程进行得更加顺畅。

1 岩土工程有限元分析

岩土工程中的有限元分析可以预判整个工程中的风险，并降低工程中的风险。

（1）定义安全系数。

首先有限元法可以将整个安全系数测算出来，安全系数专门是用来跟岩土工程结合在一起进行建筑管理的，安全系数为整个岩土工程的安全进行了预判。如果要去计算滑坡工程中的安全系数，就需要用到有限元分析法，有限元分析法用了强度贮备系数的计算方法，对安全系数进行计算，计算出的安全系数之后，要通过对岩土强度的分析来最终确定岩土工程的建设计划，合理地降低风险。 2）有限元分析原理。

有限元分析方法，主要用的是莫尔库仑计算方法，莫尔库仑计算方法能够将整个岩土的强度给测算出来，这样的好处是能够让岩土工程在进行过程中，随时根据强度的不同调整计划。用有限元进行分析的时候，要降低整个岩土的抗剪强度，让整个岩土的抗剪强度达到最低，整个岩土的结构受到损害的那个最大值就是强度贮备系数。也因为这个最大值是整个岩土的极限值，所以在整个岩土工程中，该极限值能够辅助来分析并判断工程建造计划，这也是相当重要的。

（3）有限元分析的优势。

如果想要对工程的数据进行直接的分析，也想要对工程当中的风险进行全面的分析，选择有限元分析是最好的方法，有限元分析的优势就是在于可以分析输数值和工程的风险。岩土工程在建设过程中最重要的就是监控，而有限元分析法中能够起到很好的监控作用，所以整个岩土工程的细节都可以用有限元分析方法分析出来，在整个分析过程中，其实岩土工程的位置和它的形状大小，在分析方法中都显得不太重要，可以直接用边坡进行安全系数的计算，同时整个强度贮备系数和画面系数都可以进行计算。从实际出发，如果要计算整个岩土工程的破坏系数和他的极限，承受能力，如果采用有限元分析法进行计算，可以更有效并且简洁地计算出结果。相对来说环境条件比较恶劣的岩土环境，想对极限值进行测量，那么就用有限元分析方法这个方法，能起到极佳的好作用。又清晰明了，又操作简便，这就是有限元分析法的优势之处。

2 岩土工程有限元分析中的若干问题

岩土工程的有限元分析十分简便，但是风险大，在实际过程中，岩土工程在进行有限元分析过程中，存在着很多问题，这些问题想要得到解决，必须详细进行分析。

2.1 初始地应力场问题

影响整个有限元分析法的因素就是初始地应力，如果有限分析法操作员工在分析初始地应力时，并没有直接对初始地应力进行实际地判断，进行有限元分析法分析时，也没有重视这个初始地应力，所以在直接情况下一定要通过现场所测的数据来进行初始地应力的分析。初始地应力场需要用先总体再局部的方式进行测量，整个应力场的情况都能够掌握，同时也可以根据整个应力场情况将对应力分量函数分析出来。

所以针对应力场的情况，可以用以下两个方式来解决可能存在的问题。（1）直接用地应力公式进行计算，将整个应力送往高斯点，这样施加起来的应力能够促进成为一个应力场。（2）如果选择边界直接进行负荷力检验，就能够直接计算出内部和外部的施力情况，整个应力场的具体分布情况也能够分析出来。这两个方式都能直接对应力场进行控制，而其中第一种方式在进行过程中需要有较高的职业操作水平，才能发挥出整个复杂应力场的最大作用，整个复杂应力场的具体情况都能用专业的职业操作和适当的方式分析出来，让整个岩土工程的具体情况全面而有效地分析出来。另外一种方法主要存在的问题是整个应力场只有在比较简单的情况下，才能用该方式分析出来，因此一般情况不是特别复杂，就可以用第二种方法，情况比较复杂的，就使用第一种方式，这两个方式都是可以灵活运用进行处理的。

2.2 开挖荷载计算问题

开挖荷载在整个岩土工程中属于比较重要的分析要素，整个有限元分析要素中，开挖荷载是比较重要的要素，开挖荷载的分析工作也是在岩土工程中都比较重要的环节，整个岩土工程中的开挖力主要是指整个岩土工程中需要开挖的界面和剩下未进行加工的页面之间的作用力，这个作用力能维持整个岩土结构的稳固性，对整个岩土工程中的开挖力进行有限元分析的过程中，其实极容易出现节点无效的情况，等效节点因为环境复杂的原因而没有办法进行完整并且有效地测量，很多情况下，岩土工程的情况太过于复杂，整个岩土工程的开挖力就没办法得到测量，岩土工程后期根据开挖荷载调制整个开挖方案的时候，效果就不太明显，针对这个情况，主要可以采用这个方式进行开挖荷载的辅助计算。

在原本用开挖荷载的计算公式对整个岩土工程的等效节点力进行计算的同时，将应力值的数据在原有基础上一直往上调整，达到满足高斯点的位置，而且这样测算出来的开挖荷载值也能有提高，整个岩土工程中的开挖荷载的计算问题也能够因为这些有解决方式，从误差上来看，会有降低的好效果。