边坡稳定分析的极限分析下限解有限元法

研制开发了极限分析下限解有限元程序.在程序的开发过程中,着重解决了下限解有限元法转化为标准线性规划问题和线性优化方法的选择问题,同时,通过典型算例的分析对比,对程序的合理性和可行性进行了验证.     

基于北京CORS系统的虚拟站观测数据质量分析

针对网络RTK在特殊环境中无法获取固定解的情况,提出一种基于虚拟站观测数据的控制点解算方法。通过Trimble Pivot软件生成虚拟观测数据,并利用TBC软件网解求出观测点位置。分析结果表明,虚拟观测数据各项质量评估指标均与真实观测数据相当,具有可靠性。另外,利用虚拟站点网解求出的控制点三维精度优于5 cm。     

边界元法(续)

二、积分方程的数值解积分方程(16)一般来说是不能得到解析解的,因此必须求助于数值方法,如象有限元法那样。但这里仅对区域表面进行离散化,而不必对整个物体这样做。     

负压条件下考虑土体损伤和流变的有限元分析

介绍了在负压条件下软基加固的各种理论计算，并采用平面应变有限元法进行分析，计算中考虑了土体的流变和施工扰动引起的损伤。计算结果与某高速公路试验段现场观测的结果比较接近，说明计算方法是合理可行的。     

三维溶质运移问题的分步广义迎风解法

对对流占优的三维溶质运移问题提出了分步广义迎风解法，首先利用Ｎ．Ｎ．Ｙａ－ｎｅｎｋｏ对水动力弥散方程分步求解的思想，将原来的一个定解问题分解为两个定解问题即对流定解问题和扩散定解问题，对对流定解问题采用广义迎风对偶单元均衡法求解，对扩散定解问题采用一般的Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法求解，不仅避免了用一般有限元法和有限差分法求解对流占优的地下水水质数学模型时常出现数值弥散和过量问题，而且避免了求节点速度这一步，节省运算步骤，对井点的浓度变化给出了更合适的求解方法。     

井间电阻率成像中Frechet导数的算法比较

在用有限元法作电阻率反演计算中，求Ｆｒéｃｈｅｔ导数很重要。本文采用２．５维有限元法，对井间电阻率成像中的二极（ＡＭ）装置，分别用标准方法，格林函数法和扰动法计算了Ｆｒéｃｈｅｔ导数数值解，并对三种算法作了比较     

时间域航空电磁法2.5维有限元模拟

采用三角网格剖分的有限元法,研究了2.5维航空瞬变电磁法正演模拟问题。利用时频变换数值方法将时间域电磁场转换到拉氏域,再利用傅里叶变换将三维问题降维变为2.5维问题,然后由有限元法求解得到拉氏域二维电磁场,逆拉氏变换后得到时间域航空瞬变响应。为了回避正演模拟中总感应磁场在场源处的奇异性问题,采用异常场算法,场源响应通过在微分方程中施加背景电磁场实现。由于瞬变电磁信号具有较大的动态范围,而且需要经过两次正、逆拉氏变换和傅里叶变换,每个环节的计算精度和速度要严格控制在较高的水平上,否则积累误差会非常大。模型计算表明均匀大地和层状大地模型解析解与数值解吻合很好。这证明该算法是正确可行的,可作为研究二维复杂地质体的方法手段。     

边坡稳定性反分析方法研究——以华北某土坡为例

分析边坡破坏的主要目的是确定边坡滑动时的抗剪强度,然而现场观测和实验室观测的抗剪强度之间通常具有一定差异,给分析引入了许多不确定性。本文以华北地区某边坡为例,先探讨了传统极限平衡法(LEM)和有限元法(FEM)在反分析中的应用,之后计算了边坡在两种方法下的失效概率,并反演分析出了边坡破坏时的抗剪强度和摩擦角,研究结果可为相关工程提供参考。     

求解地下水问题的三角形有限元法

从拉普拉斯方程开始,介绍了三角形有限元法求解地下水问题的基本原理,逐步推导了其数值解的公式、边界条件以及求解方法.提供了两个计算示例,并对其计算结果进行了讨论.     

无越流含水层中完整井的井流试验确定隔水边界位置

讨论了在未知无越流含水层隔水边界的方向和位置时,通过完整井的井流试验,利用观测井降深-时间的数据以及Cooper-Jacob简化公式的直线图解法来确定隔水边界的问题。运用数学建模的方法,分析讨论了当观测井个数为两个时的隔水边界位置。结果表明:使用两个观测孔降深-时间的数据可找出隔水边界的两个可能解,但无法确定哪个是真实解。因此笔者在此基础之上提出了确定隔水边界的一种方法:使用三个不在一条直线上的观测井降深-时间的数据,通过直线图解法和作图,利用三个圆的交点近似确定隔水边界的位置。     

不排水双层粘性土地基极限承载力的数值分析

采用弹塑性有限元分析了条形基础作用下不排水条件的双层粘性土地基极限承载力性状。采用修正的地基承载力系数表征,并将不同的几何与土层参数条件下的数值解与上下限解和经典的经验解进行比较。表明弹塑性位移有限元法可以很好地求解地基的极限承载力问题,其求解得到的修正地基承载力系数与基于下限原理的有限元解很接近,而上限解高估了地基的极限荷载值,传统的经验解在某些条件下却偏小。     

下扬子中部地区岩石裂隙分布特征

本文在有限元法模拟的基础上综合运用Ｆ指标法、构造主曲率法、地震层速度法并结合实际观测、测试资料对区内海相中、古生界岩石裂隙在纵、横向上的发育特征进行综合分析，并预测覆盖区岩石裂隙发育的有利部位及其在不同类型构造上的分布规律。     

混合式三维电磁模拟方法

在地球物理文献中对三维电磁问题讨论过有限的几种数值解。这些数值解是利用积分方程,有限元法或有限差分技术获得的。莱尼斯和乔尼斯(Lines和Jones,1973)以及雷戴等人(Reddy等,1977)分别应用有限差分和有限元技术提出了关于三维大地电磁     

求解岩体裂隙产状三维概率分布的数值方法

测线法是一种广泛使用的裂隙几何特征野外观测技术,但它获得的一维产状观测数据不能代表三维空间内的概率分布.在实测裂隙倾向和倾角之间相互独立的假设基础上,借用概率论和微积分建立了一维数据和三维分布的数值解关系式,进而提出一种由一维观测数据求解三维概率分布的方法.该方法的实现步骤是:(1)通过关系式数值求解产状的三维累积概率...     

三维溶质运移问题的分步广义迎风解法

对对流占优的三维溶质运移问题提出了分步广义的迎风解法，首先利用Ｎ，Ｎ，Ｙａｎｅｎｋｏ对水动力弥散方程分步求解的思想，将原来的一个定解问题分解为两个定解问题即对流定解问题和扩散定解问题，对对流定解问题采用广义迎风对偶单元均衡法求解，对扩散定解问题采用一般的Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法求解，不仅避免了用一般有限元法和有限差分法求解对流占优的地下水水质数学模型时常出现数值弥散和过量问题，而且避免了求节眯速度     

无单元法在高速公路沉降计算中的应用研究

无单元法是一种新型数值计算方法，它只需要节点相关信息就能建立离散模型。笔者首先介绍了不等阶多项式基的径向点插值法基本理论，接着将其应用到分级施工下的软基高速公路断面沉降计算中，推导出此类问题的系统矩阵方程，并与有限元法解进行了分析对比.结果表明：该法不但计算精度高，而且在求解路堤分级施工的这类移动边界问题的沉降时，比有限元法更方便，故在工程实践中将具有广阔的应用前景。     

模拟地下水溶质运移的修正特征值法和混合有限单元法

本文根据修正特征值法(MMOC)建立了一种综合地下水溶质运移模型,该模型将解运移方程的迦辽金有限元法和解地下水流方程的混合有限单元法(MFE)结合在了一起。承先条件共轭梯度法用于解由MMOC和MFE离散引起的两大稀疏代数方程组。MMOC沿总流量流速场的特征曲线,在水流方向上划分时间步长,机械扩散和弥散项将用一标准有限元来处理。MMOC法的重要特点是沿一近似水流途径时间倒移,而不是象在很多特征方法或移动网格技术中那样时间顺走。MFE法涉及解联立的水头和单位流量方程。通过MFE法获得一阶收敛,同时对比其它标准有限元法,可更精确模拟流速场。MMOC-MFE法总体优点包括在浓度梯度大的情况下模拟最小数值波动或网格取向问题,由于用MFE法模拟流速非常准确,所以大大减少了物质平衡误差。另外,与标准迦辽金有限元法相比,本方法还可以把Courant数大于1的较大的时间步长用于固定空间格子系统中而对精度影响不大。     

一种全新的大地电磁解释法

求得更接近真实的地球物理模型是地球物理工作的最终目的.地球物理学家近几十年来为此作了不懈的努力,其中包括改进和试制新的仪器设备以取得更精确、更完善的观测数据,以及研究更好的反演方法以求得最佳的地球物理模型.大地电磁测深法也不例外.在观测数据的点数和精度一定的情况下,如何获得更好的地球物理模型,就成了地球物理学家,特别是反演问题专家十分艰巨的任务.近十多年来,各种反演方法像雨后春笋拔地而起,层出不穷,在不同的约束或近似条件下,各种方法都取得了能拟合观测数据的特定模型.反演方法之众多,恰好从反面说明解的非唯一性的严重.因此,如何缩小和判断解的非唯一性,提高其可靠性,就成了当今反演问题专家的最为重大的课题.     

大地基准的现代化和卫星大地测量新成果--参加国际大地测量协会(IAG)2003年日本札晃大会札记

国际大地测量协会（IAG）2003年 7月在日本札晃举行了近 8天的学术讨论会。现将讨论会中关于我国近邻国家大地基准现代化,低轨卫星（LEO）解算地球重力场的新方法---《一步法》,及GPS数据处理方法的新进展等进行扼要介绍。《国际地面参考框架（ITRF）》一直作为全球的大地测量坐标框架,它目前存在的主要问题是它的框架点是一律被假定作常速运动的,但实际情况与ITRF的这一假定是不一致的。在这次大会上我国的近邻国家如日本、蒙古、新西兰、韩国、马来西亚等报告了本国大地坐标系统、坐标框架的更新和现代化,以及地区大地水准面的精化工作。通常利用二步法从低轨卫星的轨道信息求定地球重力场及其时变,大会上报告的一步法是对这一经典方法的重大改进和突破。GPS数据处理方法的新进展中比较突出的有：顾及观测数据短暂性相关影响的GPS连续运行网坐标及其移动速度的解算方案;含有系统误差的GPS观测数据的解算等。     

水平地形三维地质体激发极化异常的计算

目前只有少数几种规则形状的地质体,可通过解拉普拉斯方程,先求得激发极化问题的全空间解,然后再用简单的加倍法近似地将全空间解用于半空间情况.积分法也只是在简单条件下可用的粗略近似计算方法.上述这些方法都无法计算半空间问题及物体形状和地质条件复杂情况下的激发极化异常.国外有人用有限差分法和有限元法来进行计算,但前者不适用于边界复杂的地质体,而且精度不