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        三維有限元在地基實時沉降分析中應(yīng)用探索

        2018-03-08 07:13:01劉元釗馬永峰
        四川建筑 2018年1期
        關(guān)鍵詞:插值法關(guān)鍵幀插值

        劉元釗, 張 鶴, 馬永峰

        (1.青島中油巖土工程有限公司,山東青島 266071; 2. 北京市建設(shè)工程質(zhì)量第三檢測所有限責(zé)任公司,北京 100000)

        [定稿日期]2017-10-18

        自然狀態(tài)下,地基存在土體自身重力的自重應(yīng)力,建筑物負(fù)重、環(huán)境、施工管理不力等均會導(dǎo)致地基沉降:如建筑自身重力會加重地基的荷載,地基土中孔隙水的流失會減弱地基的承載力,管道漏水、下水道堵塞等對地基造成破壞。而當(dāng)?shù)鼗痪鶆虺两党^一定限度時,會對其承載的地面工程造成破壞,嚴(yán)重時,可能會造成重大安全事故,如建筑物倒塌。因此,地基沉降分析對于地面工程建設(shè)的全過程都非常重要,在工程設(shè)計、施工以及施工完成后,都需要進(jìn)行地基沉降分析。近年來,針對地基沉降的計算方法研究較多,雖有對計算的沉降量的三維模擬[1-3],但大多是靜態(tài)模擬結(jié)果,并未展現(xiàn)沉降過程,對沉降結(jié)果進(jìn)行實時動態(tài)模擬展現(xiàn)的研究較少。因此,本文基于數(shù)值計算法中的有限元分析,并結(jié)合三維物理建模以及關(guān)鍵幀動畫,對地基沉降進(jìn)行三維實時動態(tài)模擬,以期為工程技術(shù)人員在建設(shè)、施工、防控工作過程中提供參考,輔助其進(jìn)一步?jīng)Q策。

        1 技術(shù)方法概述

        本文實現(xiàn)地基實時沉降三維有限元分析主要用到了三種技術(shù)方法,即有限元分析、三維物理建模以及關(guān)鍵幀動畫生成技術(shù),接下來對這三種技術(shù)作簡要描述。

        1.1 有限元分析

        地基沉降計算方法有很多,常用的方法主要分為兩大類,包括工程實用計算法和數(shù)值法[4],其中工程使用計算法中最常用的是分層總和法,數(shù)值法中以有限元分析法為代表。分層總和法基于地基沉降的計算深度,對地基進(jìn)行分層,并得到每一層的壓縮量,壓縮量結(jié)合e-p曲線得到,最后求取各地層壓縮量的總和,即地基的總沉降量[5]。該方法e-p曲線來自室內(nèi)試驗,成本較低,但由于并未考慮地基土的前期應(yīng)力,計算結(jié)果往往與實際相差較大。而數(shù)值計算法,特別是有限元法貼近實際,考慮了復(fù)雜的邊界條件、土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的非線性特性、土體的應(yīng)力歷史等多個因素,使得該方法的應(yīng)用范圍更為廣泛。因此,本文選取有限元法進(jìn)行地基沉降計算。

        有限元分析是一種無限逼近的方法,即利用有限的未知量(單元)去逼近無限的未知量,其關(guān)鍵在于求解域的離散化,求解域可以看成由多個有限元子域互連而成,每個子域為一個單元,結(jié)合迭代優(yōu)化逼近求解每個有限元,最終得到整個問題的解。該方法實質(zhì)上是基于有限的離散單元來表達(dá)實際的連續(xù)域,在地基沉降方面已有應(yīng)用,如劉紅軍等[6]利用數(shù)值法中的軸對稱有限元方法,研究了對差異沉降有影響的幾個參數(shù),包括研樁長、置換率、褥墊長度等,并對差異沉降與負(fù)向側(cè)向位移的關(guān)系也進(jìn)行了探討;于雅瓊[7]利用有限元建模,分析了對油罐地基承載性能、差異沉降影響較大的幾個參數(shù)及其相互關(guān)系;李自強[8]基于修正劍橋模型理論,開發(fā)有限元子程序,并結(jié)合ABAQUS有限元分析軟件,模擬了軟土區(qū)防護(hù)堤沉降及地基土變形過程,最終實現(xiàn)對沉降量、孔隙水壓可視化。

        1.2 三維物理建模

        本文采用三維物理建模的方法,實現(xiàn)地基沉降的三維可視化。這里采用的三維物理建模方法實際上是對地基沉降量的三維建模,類似三維地質(zhì)體屬性建模[9]過程,即解求內(nèi)部物理屬性參數(shù)模型。建模參數(shù)主要為基于有限元分析計算的各點位同一時刻的沉降量,由于各個點位是離散的,過程中需要進(jìn)行插值計算,以生成連續(xù)的曲面模型??臻g插值方法主要有確定性插值和地統(tǒng)計插值[10],在具體應(yīng)用中,用得比較多的是確定性插值中的反距離加權(quán)插值法和地統(tǒng)計插值中的克里金插值方法。反距離加權(quán)算法由于不需要對每一個待插點求解一個線性方程組,其計算效率比克里金插值高,插值中所需存儲空間小[11],該方法適用于采樣點盡可能均勻分布且布滿整個區(qū)域的情況,采樣點分布不均會導(dǎo)致插值精度降低;而克里金插值法在計算權(quán)重時不僅考慮距離,更考慮空間變異性,理論上更為完備,但也導(dǎo)致其計算效率相對較低,該方法因基于地統(tǒng)計學(xué)相關(guān)理論,適用于區(qū)域變量存在空間相關(guān)性的情況。

        1.3 關(guān)鍵幀動畫生成

        為實現(xiàn)地基沉降的實時模擬,最直觀的方式便是制作三維動畫,而關(guān)鍵幀動畫作為三維動畫制作的常用模式[12],中間幀插值又是其中不可或缺的一個環(huán)節(jié),因此,實現(xiàn)地基實時模擬的關(guān)鍵在于中間幀插值。中間幀插值方法主要分為兩類:中間幀線性插值和中間幀球面插值[13]。線性插值的特點在于求解速度快,但在進(jìn)行關(guān)鍵幀姿態(tài)描述時,其精度相對較低,球面插值(也可叫非線性插值)正好克服了這一缺點,能較好地插值出其變形特征?;诖?,本文針對建立的地基沉降三維曲面模型,利用關(guān)鍵幀生成技術(shù),結(jié)合非線性中間幀插值,生成“連續(xù)的”三維動畫,以期通過更自然的方式展現(xiàn)地基沉降過程的實時變化,輔助用戶高效理解地基沉降的過程。

        2 地基實時沉降三維有限元分析模擬應(yīng)用

        基于以上技術(shù)理論,設(shè)計實現(xiàn)了地基實時沉降三維有限元分析程序,采用界面化操作流程,進(jìn)行地基沉降三維動態(tài)展示模擬應(yīng)用。

        程序?qū)崿F(xiàn)如下功能:基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、有限元模擬計算分析、地基沉降三維模擬、分析成果輸出。

        數(shù)據(jù)輸入主要是導(dǎo)入進(jìn)行有限元分析的各類數(shù)據(jù)參數(shù),由用戶自定義,如土層厚度、土層重度、土層模量、土層C/PHY值、土層滲透系數(shù)、土層固結(jié)系數(shù)、地下水位高度、計算時間、荷載大小、荷載尺寸等。模擬應(yīng)用時,輸入的部分參數(shù)如圖1所示。

        圖1 參數(shù)輸入

        程序的有限元模擬計算分析過程于后臺進(jìn)行,計算完成會有相關(guān)的成果圖展現(xiàn),部分成果圖如圖2所示。其中,在進(jìn)行三維物理建模時,程序同時提供反距離加權(quán)插值法和克里金插值法,用戶可選擇其中一種進(jìn)行三維建模。

        基于以上有限元分析計算生成的成果圖,利用關(guān)鍵幀生成技術(shù),進(jìn)行地基沉降三維實時模擬,模擬結(jié)果部分動畫截圖如圖3所示。

        模擬的實際動畫效果非常連貫,本文只截取了地基沉降過程模擬動畫中的四種狀態(tài),但也很好地展現(xiàn)了地基沉降的全過程。由圖3可以看到,模擬效果比較逼真。

        3 結(jié)束語

        本文主要基于有限元分析、三維物理建模以及關(guān)鍵幀生成技術(shù),設(shè)計實現(xiàn)了地基實時沉降三維有限元分析程序,進(jìn)行了模擬應(yīng)用。用戶自定義輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù),程序完成有限元模擬計算分析、地基沉降三維模擬以及分析成果輸出,最后,利用關(guān)鍵幀插值制作了三維動畫,非常自然地展現(xiàn)了地基沉降的全過程,可為工程技術(shù)人員提供實際參考價值,輔助其進(jìn)一步?jīng)Q策。

        [1] 李秀珍,許強,孔紀(jì)名,等. 九寨黃龍機場高填方地基沉降的數(shù)值模擬分析[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報, 2005, 24(12):2188-2193.

        [2] 程旭東, 馬紅, 劉永紅. 軟土地區(qū)儲罐群地基沉降的三維數(shù)值模擬[J]. 中國石油大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2009, 33(6):100-104.

        [3] 周宸, 李寶強, 王健,等.CFG樁復(fù)合地基沉降三維數(shù)值模擬研究[J]. 巖土工程技術(shù), 2015, 29(3):118-121.

        [4] 楊光華. 地基沉降計算的新方法[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報, 2008, 27(4):679-686.

        [5] 華南理工大學(xué). 地基及基礎(chǔ)[M]. 3版. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1998.

        [6] 劉紅軍, 李鵬, 張志豪,等. 大型儲油罐碎石樁地基差異沉降有限元數(shù)值分析[J]. 土木建筑與環(huán)境工程, 2010, 32(5):9-15.

        [7] 于雅瓊. 儲油罐碎石樁復(fù)合地基承載性能及差異沉降數(shù)值分析[D]. 中國海洋大學(xué), 2013.

        [8] 李自強. 有限元二次開發(fā)的山區(qū)軟土區(qū)地基沉降量計算方法[J]. 云南水力發(fā)電, 2016, 32(6):65-69.

        [9] 劉少華, 肖克炎, 王新海. 地質(zhì)三維屬性建模及其可視化[J]. 地質(zhì)通報, 2010, 29(10):1554-1557.

        [10] 程明華. 基于GIS的地層產(chǎn)狀空間插值方法研究[D]. 北京: 中國地質(zhì)大學(xué), 2010.

        [11] 靳國棟, 劉衍聰, 牛文杰. 距離加權(quán)反比插值法和克里金插值法的比較[J]. 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2003, 24(3):53-57.

        [12] 關(guān)東東, 關(guān)華勇, 傅穎, 等. 一種三維動畫中間幀非線性插值算法[J]. 中國圖象圖形學(xué)報, 2006, 11(12):1820-1826.

        [13] 趙孟. 基于條件選擇四元數(shù)球線性插值方程的關(guān)鍵幀插值算法[J]. 工業(yè)控制計算機, 2013, 26(1):65-66.

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