广义耦合扩展多尺度FEM及其在饱和多孔介质弹塑性固结分析中的应用

摘要

本文针对饱和多孔介质提出了一种广义耦合扩展多尺度FEM(GCEMs),其数值基函数的构造基于有限元离散后形成的单胞等效刚度阵,获得的耦合多尺度数值基函数包含了固相与液相之间的耦合作用.对于二维问题,为了提高算法在处理非均质问题时的精度,提出了多节点粗单元策略.针对弹塑性非线性问题,提出了基于GCEMs的两尺度迭代算法.用一维饱和土柱的数值算例,通过与多尺度FEM(CMsFEM)和传统FEM的比较,显示了GCEMs的有效性与高效性.最后通过二维均质、非均质土体的弹塑性固结模拟验证了多节点粗单元的有效性.