The invention discloses a method for generating six-node triangular random field element samples of soil parameters, which comprises the following steps: 1) treating two-dimensional spatial soil parameters as two-dimensional continuous stationary random field, discretizing the six-node triangular mesh and numbering the element; 2) determining the covariance of six-node triangular local mean random field; 3) according to the group; The covariance matrix A of the global random field is constructed to determine the eigenvector matrix P; 4) to construct a random vector - beta; 5) to determine the random vector 2 a; 6) to generate a set of local average random field samples; 7) to generate multiple sets of local average random field samples. In this method, the six-node triangular random field mesh and the six-node triangular finite element mesh can use the same set of meshes, and the local average random field samples obtained can be directly applied to the stochastic finite element calculation. The corresponding relationship between the element numbers is clear, the calculation is accurate, easy to program, and the versatility is strong. Discrete analysis of element parameter random fields.
【技术实现步骤摘要】
一种土性参数六节点三角形随机场单元样本的生成方法
本专利技术涉及一种二维局部平均随机场样本的生成方法,尤其是一种适用于土性参数六节点三角形局部平均随机场样本的生成方法。
技术介绍
土体的形成经历了漫长的地质年代,不同位置的土的矿物成分、所处的环境条件及应力历史等并不相同,若两个取样点的位置越接近,则成土环境越相似,这两个位置的土的性质便也越相关,随着两点之间距离的增大,这种相关性会逐渐减弱,直至互不相关,因此,土性参数存在较强的空间变异性及相关性特征。Vanmarcke提出的土性参数随机场模型,其实质是用齐次正态随机场模拟土性剖面参数,用自相关函数刻画岩土材料的自相关性,确立了由试验数据求得的点特性过渡到空间平均特性的方差计算方法,能够有效反应空间变异性及相关性特征,建立在该模型上的随机有限元法正成为岩土工程可靠性分析强有力的工具。然而,要想将土性参数空间随机性特征反映到有限元分析中,就必须将参数随机场进行离散化处理,进而获得局部平均随机场样本。对于二维问题,常见的确定性有限元网格单元有三节点三角形单元和六节点三角形单元,当有限元网格采用三节点三角形单元进行离散时,目前已有的随机场三节点三角形单元局部平均法能够与其相结合,但当有限元网格采用六节点三角形单元进行离散时,已有随机场三节点三角形单元局部平均法不再适用,分析中只能近似地将三节点三角形局部平均随机场样本应用于六节点三角形有限元单元,显然,三节点三角形随机场网格与六节点三角形有限元网格不匹配,得到的结果与实际有偏差,同时要使三节点三角形随机场网格与六节点三角形有限元网格相对应,需要大量的程序编制工作, ...
【技术保护点】
1.一种土性参数六节点三角形随机场单元样本的生成方法,其特征是:包括以下步骤:步骤1:离散二维随机场将二维空间区域里的土性参数视为二维连续平稳随机场,采用任意六节点三角形单元进行随机场网格离散,对划分后得到的六节点三角形随机场单元进行编号;步骤2:确定局部平均随机场协方差根据原二维随机场的统计特性,通过公式(1)确定离散后任意两个六节点三角形局部平均随机场单元的协方差:
【技术特征摘要】
1.一种土性参数六节点三角形随机场单元样本的生成方法,其特征是:包括以下步骤:步骤1:离散二维随机场将二维空间区域里的土性参数视为二维连续平稳随机场,采用任意六节点三角形单元进行随机场网格离散,对划分后得到的六节点三角形随机场单元进行编号;步骤2:确定局部平均随机场协方差根据原二维随机场的统计特性,通过公式(1)确定离散后任意两个六节点三角形局部平均随机场单元的协方差:式中:其中:(xi,xj,xk)、(x′i,x′j,x′k)分别为单元e、e′对应的角点坐标;Ni,Nj为单元e对应的型函数;N′i,N′j为单元e′对应的型函数;步骤3:确定特征向量矩阵P将获得的局部平均随机场协方差按照单元编号进行矩阵组装,得到整体随机场协方差矩阵A,进一步计算获得协方差矩阵A的特征向量矩阵P;步骤4:构造随机向量一β对各六节点三角形随机单元产生服从N(0,Var(βi))分布的正态随机变量,依随机场单元编号顺序排列,获得随机向量一β;步骤5:确定随机向量二α根据公式:α=Pβ,计算得到随机向量二α;步骤6:生成一...
【专利技术属性】
技术研发人员:王涛,周国庆,王狄,张浩,刘翔宇,王明明,邵长志,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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