施工期ERD孔隙压力Chebyshev谱元分析

"本文介绍了在碾压土石坝（ERD）施工期间，使用切比雪夫谱元分析方法对孔隙压力耗散进行研究的学术论文。该方法旨在解决传统有限元方法在处理复杂几何形状时的局限性，通过频谱等参变换，实现了对复杂地形的有效处理。文章指出，谱元方法有三大优势：1) 在均质材料区域，可使用大型谱元；2) 使用切比雪夫插值多项式的部分项，即便在空间离散化时也能保持高精度；3) 该方法具有卓越的收敛性，并能用于时间积分，避免时间步进稳定性的限制。" 这篇发表在《世界工程与技术期刊》（World Journal of Engineering and Technology）2018年6月的论文，由周楚佳、常明远和李南生共同撰写，详细探讨了切比雪夫谱元法在土石坝建设中的应用。切比雪夫谱元法是一种利用切比雪夫多项式展开的数值分析方法，它在处理孔隙压力问题时，能有效地提高计算效率和精度，尤其在处理像ERD这类结构的复杂几何形态时。 文章中提到，尽管传统有限元方法因其对复杂几何形状的适应性而广泛用于孔隙压力的解算，但其在处理某些特定情况时仍存在不足。切比雪夫谱元法通过频谱等参变换克服了这些困难，允许使用大型谱元来处理均质材料域，这意味着可以减少计算单元，从而降低计算复杂性。此外，仅需较少的切比雪夫插值多项式项就能达到较高的解的精度，这进一步提升了计算效率。 切比雪夫谱元法的另一个显著优势是其出色的收敛性，这意味着随着计算元素数量的增加，解的精度会更快地收敛到真实值。这种方法不仅在空间离散上有优势，而且还可以用于时间积分，解决了时间步进稳定性的问题，这在求解动态过程如孔隙压力随时间变化时尤为重要。 该论文展示了切比雪夫谱元分析在土石坝施工期间孔隙压力分析中的潜在优势，为工程实践提供了新的数值模拟工具，有助于更精确地预测和控制施工过程中的孔隙压力变化，从而提高坝体的安全性和稳定性。这一研究对于未来类似工程项目的数值模拟和设计优化具有重要的参考价值。