等几何分析：模拟土壤可塑性的一种高效替代方法

本文探讨了"土壤可塑性的等几何分析"这一主题，通过对比等几何分析法与传统的有限元方法在数值模拟土壤可塑性上的应用。等几何分析，一种新颖的数值计算技术，利用非均匀有理B样条(NURBS)函数作为基础函数，而非有限元法常用的拉格朗日多项式。NURBS的高阶连续性使得它可以精确地描绘出复杂的几何形状，这对于处理土壤这种具有复杂结构的材料尤其重要。 在等几何分析的背景下，研究者们首先概述了其理论基础，强调了这种新方法如何利用更高级别的几何精确度来提升模拟的精度。随后，文中详细介绍了用于模拟土壤行为的本构方程，这些方程是设计和执行土壤塑性模拟的关键部分，考虑了土壤的应力-应变关系，如剪切强度、压缩性和排水条件等。 通过一系列二维和三维的数值示例，文章展示了等几何分析在模拟排水土中的性能。结果显示，尽管等几何分析在处理复杂几何形状时展现出优势，但其结果与传统有限元方法在整体上保持了良好的一致性。这表明等几何分析能够作为一种有效的替代，尤其是在需要高精度几何描述的土壤工程模拟中。 本文的研究证明了等几何分析在土壤可塑性模拟领域的潜力，不仅提高了计算效率，还提升了模型的准确性。这对于地质工程师和土木科学家来说是一个重要的发现，因为他们可以利用这种方法进行更准确的土壤行为预测，进而优化设计和施工决策。未来的研究可能将进一步探索等几何分析在其他土壤特性或更高维度问题中的适用性。