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《传递矩阵法的Z_n误差分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第##卷第,期岩土力学?@4<##A@<,#++!年!#月C@&2017D@E4F3&’01E&(B3&<#++!!+++689:;6(#++!)+,6+,,+6+5传递矩阵法的#$误差分析尹一平!,王元汉#(!<第二炮兵指挥学院,湖北武汉,5++!#;#<华中科技大学土木工程学院,湖北武汉,5++8,)以轴对称问题的传递矩阵法为基础。在传递矩阵法的数值计算中,发现最下层弹性体的计算深度#$引起了很大的误差,甚至使结果变得非常不可靠。将总传递矩阵*理解为两大部分:**!0,其中!是最下层的传递矩阵,0是其它
2、所有传递矩阵的乘积。其后,再利用矩阵乘法的知识将*展开,这样得到的计算公式不含#$。传递矩阵法;/01234变换;矩阵乘法;总传递矩阵=#,!尹一平,男,!:8#年生,硕士,从事岩土工程的教学与研究。!"#$%&’&()*++(+,#-&*./%#$’"0+#"&)*++’"12#0+’32*04(.!"#!$%&$’(),*+#,!-.’%/.’0(!"#$%&%’()*+,-.//%,01(223)*1(//%4%567$3)589::!;51$.)3;;"&’$((/(<1.=./>)4.)%%
3、,.)45?73@$()4A).=%,B.-0(<&’.%)’%3)*#%’$)(/(40567$3)89::C851$.)3)!"#$%&’()*+#$%#,’")+%,,("-.’#,(/.%#$*012$(3$()’"%/45(3(#)*56#(*"+*,’/()7..%#,(34,*&5%.("5’7%,%0%5’)#(3)%.(8("+("(#%&*071#$%3’5365’#(*"’5.%#$*0-(9%"("#$()4’4%,3’",%063%#$%%,,*,12$(3$()3’6)%0.’(
4、"57&7#$%0%4#$*+#$%0*2".*)#%5’)#(35’7%,:!+3*6,)%106,("-#$%4,*3%))1$*2#*.65#(457#$%.’#,(/%))69()*+-,%’#(.4*,#’"3%:;$%’))%.&5%0#,’")+%,,("-.’#,(/*()0(9(0%0("#*#2*4’,#)<*=!01*+2$(3$#$%!,%4,%)%"#)#$%#,’")+%,,("-.’#,(/*+#$%0*2".*)#%5’)#(35’7%,1’"0#$%0()#$%4,*
5、063#*+#$%*#$%,#,’")+%,,("-.’#,(/%)+*,.%0+,*.%5’)#(35’7%,"8>#*5’7%,>:#,’")+%,,("-.’#,(/.%#$*0;?’"@%5#,’")+*,.;.’#,(/.65#(45(3’#(*";’))%.&5%0#,’")+%,,("-.’#,(/!**$!&%(&,"&,"&,!&(#)!前言&’$若有边界条件:文献"!,#$采用传递矩阵法,求解了多层弹性半"*+,#+"%+,+&*+;$"%+,+&已知。空间问题。这种方法概念清晰,公式简
6、洁,但其计算相"!.,,%+,"&*)%+,"&*+当困难。每层传递矩阵!有!%个元素,每个元素又都则由式(!)及经过/01234变换的边界条件可得是含有&’!"和(’!"的函数;故传递矩阵法的出路在**6**#!!5!!#5,%!,+&*$"%!,+&(5)于数值计算。**6**!!###!!#但是,如果不对原传递矩阵的计算公式作任何变由定义得.形而直接计算,由于计算机产生很大的舍入误差,可(,%+,+&*’,%!,+#!-+%!+#7!(,)+能使得计算结果面目全非。引起传递矩阵数值计算的对于式(5),
7、(,),传统做法是先通过各层的传递误差的因素主要有两个:最下层弹性体的计算深度#$矩阵相乘得到式(#)。在计算式(#)时,考虑到边界条及积分变量!。本文将以多层弹性半空间轴对称问题件"!.,即要求最后一层的深度较大。那么它到底为基础,着重讨论#$引起的误差。应该取多大才能得到满意的精度呢?为此,我们可以#误差的原因先看两个单层的计算实例——取不同的计算深度",在集中力和均布力作用下的地表沉降分别如图!,#根据文献"#$可知,在多层体系中,若层间完全接所示。其中集中力.,均布力/,其作用半径为%;计算触)则有
8、传递关系:点到力的作用点中心的距离+,泊松比",弹性模量(。!按常理,本例的计算结果不应随人为计算深度的%!"!,"#*$!&%(&,)&,"&,!&%!%!,+&(!)不同而大幅度波动,因为它是客观的事物。但是,&’$式中,-,的方阵!&为第&层的传递矩阵。图!,#显示的结果却是如此紊乱,5条曲线根本没法设总传阵递矩阵为收稿日期:#+++6!!6#;第&期尹一平等:传递矩阵法的!"误差分析&&$靠在一起。单层如