Three-dimensional topology optimization for geotechnical foundations in granular soil
Three-dimensional topology optimization for geotechnical foundations in granular soil
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粒状土岩土基础三维拓扑优化
DOI：
10.1016/j.compgeo.2016.06.012
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发表时间：
2016
影响因子：
5.3
通讯作者：
K.Grabe
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
K.Grabe
本文介绍了岩土工程中颗粒土地基的三维结构优化。浅基础的总体设计（拓扑结构）针对其在使用极限状态下的变形行为进行了优化。采用固体各向同性材料惩罚法（SIMP）优化地基材料的分布。将土作为一种欠塑性材料建模，建立了适合有限元分析优化的本构模型。检查两个负载箱。通过二维优化和1g模型试验结果验证了优化后的拓扑结构。本研究证明了拓扑优化在岩土工程中的适用性和潜力。
This article presents three-dimensional structural optimization in geotechnical engineering for foundations in granular soil. The general design (topology) of a shallow foundation is optimized with respect to its deformational behaviour within the service limit state. The SIMP (solid isotropic material with penalization) method is applied to optimize the distribution of foundation material. The soil is modelled as a hypoplastic material with a constitutive model suitable for optimization using finite element analysis. Two load cases are examined. The optimized topology is validated against two-dimensional optimization and 1g-model test results. The present study proves the applicability and shows the potential of topology optimization in geotechnical engineering.
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