巖土數(shù)值分析1、2、3章2013

巖土工程數(shù)值分析與應(yīng)用 第一章 緒 論 河海大學(xué)巖土工程研究所 盧廷浩 第一節(jié) 巖土工程問(wèn)題的基本特點(diǎn) 工程類型的多樣性 材料性質(zhì)的復(fù)雜性 荷載條件的復(fù)雜性 初始條件與邊界條件的復(fù)雜性 相互作用問(wèn)題 幾種工程類型(例) 第二節(jié) 巖土工程數(shù)值分析發(fā)展的必然性 為盡可能求得問(wèn)題的可靠解答，人們的追求與選擇大致有三個(gè)梯次，退而擇之。 建立嚴(yán)格的控制物理方程 －嚴(yán)格精確解 基于假定建立較為精確的控制物理方程－近似理論解 必要簡(jiǎn)化假設(shè)的基礎(chǔ)上得到的控制物理方程(微分方程或微分方程組)－尋求數(shù)值解 第三節(jié) 本課程介紹幾種常用數(shù)值方法 滑移線理論與特征線方法(Characteristics Line Method ，CLM)。 極限分析法(Limit Analysis Method，LAM) 有限單元法(Finite Element Method， FEM)，包括土體應(yīng)力變形、固結(jié)有限元及滲流有限元； 離散單元法(Discrete/Distinct Element Method，DEM)； 非連續(xù)變形分析法(Discontinuous Deformation Analysis ， DDA)； 巖土參數(shù)反分析法(Back Analysis Method ,BAM)； 三個(gè)常用軟件應(yīng)用(顯式有限差分方法差分的拉格朗日法FLAC3D，基于非線性有限元的通用分析軟件的ABAQUS，基于離散元方法的PFC ) 人們的認(rèn)識(shí)在不斷發(fā)展深化，同時(shí)伴隨其它學(xué)科的發(fā)展，例如計(jì)算方法的多樣化與計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，能夠求解的巖土工程問(wèn)題的范圍和難度在不斷擴(kuò)大。從求解穩(wěn)定性問(wèn)題到求解變形和穩(wěn)定問(wèn)題， 從土體到巖體，從連續(xù)介質(zhì)到不連續(xù)介質(zhì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從單一問(wèn)題到綜合和耦合問(wèn)題等。 數(shù)值分析發(fā)展前景廣闊，是學(xué)者和工程師們的新舞臺(tái)。 第四節(jié) 學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)掌握每種方法的數(shù)學(xué)力學(xué)原理，基本假定和適用范圍； (2)弄清每種方法對(duì)巖土體材料模型及其參數(shù)的要求； 學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問(wèn)題 (3)弄清每種方法對(duì)巖土體材料與結(jié)構(gòu)的相互作用模型及其參數(shù)的要求，包括巖石塊體之間的關(guān)聯(lián)和相互作用； (4)分析巖土體是否存在滲流和與水的相互作用或其它耦合問(wèn)題。 學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問(wèn)題 (5)分析初始條件、邊界條件和荷載特征等，確定模擬思路，正確建模； (6)對(duì)于反演分析，要研究和分析已知數(shù)據(jù)，明確待求未知量，選擇恰當(dāng)方法。 應(yīng)用時(shí)注意幾個(gè)主要環(huán)節(jié) (1)研究分析對(duì)象，明確計(jì)算目的，選擇數(shù)值分析方法，確定建模方案； (2)確定運(yùn)用的模型及其參數(shù)； (3)確定邊界條件與初始條件； 應(yīng)用時(shí)注意幾個(gè)主要環(huán)節(jié) (4)模擬荷載及荷載的動(dòng)態(tài)變化； (5)確定計(jì)算的收斂評(píng)判依據(jù)； (6)考察各環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化的合理性，考題，否則應(yīng)調(diào)整建模及有關(guān)計(jì)算模型與參數(shù)； (7)確定后處理方法及成果的整理與分析方案。 (8)應(yīng)用商業(yè)軟件之前，要先弄清原理 教材：盧廷浩等，巖土工程數(shù)值分析與應(yīng)用 河海大學(xué)出版社，2012.12 參考文獻(xiàn) [1] 劉漢東、張勇、賈金祿編著，巖土工程數(shù)值計(jì)算方法(M)，黃河水利出版社，1995.12。 [2] (美)C.S.德賽、J.T.克里斯琴主編，盧世深、潘善德、王鐘琦等譯，巖土工程數(shù)值方法(M)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1981.8。 [3] 中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)計(jì)算力學(xué)委員會(huì)主辦，第一屆全國(guó)計(jì)算巖土力學(xué)研討會(huì)論文集(M)，西南交通大學(xué)出版社，1987.11。 [4] 龔曉南主編，土工計(jì)算機(jī)分析，中國(guó)建筑工業(yè)出版社(M)，2000.10。 [5] 廖紅建、王鐵行，巖土工程數(shù)值分析，機(jī)械工業(yè)出版社(M)，2006.2。 …………更多 巖土工程數(shù)值分析與應(yīng)用第二章 滑移線理論與特征線法 河海大學(xué)巖土工程研究所 盧廷浩 概 述 對(duì)于土體，滑移線理論、極限分析理論與力的極限平衡理論同屬極限狀態(tài)理論的范疇，都是求土體達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)解答的理論方法。這些理論方法都是假定分析對(duì)象服從庫(kù)侖材料破壞準(zhǔn)則，求解時(shí)不考慮材料到達(dá)極限狀態(tài)的過(guò)程，即不考慮材料的具體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，從而求得土體達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的解答，但他們各自求解問(wèn)題的視角和方法不同。 關(guān)于力的極限平衡理論 力的極限平衡理論假定土體為理想剛體，依據(jù)于經(jīng)典靜力學(xué)中剛體平衡理論推求極限狀態(tài)解答，簡(jiǎn)稱為極限平衡法。該方法最為人們所熟悉，其突出優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。例如，經(jīng)典土壓力計(jì)算理論，假定滑動(dòng)面的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算，地基極限承載力計(jì)算等。 關(guān)于極限分析理論 極限分析理論假定土體為彈性－理想塑性體或剛塑性體，強(qiáng)度包線為直線且服從正交流動(dòng)規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)侖材料

總結(jié)

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