巖土數值分析1、2、3章2013

巖土工程數值分析與應用 第一章 緒 論 河海大學巖土工程研究所 盧廷浩 第一節 巖土工程問題的基本特點 工程類型的多樣性 材料性質的復雜性 荷載條件的復雜性 初始條件與邊界條件的復雜性 相互作用問題 幾種工程類型(例) 第二節 巖土工程數值分析發展的必然性 為盡可能求得問題的可靠解答，人們的追求與選擇大致有三個梯次，退而擇之。 建立嚴格的控制物理方程 －嚴格精確解 基于假定建立較為精確的控制物理方程－近似理論解 必要簡化假設的基礎上得到的控制物理方程(微分方程或微分方程組)－尋求數值解 第三節 本課程介紹幾種常用數值方法 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)，包括土體應力變形、固結有限元及滲流有限元； 離散單元法(Discrete/Distinct Element Method，DEM)； 非連續變形分析法(Discontinuous Deformation Analysis ， DDA)； 巖土參數反分析法(Back Analysis Method ,BAM)； 三個常用軟件應用(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 ) 人們的認識在不斷發展深化，同時伴隨其它學科的發展，例如計算方法的多樣化與計算技術的發展，能夠求解的巖土工程問題的范圍和難度在不斷擴大。從求解穩定性問題到求解變形和穩定問題， 從土體到巖體，從連續介質到不連續介質，從簡單到復雜，從單一問題到綜合和耦合問題等。 數值分析發展前景廣闊，是學者和工程師們的新舞臺。 第四節 學習中應注意的問題 (1)掌握每種方法的數學力學原理，基本假定和適用范圍； (2)弄清每種方法對巖土體材料模型及其參數的要求； 學習中應注意的問題 (3)弄清每種方法對巖土體材料與結構的相互作用模型及其參數的要求，包括巖石塊體之間的關聯和相互作用； (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題。 學習中應注意的問題 (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)對于反演分析，要研究和分析已知數據，明確待求未知量，選擇恰當方法。 應用時注意幾個主要環節 (1)研究分析對象，明確計算目的，選擇數值分析方法，確定建模方案； (2)確定運用的模型及其參數； (3)確定邊界條件與初始條件； 應用時注意幾個主要環節 (4)模擬荷載及荷載的動態變化； (5)確定計算的收斂評判依據； (6)考察各環節簡化的合理性，考題，否則應調整建模及有關計算模型與參數； (7)確定后處理方法及成果的整理與分析方案。 (8)應用商業軟件之前，要先弄清原理 教材：盧廷浩等，巖土工程數值分析與應用 河海大學出版社，2012.12 參考文獻 [1] 劉漢東、張勇、賈金祿編著，巖土工程數值計算方法(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，巖土工程數值方法(M)，中國建筑工業出版社，1981.8。 [3] 中國力學學會計算力學委員會主辦，第一屆全國計算巖土力學研討會論文集(M)，西南交通大學出版社，1987.11。 [4] 龔曉南主編，土工計算機分析，中國建筑工業出版社(M)，2000.10。 [5] 廖紅建、王鐵行，巖土工程數值分析，機械工業出版社(M)，2006.2。 …………更多 巖土工程數值分析與應用第二章 滑移線理論與特征線法 河海大學巖土工程研究所 盧廷浩 概 述 對于土體，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理論的范疇，都是求土體達到極限狀態時解答的理論方法。這些理論方法都是假定分析對象服從庫侖材料破壞準則，求解時不考慮材料到達極限狀態的過程，即不考慮材料的具體應力應變關系，從而求得土體達到極限狀態時的解答，但他們各自求解問題的視角和方法不同。 關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，依據于經典靜力學中剛體平衡理論推求極限狀態解答，簡稱為極限平衡法。該方法最為人們所熟悉，其突出優點是簡單，應用廣泛。例如，經典土壓力計算理論，假定滑動面的土坡穩定安全系數計算，地基極限承載力計算等。 關于極限分析理論 極限分析理論假定土體為彈性－理想塑性體或剛塑性體，強度包線為直線且服從正交流動規則的標準庫侖材料

總結

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