數(shù)值分析在巖土工程中的應用

第1章 巖土工程數(shù)值計算方法簡介
1.1 有限差分數(shù)值計算原理
1.1.1 計算原理
1.1.2 有限差分數(shù)值計算求解流程
1.2 離散元數(shù)值計算原理
1.2.1 離散元計算相關假設
1.2.2 離散元計算模擬步驟
1.2.3 離散元數(shù)值計算原理
1.2.4 模型基本運動方程
1.2.5 接觸模型與本構關系
1.2.6 平行黏結(jié)模型
1.2.7 平行黏結(jié)模型部分細觀參數(shù)
第2章 數(shù)值分析方法在巖石力學中的應用
2.1 理想巴西劈裂試驗中起裂點的數(shù)值分析
2.1.1 巴西劈裂試驗的研究背景
2.1.2 理想巴西圓盤的起裂點分析
2.1.3 理論分析
2.1.4 數(shù)值分析
2.1.5 擬合分析
2.2 平臺巴西圓盤試驗的起裂點分析
2.2.1 數(shù)值模型與理論方法
2.2.2 起裂點破壞模式分析
2.2.3 起裂點位置分析
2.2.4 抗拉強度公式修正
2.3 考慮加載圓弧的巴西劈裂試驗
2.3.1 數(shù)值模型
2.3.2 數(shù)值結(jié)果分析
2.3.3 抗拉強度公式修正
2.4 離散元法在遍布裂隙巖體斷裂演化中的應用
2.4.1 裂隙傾角及交叉角對遍布裂隙力學性質(zhì)的影響
2.4.2 類巖材料強度參數(shù)標定
2.4.3 軸向加載下遍布裂隙巖體強度特性與破裂演化
2.5 三維非貫通節(jié)理巖體力學特性數(shù)值模擬
2.5.1 三維非貫通節(jié)理定義與實現(xiàn)
2.5.2 軸向加載下三維非貫通節(jié)理力學響應數(shù)值模擬
2.5.3 應力特征分析
2.5.4 破壞模式演化和破壞模式
2.5.5 單軸加載節(jié)理試樣的破壞演化規(guī)律
2.5.6 剪切荷載作用下非貫通節(jié)理巖體數(shù)值模擬
2.6 壓剪條件下裂隙巖體斷裂特性數(shù)值模擬
2.6.1 FEM一.DEM耦合模擬裂隙巖體壓剪破裂
2.6.2 利用顆粒簇剪切盒實現(xiàn)的層狀裂隙巖體壓剪斷裂
第3章 數(shù)值分析在邊坡工程中的應用
3.1 邊坡安全系數(shù)定義及其抗剪強度機理
3.1.1 強度折減法的基本原理
3.1.2 穩(wěn)定性的抗剪強度影響效應
3.2 邊坡臨界失穩(wěn)狀態(tài)的判定標準
3.2.1 計算方法與模型
3.2.2 塑性區(qū)貫通判據(jù)
3.2.3 計算不收斂判據(jù)
3.2.4 位移突變判據(jù)
3.2.5 均質(zhì)土坡監(jiān)測點和位移方式
3.3 滑動面確定方法及穩(wěn)定性影響因素研究
3.3.1 滑動面確定方法
3.3.2 黏結(jié)力的影響
3.3.3 內(nèi)摩擦角的影響
3.4 基于邊坡極限狀態(tài)的土體抗剪強度參數(shù)反分析
3.4.1 安全系數(shù)與滑動面之間關系的理論推導
3.4.2 滑動面影響參數(shù)分析
3.5 土體抗剪強度參數(shù)反分析
3.5.1 邊坡抗剪強度參數(shù)計算方法
3.5.2 圓弧滑動面 深度D值推導公式
3.5.3 滑動面位置變化規(guī)律
3.5.4 圖表繪制與分析
3.5.5 參數(shù)反分析方法的數(shù)值計算驗證
3.6 考慮錨桿支護情況下的邊坡強度折減法
3.6.1 數(shù)值模型與方法
3.6.2 錨桿長度的影響
3.6.3 傾角和錨桿位置的影響
3.7 廣義：Hoek-Brown準則中邊坡安全系數(shù)的間接解法
3.7.1 等效黏結(jié)力和內(nèi)摩擦角
3.7.2 間接解法
3.7.3 參數(shù)影響分析
3.8 Hoek-Brown準則強度折減法在三維邊坡穩(wěn)定性分析中的應用
3.8.1 工程概況
3.8.2 數(shù)值模型
3.8.3 監(jiān)測點布置
3.8.4 計算分析
3.9 層狀邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析
3.9.1 地質(zhì)概況
3.9.2 數(shù)值計算方法
3.9.3 分析與討論
3.10 多尺度邊坡穩(wěn)定性精度分析
3.10.1 邊坡穩(wěn)定性精度
3.10.2 邊坡精細安全系數(shù)
3.10.3 邊坡高度與尺度因子的關系
3.10.4 邊坡坡角與尺度因子的關系
3.10.5 單元形狀對邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果的影響
第4章 樁基摩阻力變化規(guī)律的數(shù)值分析
4.1 引言
4.1.1 工程意義
4.1.2 產(chǎn)生負摩阻力的機理
4.2 單樁數(shù)值計算模型
4.3 單樁側(cè)摩阻力數(shù)值分析
4.3.1 摩阻力的分布
4.3.2 中性點位置
4.3.3 軸力分布
4.4 群樁效應數(shù)值模擬分析
4.4.1 群樁效應機理淺析
4.4.2 群樁4根樁摩阻力和軸力分布特性
4.4.3 群樁5根樁摩阻力和軸力分布特性
4.4.4 群樁9根樁摩阻力和軸力分布特性
4.4.5 群樁16根樁摩阻力和軸力分布特性
4.4.6 群樁25根樁摩阻力和軸力分布特性
4.4.7 群樁之間對比分析
第5章 高應力巷道圍巖變形穩(wěn)定性數(shù)值分析
5.1 深部圍巖強流變特性與巷道破壞特征
5.2 流變模型開發(fā)與數(shù)值模型建立
5.2.1 模型的選取
5.2.2 模型編制流程
5.2.3 巷道數(shù)值模型建立與地應力生成
5.3 巷道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析與現(xiàn)場試驗
5.3.1 裸巷圍巖應力與變形分析
5.3.2 支護條件下巷道穩(wěn)定性
5.3.3 現(xiàn)場試驗與效果評價
5.4 考慮應變軟化的地下采場開挖變形穩(wěn)定性數(shù)值分析
5.4.1 考慮應變軟化的數(shù)值方法
5.4.2 計算模型
5.4.3 計算結(jié)果與討論
5.4.4 空區(qū)對大型地下采