土工細(xì)觀模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬

內(nèi)容概要

　　顆粒流理論在以散體材料為主要特征的巖土工程的研究中具有重要意義。本書系統(tǒng)總結(jié)了顆粒流數(shù)值仿真技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用及研究進(jìn)展，詳細(xì)介紹了數(shù)字圖像無標(biāo)點(diǎn)土體量測技術(shù)和土體細(xì)觀量測技術(shù)在室內(nèi)模型中的應(yīng)用，利用顆粒流理論對各種巖土工程問題進(jìn)行數(shù)值仿真模擬分析。通過試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬的方法從細(xì)觀角度對巖土工程中的各種宏觀現(xiàn)象進(jìn)行解釋，并揭示其力學(xué)機(jī)制。本書的內(nèi)容涉及巖土工程領(lǐng)域中各種問題的細(xì)觀力學(xué)機(jī)制，包括土體穩(wěn)定破壞、樁土變形、飽和砂土液化、土的滲透破壞及地基加固等?！　”緯晒┩两?、水利、交通、鐵道等部門從事科研、設(shè)計(jì)、施工和勘察工作的科研人員參考，也可作為高等院校土建相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生的教材使用。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 引言1.2 計(jì)算機(jī)仿真1.3 顆粒流方法參考文獻(xiàn)第2章 基于數(shù)字圖像技術(shù)的砂土模型試驗(yàn)細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)測量2.1 數(shù)字圖像技術(shù)基礎(chǔ)2.2 砂土模型試驗(yàn)細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)測量方法2.3 砂土細(xì)觀圖像定量分析軟件的開發(fā)與使用參考文獻(xiàn)第3章 土體剪切帶細(xì)觀分析與數(shù)值模擬3.1 引言3.2 雙軸試驗(yàn)中砂土剪切帶的形成與發(fā)展3.3 平面應(yīng)變試驗(yàn)中砂土剪切帶的形成與發(fā)展3.4 黏性土剪切帶的顆粒流模擬參考文獻(xiàn)第4章 邊坡穩(wěn)定破壞細(xì)觀力學(xué)機(jī)制與數(shù)值模擬4.1 邊坡破壞模型試驗(yàn)及細(xì)觀參數(shù)分析4.2 邊坡室內(nèi)模型試驗(yàn)的顆粒流模擬4.3 顆粒流、FLAC和畢肖普法的計(jì)算比較參考文獻(xiàn)第5章 加筋地基的試驗(yàn)研究與顆粒流數(shù)值模擬5.1 水平加筋地基承載力的模型試驗(yàn)研究5.2 豎向加筋地基承載力的模型試驗(yàn)研究5.3 加筋地基的顆粒流模擬分析參考文獻(xiàn)第6章 剛性擋墻試驗(yàn)與顆粒流模擬6.1 引言6.2 剛性擋墻試驗(yàn)6.3 被動土壓力顆粒流模擬6.4 主動土壓力顆粒流模擬6.5 結(jié)論參考文獻(xiàn)第7章 滲流與滲透破壞的模型試驗(yàn)與顆粒流數(shù)值模擬7.1 模型試驗(yàn)系統(tǒng)7.2 不同粒徑可動顆粒的試驗(yàn)結(jié)果7.3 滲流的顆粒細(xì)觀模擬研究……第8章 砂土地基振沖加固模型試驗(yàn)與顆粒流模擬第9章 樁端刺人入樁間土變形的細(xì)現(xiàn)研究與顆粒流模擬第10章 側(cè)向受荷樁模型試驗(yàn)與顆粒流模擬分析第11章 風(fēng)砂土地基擴(kuò)展基礎(chǔ)在上拔荷載作用下的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬第12章 飽和砂土液化破壞細(xì)觀力學(xué)機(jī)制與數(shù)值模擬第13章 砂土地基的爆炸法密實(shí)細(xì)觀力學(xué)機(jī)制與數(shù)值模擬第14章 筒倉內(nèi)散體物料壓力的顆粒流數(shù)值模擬

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　1.1 引言　　土是一種三相的、松散的顆粒堆積物，其性質(zhì)極其復(fù)雜且具有區(qū)域性(陳仲頤等，1997)。幾十年來，科研人員對土的性質(zhì)進(jìn)行了大量的研究，但由于其復(fù)雜性，迄今為止還沒有一種土力學(xué)理論能完全概括土的復(fù)雜性質(zhì)。為了能滿足工程設(shè)計(jì)的需要，提供較準(zhǔn)確的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，因此土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的重要工作內(nèi)容，在土工試驗(yàn)室進(jìn)行測試工作，可提供土的物理力學(xué)性能指標(biāo)，供設(shè)計(jì)計(jì)算時使用。在進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)之前，必須對每一地點(diǎn)的土質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查與測試，然而，由于巖土自身的不均勻性，取樣、運(yùn)輸過程中的擾動及試驗(yàn)儀器和操作方法的差異、試驗(yàn)人員素質(zhì)的不同，使得土工試驗(yàn)測試的結(jié)果存在這樣那樣的問題，導(dǎo)致測試結(jié)果失真，在一定程度上影響工程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。例如，國內(nèi)外的學(xué)者為了研究土的性質(zhì)進(jìn)行了大量的室內(nèi)模型和原位測試試驗(yàn)，但始終無法克服試驗(yàn)方法本身存在的缺點(diǎn)。對原位測試試驗(yàn)來說，雖然原位可以避免試樣擾動的影響，但其儀器比較復(fù)雜，如深度較深時，儀器無法適應(yīng)；同時，測點(diǎn)周邊的邊界條件難以掌握，而且條件惡劣。而室內(nèi)試驗(yàn)雖具有經(jīng)濟(jì)、靈活、邊界條件易控制等諸多優(yōu)點(diǎn)，但試樣易受到擾動，還有儀器、人員操作等方面因素的影響，如在測定土的抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)中，直剪試驗(yàn)的破壞面不一定是最薄弱面，且排水條件難以控制，試驗(yàn)過程中難以準(zhǔn)確測得孔隙水壓力。常規(guī)三軸試驗(yàn)雖然克服了直剪試驗(yàn)的缺點(diǎn)，但試驗(yàn)操作比較復(fù)雜，對試驗(yàn)人員的操作技術(shù)要求比較高。另外，常規(guī)三軸試驗(yàn)中試樣所受的力是軸對稱的，與工程實(shí)際中土體的受力情況不太相符，要滿足土樣在三向應(yīng)力條件下進(jìn)行剪切試驗(yàn)，就必須采用儀器構(gòu)造更為復(fù)雜的真三軸儀進(jìn)行試驗(yàn)，即便如此仍難以保證三個方向獨(dú)立施加應(yīng)力而變形互不干擾。

編輯推薦

　　本書凝聚了作者多年來在土體顆粒流細(xì)觀仿真模擬技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，也反映了巖土工程研究的發(fā)展趨勢。作者及所領(lǐng)導(dǎo)的課題組從1999年開始對顆粒流細(xì)觀仿真模擬技術(shù)進(jìn)行二次開發(fā)，提出了從細(xì)觀力學(xué)角度研究土工問題的新思路，以室內(nèi)細(xì)觀模型試驗(yàn)為基礎(chǔ)，利用顆粒流理論對巖土工程領(lǐng)域中的相關(guān)問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并在包括數(shù)字圖像處理技術(shù)、土體剪切帶、土坡穩(wěn)定、樁土變形、砂土液化、地基加固、滲流及滲透破壞等方面提出了自己獨(dú)特的見解。作者主持了多項(xiàng)相關(guān)的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和其他科研項(xiàng)目，已在國內(nèi)外發(fā)表相關(guān)論文30余篇。

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