工程地質(zhì)數(shù)值法

:　工程地質(zhì)數(shù)值方法是地質(zhì)工程、巖土工程、地下工程、水利工程、采礦工程、鐵道工程、公路工程、石油工程等諸多學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課．

本書是普通高等教育"十五"國家級(jí)規(guī)劃教材，其內(nèi)容涵蓋了主要工程地質(zhì)問題(邊坡、基坑、硐室、采礦等)的數(shù)值分析方法，如彈性有限元法，大變形有限元法，有限差分法，非連續(xù)體離散元法，工程地質(zhì)問題反分析法及其他數(shù)值方法．本書還用文本和光盤形式給出了相關(guān)實(shí)例的分析過程和分析結(jié)果．因此，本書是一本體現(xiàn)了工程地質(zhì)特色的工程地質(zhì)數(shù)值方法教材．

本書可作為與地質(zhì)工程相關(guān)領(lǐng)域的本科生教材，也可作為研究生、科研院所的工程技術(shù)人員的參考書．

:第一章 緒論1

1．1 工程地質(zhì)數(shù)值法發(fā)展概況1

1．2 工程地質(zhì)數(shù)值法應(yīng)用前景5

參考文獻(xiàn) 7

第二章 工程地質(zhì)問題及數(shù)值分析方法9

2．1 工程地質(zhì)問題 9

2．2 工程地質(zhì)體結(jié)構(gòu)類型與數(shù)值分析方法 12

2．3 工程地質(zhì)數(shù)值分析的關(guān)鍵問題13

2．4 工程地質(zhì)數(shù)值分析基本步序19

習(xí)題與思考題22

參考文獻(xiàn)22

第三章 彈塑性有限元法24

3．1 基本原理24

3．2 基本方法47

3．3 三峽船閘高邊坡穩(wěn)定性分析52

3．4 軟巖巷道底臌彈塑性分析63

3．5 開采沉陷彈塑性分析 78

3．6 黃土地基沉降分析87

習(xí)題與思考題91

參考文獻(xiàn)91

第四章 大變形有限元法92

4．1 基本原理92

4．2 基本方法108

4．3 梁的彎曲大變形分析115

4．4 軟弱夾層剪切大變形分析116

4．5 巖塊轉(zhuǎn)動(dòng)大變形分析121

4．6 采場(chǎng)頂板垮落大變形分析125

習(xí)題與思考題 128

參考文獻(xiàn) 128

第五章 有限差分法 129

5．1 基本原理 129

5．2 基本方法 135

5．3 基坑錨桿支護(hù)穩(wěn)定性分析 138

5．4 開采礦塌陷區(qū)滲流場(chǎng)分析 140

5．5 地下開采誘發(fā)礦震數(shù)值模擬分析 144

5．6 露天與井工復(fù)合采動(dòng)三維邊坡穩(wěn)定性分析 150

習(xí)題與思考題 158

參考文獻(xiàn) 158

第六章 非連續(xù)體離散元法 160

6．1 基本原理 160

6．2 基本方法 168

6．3 古滑坡穩(wěn)定性分析 179

6．4 地震作用下巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析 184

6．5 硐室開挖滲流場(chǎng)分析 188

習(xí)題與思考題 192

參考文獻(xiàn) 192

第七章 工程地質(zhì)問題反分析法 194

7．1 巖石力學(xué)反分析原理與方法 194

7．2 隧道圍巖力學(xué)參數(shù)反分析 207

7．3 滲流力學(xué)參數(shù)反分析原理與方法 222

7．4 滲流力學(xué)參數(shù)反分析算例 229

習(xí)題與思考題 235

參考文獻(xiàn) 235

第八章 其他數(shù)值方法 238

8．1 顆粒元法 238

8．2 數(shù)值流形元法 249

8．3 隨機(jī)有限元法 259

8．4 邊界元法 270

習(xí)題與思考題 277

參考文獻(xiàn) 2772100433B

書名:普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材--工程地質(zhì)數(shù)值法(1CD)

出版社:科學(xué)出版社

定價(jià):28

條形碼:9787030170903

ISBN:ISBN 7-03-017090-3

作者:何滿潮

印刷日期:2006-4-1

出版日期:2006-4-1

精裝平裝_開本_頁數(shù):平裝16開,278頁

中圖法:

中圖法一級(jí)分類:

中圖法二級(jí)分類:

書號(hào):

工程地質(zhì)數(shù)值方法是應(yīng)用數(shù)值分析手段來解決與工程相關(guān)的地質(zhì)體穩(wěn)定性問題的一種方法．工：程地質(zhì)體穩(wěn)定性問題包括了地面建筑工程中地基巖土體穩(wěn)定性問題，露天礦山開采工程中邊坡穩(wěn)定性問題，地下開采工程中井巷圍巖穩(wěn)定性中的地質(zhì)問題，水利工程中的壩基與庫岸邊坡穩(wěn)定性問題，地震工程中的區(qū)域地殼穩(wěn)定性問題等．工程地質(zhì)數(shù)值法的應(yīng)用范圍涉及采礦工程、巖土工程、石油工程、水利工程、交通運(yùn)輸工程、城市建設(shè)和地下工程等眾多工程學(xué)科．因此，本書作為普通高等教育"葉'五"國家級(jí)規(guī)劃教材，是適用于各類工程地質(zhì)領(lǐng)域的一部全國通用教材．本書的編寫有如下特色：

工程地質(zhì)數(shù)值法一、基礎(chǔ)性

工程地質(zhì)數(shù)值法注重加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的教育．基礎(chǔ)理論涉及各種數(shù)值分析基本原理的介紹，基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)涉及各種數(shù)值分析的基本原理、與工程地質(zhì)問題相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)介紹等，基本技能是讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握解決工程地質(zhì)問題的數(shù)值分析方法．

工程地質(zhì)數(shù)值法二、通用性

工程地質(zhì)數(shù)值法的編寫教師分別來自不同高校的多個(gè)學(xué)科，編寫內(nèi)容和應(yīng)用范圍涉及眾多工程學(xué)科的多個(gè)專業(yè)，因此，不同行業(yè)、不同領(lǐng)域的大專院?；蚩蒲性核?，都可以根據(jù)各自的特點(diǎn)和需要，對(duì)本書的內(nèi)容有選擇地進(jìn)行講授．

工程地質(zhì)數(shù)值法三、實(shí)用性

本教材突出工程地質(zhì)的特色，以大量的工程實(shí)例展開數(shù)值法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)基本理論、基本知識(shí)和基本技能的教育，并配套光盤信息技術(shù)，使本科生學(xué)以致用、學(xué)了會(huì)用、學(xué)了能用，在實(shí)戰(zhàn)中提高分析問題、解決問題的能力．

工程地質(zhì)數(shù)值法四、新穎性

本書的編排方式、方法比較新穎，理論、方法和實(shí)例分析緊密結(jié)合．書末配套的光盤中，附有大量的工程應(yīng)用實(shí)例．通過實(shí)例講解，以簡明易懂的方式，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握一門技能，并了解當(dāng)今數(shù)值方法的發(fā)展趨勢(shì)，為學(xué)生以后結(jié)合自己專業(yè)的學(xué)習(xí)指明方向．

工程地質(zhì)數(shù)值法五、先進(jìn)性

工程地質(zhì)數(shù)值法緊密結(jié)合工程實(shí)踐中的工程地質(zhì)問題，將源自最近的在科研課題或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題中應(yīng)用數(shù)值方法的最新成果匯編在一起，作為普通高等教育的教材，體現(xiàn)了與時(shí)俱進(jìn)的先進(jìn)性．有些內(nèi)容的難度較大，如用張量描述的大變形有限元法是具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)值方法軟件系統(tǒng)，還有一些三維分析和滲流分析等，這部分內(nèi)容以"*"標(biāo)出，只作為本科生教學(xué)的參考和選修內(nèi)容．

本教材由何滿潮任主編，由黃潤秋、王金安、姚磊華、王樹仁任副主編． 由中國地質(zhì)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、成都理工大學(xué)、北京科技大學(xué)、黑龍江科技學(xué)院、中國石油大學(xué)、東北大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)和湖南大學(xué)共九所高校的教師參與編寫．各章節(jié)編寫分工為：前言、第一章--何滿潮；第二章--何滿潮、姚愛軍；第三章--黃潤秋、許強(qiáng)(3．1，3．2，3．3)、高延法(3．4，3．5)、王金安(3．6)；第四章--何滿潮、陳新；第五章--王金安(5．1，5．2，5．3，5．4，5．5)、王樹仁(5．6)；第六章--王述紅、王泳嘉(6．1，6．2)、武雄(6．3)、王金安(6．4)、王樹仁(6．5)；第七章--王芝銀(7．1，7．2)、姚磊華(7．3，7．4)；第八章--王樹仁、韓雪(8．1)、姚磊華(8．2，8．3，8．4)．全書由何滿潮統(tǒng)編定稿，并由黃潤秋、王金安、姚磊華和王樹仁等一起負(fù)責(zé)全書終審．

高等教育教材改革是一件大事，也是一件難事．在和同行們多次討論和茶余飯后的交談中，共同感覺到應(yīng)該編寫一本本科生學(xué)了能用的工程地質(zhì)數(shù)值法教材．本教材申報(bào)"十五"國家級(jí)規(guī)劃教材并獲批準(zhǔn)之后，編委會(huì)先后召集了八次會(huì)議予以充分的討論，最后敲定了以工程地質(zhì)為特色、·理論聯(lián)系實(shí)例為主線的工程地質(zhì)數(shù)值法編寫大綱，此后又?jǐn)?shù)易其稿．雖已殫精竭慮，但仍有如履薄冰之感，畢竟本教材的編寫方法僅僅是一個(gè)教材改革的大膽嘗試，因此，書中的不妥之處，敬請(qǐng)同行們不吝賜教．

何滿潮

2006年元月于北京

工程地質(zhì)數(shù)值方法是將工程地質(zhì)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)交叉并應(yīng)用于地質(zhì)工程、巖土工程、地下工程、水利工程、采礦工程、鐵道工程、公路工程、石油工程等諸多學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課。

本書涵蓋了利用數(shù)值方法求解主要工程地質(zhì)問題的相關(guān)內(nèi)容。全書共七章，第一章介紹了工程地質(zhì)問題的數(shù)值分析方法及實(shí)施步驟，數(shù)值分析方法包括有限單元法、有限差分法、離散單元法、邊界單元法和拉格朗日元法；第二章利用有限單元法分析平面問題，具體介紹了平面三節(jié)點(diǎn)問題的理論解與數(shù)值解的求解過程；第三章為基于Suffer軟件的三維地質(zhì)模型構(gòu)建過程；第四章利用有限元軟件ANSYS模擬介紹了隧道開挖施工及支護(hù)的過程；第五章利用ANSYS軟件模擬了雙聯(lián)拱隧道全斷面開挖過程；第六章為巖土材料掃描電鏡圖像二維數(shù)值重建與仿真；第七章介紹了工程地質(zhì)數(shù)值法中數(shù)據(jù)讀人和寫出的具體思路并給出了范例。

本書理論簡明扼要，注重于工程地質(zhì)數(shù)值方法在地質(zhì)工程及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。滿足地質(zhì)工程及相關(guān)專業(yè)“工程地質(zhì)數(shù)值法”課程的教學(xué)要求，既可作為地質(zhì)工程或相關(guān)專業(yè)的本科生教材，也可作為從事地質(zhì)工程或相關(guān)領(lǐng)域科研人員的參考用書。

第一章 概論

第一節(jié) 工程地質(zhì)問題

第二節(jié) 工程地質(zhì)數(shù)值分析方法

第三節(jié) 工程地質(zhì)數(shù)值方法的應(yīng)用與實(shí)施步驟

第二章 平面問題的有限單元法

第一節(jié) 平面問題簡介

第二節(jié) 有限單元法的基本原理

第三節(jié) 有限元分析的基本方法

第四節(jié) 平面三節(jié)點(diǎn)問題的理論解

第五節(jié) 平面三節(jié)點(diǎn)問題的數(shù)值解

第六節(jié) 算法數(shù)據(jù)文件

第三章 基于Surfer軟件的三維地質(zhì)模型構(gòu)建

第一節(jié) Surfer軟件的功能介紹

第二節(jié) 初始地質(zhì)數(shù)據(jù)的處理

第三節(jié) 三維地質(zhì)模型建立

第四節(jié) 結(jié)果與討論

第五節(jié) 數(shù)值分析的數(shù)據(jù)文件

第四章 隧道開挖施工過程的數(shù)值分析

第一節(jié) 問題描述

第二節(jié) 工程概況

第三節(jié) 隧道模型構(gòu)建

第四節(jié) 隧道開挖與支護(hù)模擬

第五節(jié) 結(jié)果與討論

第六節(jié) 數(shù)值分析的數(shù)據(jù)文件

第五章 雙聯(lián)拱隧道全斷面法開挖模擬

第一節(jié) 開挖模擬的基本思想

第二節(jié) 計(jì)算模型

第三節(jié) 隧道模型構(gòu)建

第四節(jié) 雙聯(lián)拱隧道全斷面法開挖模擬

第五節(jié) 開挖結(jié)果分析

第六章 掃描電鏡圖像二維重建

第一節(jié) 問題描述

第二節(jié) 模型構(gòu)建

第三節(jié) 結(jié)果與討論

第四節(jié) 數(shù)值分析的數(shù)據(jù)文件

第七章 數(shù)據(jù)的讀入與寫出

第一節(jié) 數(shù)據(jù)的讀人

第二節(jié) 數(shù)據(jù)的寫出

參考文獻(xiàn) 2100433B

工程地質(zhì)數(shù)值方法是應(yīng)用數(shù)值分析手段來解決與工程相關(guān)的地質(zhì)體穩(wěn)定性問題的一種方法.工程地質(zhì)體穩(wěn)定性問題包括了地面建筑工程中地基巖土體穩(wěn)定性問題，露天礦山開采工程中邊坡穩(wěn)定性問題，地下開采工程中井巷圍巖穩(wěn)定性中的地質(zhì)問題，水利工程中的壩基與庫岸邊坡穩(wěn)定性問題，地震工程中的區(qū)域地殼穩(wěn)定性問題等.工程地質(zhì)數(shù)值法的應(yīng)用范圍涉及采礦工程、巖土工程、石油工程。

工程地質(zhì)數(shù)值方法注重加強(qiáng)基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的教育.基礎(chǔ)理論涉及各種數(shù)值分析基本原理的介紹，基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)涉及各種數(shù)值分析的基本原理、與工程地質(zhì)問題相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)介紹等，基本技能是讓學(xué)習(xí)和掌握解決工程地質(zhì)問題的數(shù)值分析方法.工程地質(zhì)數(shù)值法緊密結(jié)合工程實(shí)踐中的工程地質(zhì)問題2100433B