土工細觀模型試驗與數(shù)值模擬基本信息

作　者：周健，賈敏才等 著 叢 書 名：巖土工程新技術(shù)與應(yīng)用叢書

出 版 社：科學(xué)出版社

ISBN：9787030202413

出版時間：2008-04-01

版　次：1

頁　數(shù)：437

裝　幀：精裝

開　本：16開

所屬分類：圖書 > 教材教輔 > 大學(xué)教材

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)用及研究進展，詳細介紹了數(shù)字圖像無標點土體量測技術(shù)和土體細觀量測技術(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行數(shù)值仿真模擬分析。通過試驗結(jié)合數(shù)值模擬的方法從細觀角度對巖土工程中的各種宏觀現(xiàn)象進行解釋，并揭示其力學(xué)機制。本書的內(nèi)容涉及巖土工程領(lǐng)域中各種問題的細觀力學(xué)機制，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。

本書可供土建、水利、交通、鐵道等部門從事科研、設(shè)計、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。2100433B

在混凝土細觀隨機結(jié)構(gòu)實驗觀測的基礎(chǔ)上，深入研究混凝土細觀結(jié)構(gòu)的組成特點，建立合理的混凝土細觀結(jié)構(gòu)的描述方法；在此基礎(chǔ)上，基于固體計算力學(xué)最新發(fā)展的細觀模擬方法，精細模擬混凝土細觀裂縫群的產(chǎn)生和發(fā)展過程，研究混凝土細觀應(yīng)力隨機重分布規(guī)律；基于多尺度理論，選取合適的狀態(tài)變量作為尺度間的橋梁，從細觀數(shù)值模擬結(jié)果出發(fā)求解宏觀損傷隨機演化規(guī)律，并與多維連續(xù)損傷模型相結(jié)合，構(gòu)成多尺度隨機損傷模型的完整體系；采用所建立的多尺度隨機損傷模型模擬混凝土結(jié)構(gòu)的全過程非線性行為，有針對性地探索尺寸效應(yīng)等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)非線性分析難以處理的問題，為結(jié)構(gòu)非線性分析與設(shè)計提供理論工具與技術(shù)支持。

采用散粒介質(zhì)力學(xué)與細觀機理分析方法，通過三軸數(shù)值試驗，模擬在地震荷載作用下飽和砂土液化過程，探討液化過程中狀態(tài)轉(zhuǎn)換面的產(chǎn)生、穩(wěn)態(tài)變形、循環(huán)活動性發(fā)展等的細觀機理。在此基礎(chǔ)上，發(fā)展一個顆粒-流體耦合的飽和砂土細觀力學(xué)模型，模型中顆粒運動采用散粒介質(zhì)的離散單元方法模擬，流體運動采用計算流體動力學(xué)（CFD）技術(shù)計算，通過一定的邊界條件實現(xiàn)流固兩相的耦合。采用建立的細觀模型研究飽和砂土液化時土體的局部滲流特性，分析滲透系數(shù)與應(yīng)力、細觀組構(gòu)演化與宏觀應(yīng)力應(yīng)變發(fā)展之間的定量關(guān)系。在振動模型試驗中引入先進的數(shù)碼攝像可視化跟蹤技術(shù)和數(shù)字信息計算機實時處理技術(shù)，測量分析飽和砂土液化時土體細觀組構(gòu)參數(shù)的演化規(guī)律，并與數(shù)值結(jié)果進行對比分析。最后根據(jù)上述流體-顆粒耦合細觀模擬、組構(gòu)演化規(guī)律分析以及模型試驗結(jié)果，建立一個基于細觀機理分析的飽和砂土液化模型。 2100433B

對混凝土試件動態(tài)性能進行細觀數(shù)值模擬對指導(dǎo)高拱壩的抗震設(shè)計具有重要意義，但由于離散網(wǎng)格規(guī)模巨大，導(dǎo)致稀疏線性方程組求解所需時間在整體細觀數(shù)值模擬時間中占95%以上，研究高效并行預(yù)條件方法減少線性方程組求解時間是加快數(shù)值模擬的必由之路。.本項目針對非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格下混凝土細觀數(shù)值模擬程序中的對稱正定稀疏線性方程組，基于圖分割算法，研究將子圖擴展為重疊子圖時的最佳重疊方式，采用對子圖間與子圖內(nèi)節(jié)點進行綜合排序的方法，控制非零元素離對角元的距離，并在分析加性Schwarz并行預(yù)條件不能趨近對應(yīng)串行預(yù)條件機理的基礎(chǔ)上，對局部分解因子研究最佳的舍棄策略與組裝方法，構(gòu)筑對稱正定且隨重疊度增加趨近于對應(yīng)串行預(yù)條件的并行不完全分解預(yù)條件。同時，基于混凝土細觀數(shù)值模擬中稀疏線性方程組的特點，分析系數(shù)矩陣中元素之間的相互關(guān)系，研究粗網(wǎng)格構(gòu)造方法，設(shè)計粗網(wǎng)格校正算子作用到向量上的并行算法，進一步改進并行預(yù)條件。