巖土工程數值模擬的案例
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巖土工程數值計算.part1.rar
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巖土工程【PFC、3Dec】離散元數值模擬
主要從事巖土工程數值模擬方法。在土體宏微觀力學特性與本構關系、城市地下空間工程、人工智能機器學習在巖土工程中的應用等方面積累了豐富的經驗。
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3DEC 講師
雙一流大學博士、博士后，巖土工程勘察設計行業高級工程師，參與多項國家重點研發項目和國家自然科學基金面上項目，研究成果發表SCI、EI十余篇，專利7項，巖石力學與工程學會等科技進步一等獎2項，省級科技進步二等獎1項。主要從事數值模擬在巖土工程領域的應用研究，在地下空間工程、隧道工程、采礦工程等領域積累了較豐富的數值模擬分析經驗。
展開 【巖土工程pfc、3dec】案例多
主要從事巖土工程數值模擬方法。在土體宏微觀力學特性與本構關系、城市地下空間工程、人工智能機器學習在巖土工程中的應用等方面積累了豐富的經驗。
3DEC講師：雙一流大學博士、博士后，巖土工程勘察設計行業高級工程師，參與多項國家重點研發項目和國家自然科學基金面上項目，研究成果發表SCI、EI十余篇，專利7項，巖石力學與工程學會等科技進步一等獎2項，省級科技進步二等獎1項。主要從事數值模擬在巖土工程領域的應用研究，在地下空間工程、隧道工程、采礦工程等領域積累了較豐富的數值模擬分析經驗。
展開 “離散元數值模擬仿真技術與應用”系列專題
主要從事巖土工程數值模擬方法。在土體宏微觀力學特性與本構關系、城市地下空間工程、人工智能機器學習在巖土工程中的應用等方面積累了豐富的經驗。
3DEC講師：雙一流大學博士、博士后，巖土工程勘察設計行業高級工程師，參與多項國家重點研發項目和國家自然科學基金面上項目，研究成果發表SCI、EI十余篇，專利7項，巖石力學與工程學會等科技進步一等獎2項，省級科技進步二等獎1項。主要從事數值模擬在巖土工程領域的應用研究，在地下空間工程、隧道工程、采礦工程等領域積累了較豐富的數值模擬分析經驗。
展開 
樁筏基礎的三維數值模擬(3D Modeling of Piled Raft Foundation)---Part 1
在隨后的20年里，由于世界各地超高層建筑的不斷涌現特別是數值模擬技術的突破性發展，因而進行了大量設計和預測方法的改進以及實例研究，特別是非線性三維數值模擬的引入，其中一個最典型的代表是Plaxis 3D。
總的來說，樁筏基礎似乎存在著相互矛盾的設計方法論。一種理論認為，樁筏基礎中的樁承受大部分載荷，筏板只承受小部分載荷；另一種理論則認為，樁筏基礎中的筏板主要承受地基載荷，樁的作用主要是為了減少差異沉降。根據我有限的工程實踐經驗以及從巖土工程師的角度出發，個人比較偏向于第一種理論，因為大部分建筑的地基土是均勻的，樁基本上均勻布置，除非有特殊載荷，否則樁的尺寸(包括直徑和樁長)在設計時是一樣的，沒有減少差異沉降的目的，另一方面，樁改善了土的力學性能，提高了地基土的承載力，如果土的承載力不足，建筑物將會產生較大的沉降量。
3 三維模擬
本例展示了一個正方形樁筏基礎的模擬過程，側重模擬思路的理解。
(1) 施工步驟。分階段的施工步驟設置是巖土工程數值模擬需要考慮的一個重要事項。首先，在巖土體中施工應該進行自重或應力的初始化，其次，外載荷、支護、分步開挖等施工步驟需要分開進行設置。
展開 離散元數值模擬系列—【PFC】-【3Dec】
主要從事巖土工程數值模擬方法。在土體宏微觀力學特性與本構關系、城市地下空間工程、人工智能機器學習在巖土工程中的應用等方面積累了豐富的經驗。
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3DEC 講師
雙一流大學博士、博士后，巖土工程勘察設計行業高級工程師，參與多項國家重點研發項目和國家自然科學基金面上項目，研究成果發表SCI、EI十余篇，專利7項，巖石力學與工程學會等科技進步一等獎2項，省級科技進步二等獎1項。主要從事數值模擬在巖土工程領域的應用研究，在地下空間工程、隧道工程、采礦工程等領域積累了較豐富的數值模擬分析經驗。
展開 導爆索水耦合爆破數值模擬
筆者近日對某花崗巖石材開采中的光面爆破做數值模擬分析。
主要工藝流程：直徑為40mm的炮孔里面灌滿水，每根炮孔塞入一根6mm的導爆索，一次齊爆一排炮孔，最后花崗巖荒料就脫離出來，分離面非常整齊。
筆者對這個爆破過程做了數值模擬分析，采用導爆索和水共節點作為一個PART,與花崗巖流固耦合分析，流體、固體網格獨立。計算后，取水介質中某單元，其pressure大概有45Mpa；取爆孔壁花崗巖某單元，其pressure銳減只有大概25Mpa，為此，筆者感到很困惑，不知道這個結果是否合理，求高人指教。
另外：筆者長期從事爆破、巖土工程的數值模擬，希望能跟志同道合之友一同交流學習，QQ：452940406！
展開 《巖土工程數值分析》
【版次印次】 1 【ISBN書號】 7111182111
【開 本】 16開 【裝 幀】 平裝
【頁 數】 274
內容簡介
本書是土木工程研究生系列教材之一。全書較系統地介紹了巖土工程問題的數值解析方法的基本理論及其在巖土工程中的應用，內容包括土的本構模型、有限差分法、有限元法、邊界元法、離散元法和巖土工程數值分析新方法，以及巖土工程應力及變形問題有限元分析、固結問題有限元分析、土體滲流問題數值分析和土體溫度場的有限元分析和巖土工程數值分析新方法等，有較新的研究成果，也有結合巖土工程的應用。
本書既可作為高等院校土木工程、水利水電工程、采礦工程以及交通運輸工程等專業的研究生教材，也可供上術專業的大學生以及從事教學、科研、規劃、勘察、設計、施工、管理、監理和監測等工作的科技人員參考。
展開 離散元pfc、3dec
離散元PFC-3DEC.pdf
【pfc離散元】
巖土工程數值模擬方法、FISH、PYTHON語言及COMMAND命令
復雜顆粒形狀模擬、三軸剪切、顆粒破碎
巖石（膠結顆粒）材料的剪切
接觸模型選擇與參數標定、
活動門試驗、盾構隧道掌子面穩定性、
節理巖體中的硐室開挖穩定性、二維殼結構單元耦合、
PFC3D與FLAC3D耦合、PFC-CFD耦合模擬、
孔隙介質中Darcy流模擬
【3Dec離散元】
巖層/地下空間開挖/掘進、FISH語言編程、
3DEC節理/接觸面/結構單元、靜力學分析、
巷道錨桿支護模擬、初始地應力場反演技術、
地面注漿/水力壓裂、地下空間開挖巖層運移分析、
隧道掘進圍巖力學響應分析、邊坡開挖
流固耦合、滲流、非線性動力模擬、3DEC后處理。
3月離散元專題，下周六開課，在線直播，提供視頻回放及案例代碼
詳情請查閱：
https://mp.weixin.qq.com/s/ZSsNK-JJM89ybUAsYq8r7Q
展開 ABAQUS CEL (例3) 巖土大變形的模擬
該例子放于我的視頻專欄內，以視頻形式講解巖土工程大變形的數值模擬，視頻包含所有模型創建過程及邊界條件的處理，適合新手掌握CEL在Abaqus中的應用；有CEL技術問題，歡迎大家一起探討
巖土工程模擬打樁過程 (例2: 3D模型模擬錘擊貫入) ￥33.33
該模型用Abaqus explicit模擬3維打樁錘擊過程，由于錘被顯示模擬，錘在自由落體運動下敲擊樁，在樁身產生了應力波，該模擬在樁身四個位置分別測了應力波在樁內的傳播，該模型對3D模擬錘擊樁具有借鑒意義
巖土工程模擬打樁過程(含完整建模inp文件) ￥100
注：
（1）該文檔在最后附上了完整建模inp文件，可直接導入abaqus運行查看完整計算結果，建議用abaqus command運行該inp文件；
（2）所附模型為2維軸對稱模型，模擬了打樁錘及實際錘擊效果。
建立的模型：
模擬效果：
連續錘擊下，對應打樁錘、樁頂部和樁內土塞表面的位移(僅為技術可實現的效果示意圖)
計算說明：
在2D情況下實現3維的打樁錘擊及貫入效果，2D模型模擬了真實的打樁錘，并模擬出同3D一樣的打樁錘擊效果，即錘-樁-土之間的相互作用在2D情況下被考慮，2D打樁錘會先自由落體運動，然后打擊樁頂部并在作用力與反作用力的作用下自動實現錘的反彈;此外該模擬計算效率相較于3D模擬高很多，采用隱式求解器的收斂性更好；該模型具有較高的科研和工程實踐價值
計算模型的處理技術：采用隱式求解器進行模擬；模型利用軸對稱性建立2D模型；用Connector模擬錘與樁的錘擊效果；剛樁，錘采用線彈性本構模擬；土與樁壁的摩擦通過庫倫摩檫力定義實現；考慮土的Geostatic step；所有單元都采用軸對稱單元（土和錘為4節點固體單元，樁為2節點殼單元）。
方法計算的機時耗費情況：該模擬在半小時內可模擬完成；相同精度下的3D模型需要1周左右的時間
結論：
該模型不僅可以用于科研研究樁的貫入過程和樁內土塞的形成機理，也具有極大的潛力用于商業應用，因為計算成本較低，半小時內可完成連續多下樁的錘擊，更多錘擊數并不影響模型收斂性。
展開 巖土工程模擬打樁過程 (例1: 軸對稱模型)
建立的模型：
模擬效果：
連續錘擊十下，對應打樁錘、樁頂部和樁內土塞表面的位移
計算說明：
在2D情況下實現3維的打樁錘擊及貫入效果，2D模型模擬了真實的打樁錘，并模擬出同3D一樣的打樁錘擊效果，即錘-樁-土之間的相互作用在2D情況下被考慮，2D打樁錘會先自由落體運動，然后打擊樁頂部并在作用力與反作用力的作用下自動實現錘的反彈;此外該模擬計算效率相較于3D模擬高很多，采用隱式求解器的收斂性更好；該模型具有較高的科研和工程實踐價值
計算模型的處理技術：采用隱式求解器進行模擬；模型利用軸對稱性建立2D模型；用Connector模擬錘與樁的錘擊效果；剛樁，錘采用線彈性本構模擬；土與樁壁的摩擦通過庫倫摩檫力定義實現；考慮土的Geostatic step；所有單元都采用軸對稱單元（土和錘為4節點固體單元，樁為2節點殼單元）。
方法計算的機時耗費情況：該模擬在半小時內可模擬完成；相同精度下的3D模型需要1周左右的時間
結論：
該模型不僅可以用于科研研究樁的貫入過程和樁內土塞的形成機理，也具有極大的潛力用于商業應用，因為計算成本較低，半小時內可完成連續10下樁的錘擊，更多錘擊數并不影響模型收斂性。
展開 地質統計模擬方法在巖土和采礦工程中的應用(sequential Gaussian simulation)
1 引言
為了強調巖土材料性質的隨機性和不確定性，各種地質統計模擬方法逐漸引入到巖土工程和采礦工程中，其中最流行的一種方法是順序高斯模擬法SGS(Sequential Gaussian Simulation)，例如(2013) Soil variability and its consequences in geotechnical engineering研究了土的變異性對巖土工程的影響；(2017) Modelling Geomechanical Heterogeneity of Rock Masses Using Direct and Indirect Geostatistical Conditional Simulation Methods研究了巖石的各向異性。本文非常簡要地回顧了SGS在巖土和采礦工程中的應用，這些文獻僅存在于目前的GeostechSet數據集中，外部的文獻沒有涉及。
2 邊坡穩定性
SGS的第一個應用領域是邊坡穩定性分析，參看今天發布的另一篇文章《巖土材料的空間變異性分析(Spatial Variability Analysis)》。
展開 UJRM數據集---Ubiquitous Joint Rock Mass Modelling
1 引言
數值模擬本身并不能為巖石工程設計提供完整的解決方案, 完整的巖石工程設計需要考慮大量地質、巖土、地下水以及施工操作等因素。無論使用什么樣的分析工具, 其結果都應與其他因素聯合起來考慮，假如可能的話, 應盡可能通過對監測到的位移通過反分析來檢查。數值模擬在很大程度上是為了發現破壞機理, 而不是計算本身。
一直以來, 某些實踐的工程師對數值模擬嗤之以鼻. 與我以前共事的一位工程師描繪數值模擬經常掛在嘴邊的一句話就是"Garbage in, Garbage out". 這也間接地顯示出數值模擬在實踐的巖石工程中面臨的巨大挑戰。
盡管如此, 巖土工程數值模擬技術還在不斷發展, 現在已經由原來的學術研究逐漸擴展到工業應用, 其中最令人驚嘆的一項技術是合成巖體SRM, 3DEC當應用于大規模的數值模擬時, 最突出的問題是計算時間過長. 為了提供更合理的計算時間, Sainsbury等人(2008)提出了一種Ubiquitous Joint Rock Mass(UJRM)模型SRM-UJRM，從而在FLAC3D連續體模型中考慮了巖體強度和各向異性, 能夠研究完整巖石內聚力的逐漸減弱和Ubiquitous Joint破壞, 參看[Sainsbury, B. et al. (2008) Analysis of cave behaviour using a Synthetic Rock Mass (SRM) – Ubiquitous Joint Rock Mass (UJRM) modelling technique.] 他們的方法與Pierce等人(2007)和Mas Ivars等人(2008)的方法不同，沒有使用PFC3D，而是用FLAC3D評估來自較小模型模擬的巖體屬性。
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