巖土力學的案例
巖土力學仿真計算的高速圖形工作站硬件配置推薦
巖土力學中常用的軟件：
§ Plaxis：用于地下工程和邊坡穩定性分析的有限元軟件。
§ Geostudio：包括Slope/W、Seep/W、Plaxis 2D等模塊，用于巖土和地下水數值建模。
§ Phase2：用于地下結構的有限元軟件，特別適用于巖石力學問題。
§ FLAC：離散元法軟件，用于分析巖石和土壤的變形和斷裂。
§ ANSYS：通用有限元分析軟件，可用于巖土力學和地質工程問題的建模和模擬。
§ UDEC：離散元軟件，用于模擬巖土的破碎、變形等行為。
§ PFC：粒子法軟件，用于模擬巖土的流動、滑動等行為。
以下是一些巖土力學計算中常用的優化方法：
§ 網格劃分優化：通過優化網格劃分，可以減少計算量和提高計算精度。
§ 算法優化：通過改進算法，可以提高計算效率。
§ 并行計算：通過采用并行計算，可以充分利用多核處理器的優勢，提高計算效率。
巖土力學最大計算瓶頸：
§ 巖土體具有復雜的幾何形狀和力學性質：巖土體通常具有復雜的幾何形狀，如不規則的巖層、斷層、裂隙等。此外，巖土體的力學性質也非常復雜，包括強度、剛度、塑性、粘性等。這些因素都給巖土力學計算帶來了挑戰。
§ 巖土體之間的相互作用復雜：巖土體之間存在著復雜的相互作用，如摩擦、粘結、接觸等。這些相互作用通常難以準確描述，給巖土力學計算帶來了困難。
§ 巖土力學計算量大：巖土力學計算通常涉及大量的計算量，這對計算機硬件和軟件提出了較高的要求。
最大計算瓶頸通常取決于問題的規模和復雜性，但巖土工程中常見的挑戰之一是模擬非線性和動態行為，這可能需要大量的計算資源和時間。大型地下工程和巖石動力學問題可能需要大規模的并行計算，這可能會對計算資源、內存和存儲容量提出高要求。
展開 常規巖土力學試驗主應力組成分析與疲勞仿真驗證
摘 要：本研究通過數值計算和室內實驗仿真的方式開展了對常規巖土力學試驗主應力組成分析與疲勞荷載的研究。進行了常規巖土力學試驗的仿真，并得出了主應力分布特點。通過建立疲勞仿真計算模型，對試件進行疲勞仿真驗證，針對四組不同算例對試件的疲勞荷載進行模擬分析。通過研究得出不同主應力組合對試件的疲勞荷載有著一定影響。
關鍵詞：常規;試驗;疲勞;組成分析;主應力;巖土力學;
1 常規巖土力學仿真中的主應力分布特點
為實現對巖土力學試驗的仿真，開展研究前，引進Mohr-Coulomb（莫爾-庫倫強度理論）、Drucker-Prager(DP準則），將其作為參照，進行巖土材料在力學性能試驗中應力分布的研究[1]。
在此過程中，Mohr-Coulomb理論提出，材料發生破壞行為，大多屬于剪切破壞，在此種條件下，破壞面上存在剪應力，而對應的剪應力可以用法向應力函數表示，表達式如下：
式中：τf代表材料發生破壞時，破壞面上的剪應力；f（σ）代表法向應力函數。根據上述函數，可以確定巖土材料的莫爾破壞包絡線，如圖1所示。
圖1 巖土材料的莫爾破壞包絡線
圖1中，A、B代表破壞面的兩個莫爾圓；O1、O2代表兩個任意點莫爾圓半徑；M、N代表破壞面的垂直包絡線[2]。設定一個參數為巖土材料的屈服系數，將其表示為Q,Q的計算可以通過下述公式得到。
式中：Q代表屈服系數；O1代表任意點莫爾圓半徑；O1M代表圓心到包絡線距離。根據實際情況，應明確Q的取值在0～1之間，當計算后發現Q的值>1時，說明在此種條件下，巖土材料樣件已在法向應力作用下，達到了屈服破壞程度。
在上述內容的基礎上，參照DP準則，進行巖土材料屈服應力的分析，在此過程中，可以將巖土材料的樣件假設為一個三維模型，模型在三個方向的主應力構成三維應力空間[3]。
展開 『原創』 巖土力學理論研究的知名學者
余海歲目前是英國諾丁漢大學巖土工程專業的教授和土木工程學院院長。他還是澳大利亞紐卡斯爾大學工程學院的助理院長。他于1987年在帝國理工學院獲得巖石力學專業理學碩士學位，并于1990年在牛津大學獲得土力學專業博士學位。因其對巖土力學理論的杰出貢獻，余教授于2000年被澳大利亞紐卡斯爾大學授予理學博士學位。
余教授主要研究領域為巖土力學的分析和計算，塑性和本構模型，巖土場地特性的原位土壤試驗和pavement geotechnics。余教授目前已出版專著四部，發表約論文和研究報告200余篇。由于杰出的研究工作，余教授被授予許多國際獎章和榮譽，如2004年獲國際土力學和巖土工程學會的first James K Mitchell Lecturer；2003年獲得Shamsher Prakas基金會的國際研究貢獻獎；2000年獲英國土木工程協會最高榮譽的Telford金獎；1998年獲澳大利亞巖土力學學會杰出成就Trollope獎。余教授創辦了諾丁漢大學巖土力學中心（NCG）并擔任主任，創辦了國際學術期刊Geomechanics amd Geoengineering并擔任總編輯，此外還擔任其它幾個重要的國際學術期刊，如International Journal of Geomechanics，Geotechnique，Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering等的編委。余教授自2002-2005年擔任英國巖土工程學會（BGA）常務理事，擔任國際土力學和巖土工程協會（ISSMGE）技術委員會TC3和TC16委員，美國土木工程學會(ASCE)委員。
展開 COMSOL Multiphysics的巖土力學模塊(Geomechanics Module)
1 引言
在過去的一個筆記中，曾經提及過Comsol Multiphysics多物理場數值模擬軟件(最新發布的工業軟件(采礦,結構和數值模擬)，但這個軟件在巖土工程中很少用到。根據調查，GeotechSet數據集內僅包括了不到10篇相關文獻。本筆記簡述了Comsol的巖土力學模塊。
2 Comsol巖土力學模塊
Comsol的巖土力學模塊(Geomechanics Module)是結構力學模塊的附加模塊，如下圖所示。在軟件安裝時可以選擇該模塊，其中提供的工具將結構力學模塊擴展到巖土工程的定量研究，可以進行巖石力學和土力學的單一物理場和多物理場模擬，如隧道，開挖，邊坡穩定性及擋土結構，可以使用許多非線性巖土力學材料模型來研究土和巖石的變形，塑性，蠕變和破壞，以及它們與樁，支撐結構和其它人工結構的相互作用。這個模塊包含了廣泛的材料模型：
(1) 土力學模型：Drucker-Prager；Mohr-Coulomb; Modified Cam-Clay model; Hardening Soil model. 為了與FLAC的本構模型比較，可參考下述鏈接：
IMASS---FLAC3D和3DEC新的本構模型(2)
FLAC2D---過去，現在和將來
FLAC3D 7.0 新特性簡介(P3)---新的本構模型
(2) 用戶自定義的塑性、流動規則和硬化模型。
展開 
第五屆國際巖土介質破裂力學學術研討會會議紀要
2018年7月11-13日，正值盛夏時節，涼爽大連迎來“第五屆國際巖土介質破裂力學學術研討會暨中國力學學會巖土力學專業委員會系列年會”。大會由中國力學學會巖土力學專業委員會主辦，大連理工大學、澳大利亞聯邦科學與工業研究院能源部、山東科技大學礦業學院共同承辦。會議以特邀報告、邀請報告、主題報告等形式展開交流，旨在為與會專家、青年學者、企業等提供一個與國內外知名學者互動和學術交流的機會，以促進巖土工程中破裂力學及硬巖學科的深入發展，加強該領域學者之間的交流與合作。隨著采礦與土木工程向更深部發展，預測巖土介質在深地工程如深地熱開采和深埋隧道開挖等復雜環境下的力學變形及破裂特質是巖土工程面臨的巨大挑戰。本次論壇針對這些問題，關于巖土介質破裂力學、巖爆及增強型地熱系統等相關議題展開了討論。這些課題的研究對深部地熱開發及利用地熱鉆井及開挖技術等學科發展至關重要，也對工程施工及安全問題提供了保障。
展開 離散元pfc巖土力學仿真應用技術
PFC巖土力學仿真核心技術應用案例.doc
詳細文件可以看附件。
大概內容：
一、離散單元法及PFC基本原理
二、PFC5.0基礎：簡單的數值建模與分析
三、FISH語言：邁向高級模擬的必備技巧 實例分析 三軸試驗的模擬與分析 散粒體各向異性力學性質分析手段與技術
四、高級模擬：復雜數值模型技巧與分析 實例分析 巖石破裂的聲發射模擬與數學分析 顆粒形狀對其力學性質的影響與分析 等效巖體技術與應用實例
五、高級應用Ⅰ：流固耦合與離散-連續耦合分析 實例分析 DARCY滲流實例分析 PFC-FLAC耦合實例分析 樁-土相互作用的離散連續耦合實例分析
六、高級應用Ⅱ：巖土基本力學性質研究
5.1 基本數值試驗
5.2 土的強度與應力-應變關系分析：真三軸試驗模擬
5.3 顆粒破碎模擬分析
5.4 巖石破裂試驗模擬分析
5.5 循環單元試驗中荷載與排水條件的控制
5.6 巖土各向異性力學性質與組構發展分析
七、高級應用Ⅲ在工程實踐中的應用分析 實例1：堆石壩碾壓工程模擬分析
實例2：邊坡工程模擬分析
實例3：地下工程模擬分析
實例4： 建筑結構地震倒塌模擬分析
電話：13522797150
吳熠燦
展開 南昌大學2022年水工與環境巖土力學團隊招聘啟事
南昌大學水工與環境巖土力學團隊主要研究內容包括水工巖土多場耦合效應、環境巖土、水工巖土精細仿真與數字孿生、水工巖土災變感知與智能預警等四個方向，帶頭人為周創兵教授（南昌大學校長，國家973首席科學家，杰出青年基金獲得者，中國巖石力學與工程學會副理事長）。研究團隊擁有2000余平方米的試驗場地以及多場耦合真三軸系統、大型剪切滲流耦合儀、霍普金森動力學測試系統、micro-CT體視儀、巖土核磁共振測試系統、污染物運移多場耦合測試系統等3000余萬元的設備。
南昌大學水工與環境巖土力學團隊常年招聘以下人才：
杰出人才
1.招聘條件：具有很強學術領導力，在所在領域內獲得國內外同行公認的開創性成果、突出的學術貢獻；具有組織、策劃重大科研計劃項目的經驗，在經濟社會發展重大戰略問題研究上具備突出的統籌規劃能力；對學科建設和科學研究工作有戰略科學家規劃能力，能夠領導相關學科群保持或趕超國內領先、國際先進水平。
2.相應待遇：提供稅前年薪180-200萬元，購房補貼與安家費不低于500萬元，科研資助費一人一議，提供必要的工作條件、學術團隊及科研助手等。
展開 武漢巖土所3種期刊連續入選“中國最具國際影響力學術期刊”
由武漢巖土所編輯出版的《巖石力學與工程學報》、《巖石力學與巖土工程學報（英文刊）》和《巖土力學》3種期刊被評為“2020中國最具國際影響力學術期刊”。
《巖石力學與工程學報》、《巖石力學與巖土工程學報（英文刊）》和《巖土力學》在“中國最具國際影響力學術期刊”（自然科學與工程技術類）榜單中總排名分別為第44、第81和第121名，并已分別連續第9次、第5次和第8次入選“中國最具國際影響力學術期刊”榜單。
《中國學術期刊國際引證年報》根據期刊國際影響力指數（CI）分為自然科學與工程技術類及人文社科類，對我國學術期刊進行國際影響力指數分析并排序完成。評價根據國際影響力指數，將CI值前5%的TOP學術期刊評為“中國最具國際影響力學術期刊”，此次自然科學與工程技術類共有175種科技期刊入選。
來源：中國科學院武漢巖土力學研究所
展開 COMSOL Multiphysics多物理場耦合巖土工程專題線上培訓班
comsol巖土工程培訓正式培訓文件.pdf
comsol巖土力學主要用于模擬一些巖土工程應用，比如隧道、挖掘、邊坡穩定性和支護結構。模塊中設置的專門的接口以研究塑性問題、變形問題、土壤和巖石的失效問題、以及它們與混凝土和人造結構間的交互作用問題。模塊中也提供了不同土壤材料本構： Cam-Clay, Drucker-Prager, Mohr-Coulomb, Matsuoka-Naka, and Lade-Duncan。除了內置的塑性模型，用戶還可以借助于COMSOL Multiphysics提供的通用的方程接口創建屈服函數。此外，計算溫度場和其他場數值的關系也能被融合到材料的定義中。 巖土力學模塊還為混凝土和巖石的模擬提供了非常強大的工具： Willam-Warnke, Bresler-Pister, Ottosen, 和Hoek-Brown都被作為內置參數供用戶選擇，更可被應用和擴展于更通用的脆性材料上。此外，該模塊能方便的與其他模塊功能，如多孔介質流，孔隙彈性，以及基體模塊的溶質傳輸功能等結合使用。
展開 巖土力學中的塑性流動仿真與分析
為了保證巖土工程建設的安全性，在施工時要求具有特定地基和結構加固。實地測試的成本極高，因此仿真就顯得非常實用，甚至必不可少。人們開發了很多數值模型來深入研究土壤行為。在這里，我們將向您介紹 COMSOL Multiphysics 中用于研究土壤的運用最為普遍的模型，及對隧道開挖實例進行分析。
巖土工程快速入門
建筑界普遍存在這樣一個趨勢：海上結構物建造的水域越來越深；建筑物之間的距離越來越近；海上風力發電機建造在離海岸很遠的深海中，這使其可能面臨著極其嚴苛的負載條件。因此，近幾十年來，巖土工程師開發了多種數值仿真來應對這種建筑趨勢以確保建筑的安全性。
“Paris Metro construction 03300288-3″。已獲 Public domain 許可，通過 Wikimedia Commons 共享。
塑性與巖土材料
塑性是指材料能穩定地發生永久變形而不破壞其完整性的能力，金屬、土壤、巖石、混凝土等材料便具有這樣的特性。當造成彈性形變的應力上升到達一個特定的應力級別——屈服應力時，材料開始產生塑性形變。
彈/塑性行為是與路徑相關的，應力取決于材料的之前的變形行為。因此，塑性模型通常與應力變化速率直接關聯，而非應力和塑性應變。整個行業中應用最為廣泛、最著名的塑性模型是以 von Mises 屈服面為基礎的，該模型中塑性流動不因壓力的大小而改變。因此，屈服條件及塑性流動只以偏應力張量為基礎。
然而，因為分析土壤物質時需考慮摩擦和膨脹的影響，所以該模型對此類材料無效。讓我們來看看該如何解決這個問題，并簡單介紹一下 COMSOL Multiphysics? 仿真軟件中不同的土壤塑性模型。
土壤及巖石的塑性
對于土壤和巖石等材料，摩擦和膨脹的影響是不可忽略的。
展開 abaqus的基本知識與應用
并擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質材料，作為通用的模擬工具， ABAQUS 除了能解決大量結構（應力 / 位移）問題，還可以模擬其他工程領域的許多問題，例如熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析（流體滲透 / 應力耦合分析）及壓電介質分析。 [1]
中文名ABAQUS外文名abaqus
面向對象有限元程序設計及其VC++與Matlab混合編程實現
中國科學院 巖土力學重點實驗室，武漢 430071；2. 常州工學院 土木建筑工程學院，江蘇 常州 213002)
摘 要：應用面向對象方法來研究有限元，是對有限元新方法的有益嘗試和創新性發展。通過對比面向過程和面向對象的程
序設計方法，討論了面向對象方法與有限元程序設計相結合的優點，并簡要回顧了國內外面向對象的程序設計方法的研究進
展。應用面向對象的程序分析方法，建立了三維脆塑性有限元分析類庫。采用VC++和Matlab 混合編程的手段，設計了基于
Windows98/2000/NT 操作平臺的面向對象的三維脆塑性有限元分析軟件，成功地分析了國內某大型水電站地下硐室群圍巖穩
定性，驗證了該面向對象有限元分析程序的有效性和實用性。
面向對象有限元程序設計及其VC++與Matlab混合編程實現.pdf
展開 《Abaqus快速入門》免費線上培訓，趕緊報名吧！
不僅可以模擬金屬、橡膠、高分子材料、復合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等典型工程材料的性能，還可以解決熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析（流體滲透/應力耦合分析）及壓電介質分析等工程分析問題。因此Abaqus是很多仿真工程師和產品設計師的常用工具，也是很多新入門工程師的首選有限元分析軟件。
此次元王《Abaqus快速入門》在線培訓，高級仿真工程師吳勝輝將以經典案例“連接器拔插仿真”入手，賦屬性、添加約束、載荷，建立分析步，查看結果，全流程實操講解+互動答疑。
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展開 基于ABAQUS的鋼筋混凝土梁的剛度分析
并擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質材料，作為通用的模擬工具， ABAQUS 除了能解決大量結構（應力 / 位移）問題，還可以模擬其他工程領域的許多問題，例如熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析（流體滲透 / 應力耦合分析）及壓電介質分析。
本文采用ABAQUS簡單搭建鋼筋混凝土結構有限元模型，解決工程實際問題。本文對某鋼筋混凝土模型進行模擬，采用實體單元（混凝土）與Beam單元（鋼筋）相結合的方式進行模擬。首先導入模型，劃分實體網格和一維梁單元。建立材料和截面，分為實體和一維梁單元。然后將材料賦予個模型，進行網格劃分。然后加載，簡支梁模型，約束兩端下部，在上部施加均勻壓力。最后求解計算。
由結果處理可知，鋼筋混凝土梁的最大位移為2.55cm，可以達到模擬效果。ABQUS可以有效模擬鋼筋混凝土模型，對工程實際有很大的參考指導意義。
設備基本情況：i5 4核 ；耗時：10分鐘內。
圖1 鋼筋混凝土梁CAD模型
圖2 線框模型，中間為鋼筋模型
圖3-4 網格模型
圖5 施加載荷示意圖
圖6 位移云圖
展開 什么是ABAQUS?
作為通用的模擬工具， ABAQUS 除了能解決大量結構（應力 / 位移）問題，還可以模擬其他工程領域的許多問題，例如熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析（流體滲透 / 應力耦合分析）及壓電介質分析。
ABAQUS 為用戶提供了廣泛的功能，且使用起來又非常簡單。大量的復雜問題可以通過選項塊的不同組合很容易的模擬出來。例如，對于復雜多構件問題的模擬是通過把定義每一構件的幾何尺寸的選項塊與相應的材料性質選項塊結合起來。在大部分模擬中，甚至高度非線性問題，用戶只需提供一些工程數據，像結構的幾何形狀、材料性質、邊界條件及載荷工況。在一個非線性分析中， ABAQUS 能自動選擇相應載荷增量和收斂限度。他不僅能夠選擇合適參數，而且能連續調節參數以保證在分析過程中有效地得到精確解。用戶通過準確的定義參數就能很好的控制數值計算結果。
ABAQUS 有兩個主求解器模塊— ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit。ABAQUS 還包含一個全面支持求解器的圖形用戶界面，即人機交互前后處理模塊 — ABAQUS/CAE 。 ABAQUS 對某些特殊問題還提供了專用模塊來加以解決。
ABAQUS 被廣泛地認為是功能最強的有限元軟件，可以分析復雜的固體力學結構力學系統，特別是能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題。 ABAQUS 不但可以做單一零件的力學和多物理場的分析，同時還可以做系統級的分析和研究。 ABAQUS 的系統級分析的特點相對于其他的分析軟件來說是獨一無二的。由于 ABAQUS 優秀的分析能力和模擬復雜系統的可靠性使得 ABAQUS 被各國的工業和研究中所廣泛的采用。 ABAQUS 產品在大量的高科技產品研究中都發揮著巨大的作用。
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