岩土科学中的数学化和三种数值方法

岩土科学中的数学化和三种数值方法

一、岩土科学研究中的数学化及三大数值方法(论文文献综述)

魏群[1](1990)在《岩土科学研究中的数学化及三大数值方法》文中进行了进一步梳理岩土科学是一门既古老又年轻的科学。说其古老,是因为可以追溯到远古时代,人类为了居住,便开始使用地下洞穴,此后几千年中,劳动人民在生活和生产中逐渐积累了若干建造和使用岩土工程的经验。但是对于岩土工程稳定和应力计算理论的深入研究,还是随着科学和大工业的发展开始的,松散地层、围岩稳定及压力理论的研究距今也有百余年的历史,坚硬岩层围岩稳定和压力理论的研究也有七十余

季雨坤[2](2019)在《冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究》文中提出冻土冻胀是冰透镜体生长的宏观表象,人工冻土及天然冻土在冻结后均会引发一定范围内的冻胀变形,过量的冻胀变形将导致矿山井筒工程、隧道工程、民用工程等基础设施的破坏。冻胀过程中冰透镜体生长及其背后潜在物理化学机制所涵盖的界面接触处分子间相互作用是理解成核、结晶、相变和矿物置换等物理过程的基础。掌握冻结土体基本物理特性,揭示冰透镜体生长过程中冻土水热力耦合物理行为,完善冻结土体物理力学理论体系,对资源高效开发及人工地层冻结工程与寒区冻土工程的高效构建具有十分重要的科学意义。本文围绕特定环境影响下的冰透镜体生长机制及冻土水热力耦合行为与机理为关键科学问题,综合采用室内试验、理论分析与建模、数值模拟等技术手段,对冻结过程中冻胀敏感性、水热力耦合作用下的冻胀机理及理论、冻胀稳定控制等科学问题进行研究。主要获得以下创新性成果:(1)采用微观结构扫描与分子结构分析的方法揭示了蒙脱土及高岭土的水物理特性,指出蒙脱土矿物相较高岭土具有更好的亲水能力进而使得冻胀较小。此外,研究了颗粒介质粒径影响下的冰透镜体生长机制,综合考虑自然界不同含量砂-粉-粘颗粒组成土体粒径的差异,对给定土体的冻胀敏感性进行了评价。研究指出介于细粒及粗粒间的中等颗粒土体(如粉土)其冻胀敏感性更强,当粗颗粒土中细粒含量显着增多时也可出现明显冻胀现象。(2)为了研究冻胀敏感性土体的冻胀-冻胀力现象,研制出模拟环境约束状态的冻胀试验系统,开展了温度梯度诱导-力学约束影响下的冻胀试验。研究揭示了冰透镜体生长演化过程中土体的宏细观水热力耦合行为,获取了温度梯度-力学约束-冻胀变形-冻胀力之间的动态耦合关系。此外,研究探讨了冰颗粒对孔隙结构及水分流动特性的影响,分析了力学约束作用下冻胀-冻胀力演化特征,给出了冻胀力随约束增大的机理解释及最大冻胀力的数学描述。(3)以结晶动力学过程及冰-水相界面热力学理论为基础,综合考虑等效水压力对相变过程及冻土体渗透性的影响,以基于水活性的化学势梯度作为水分迁移驱动力建立了描述冰透镜体生长演化的理论模型,并提出了经验参数分凝势的数学描述。研究探讨了冻结缘内水活性对冰-水相变物理过程及水分流动特性的影响,描述与分析了冰透镜体的生长演变规律。(4)通过类比非饱和土体的有效应力原理,明确了冻土体有效应力的物理意义,在水、热、力耦合作用机制下以冰透镜体的分凝及生长为关键建立了离散冰透镜体冻胀模型。在此基础上,考虑冰透镜体生长机制对上覆荷载的强烈依赖性,在水、热及固结耦合作用下将约束冻胀力等效为力学约束、冻胀量、冻结时间等因素的非线性函数,综合考虑原位冻胀、分凝冻胀、骨架变形等要素,建立了约束环境中的冻胀力演化模型。以模型数值结果为基础探讨了冻结缘内冰水相变速率的主要控制因素,分析了水分相变结晶过程对负孔隙水压力的影响,并从冻结缘低温几何结构、冻吸力及渗透性对冰透镜体生长影响入手,揭示了力学约束作用下冻胀呈非线性衰减规律的内在物理机制。(5)对冰-颗粒介质之间的力学平衡状态进行分析,获取了冻结缘几何结构对冰透镜体生长机制的影响,揭示了冻结缘结构退化是直接导致冰透镜体生长速率降低的根源。创新了冻胀控制的试验方法与系统,提出了一种通过自动控制冻结深度以抑制冰透镜体生长的人工地层冻结技术思路。研究发现,减小控制的冻结深度或升高循环冷浴温度均能有效的抑制冻胀。该论文有图99幅,表15个,参考文献198篇。

周远忠[3](2016)在《红粘土侧向卸荷破损机理及其工程应用研究》文中研究说明随着我国经济社会的快速发展和城市化进程的不断加快,对地下空间开发利用的要求越来越高。在城市建设中,高层建筑深基坑科学施工与合理利用是城市地下空间开发最为常见的形式之一。红粘土是一种分布广泛的特殊土体,红粘土深基坑和高边坡工程不但是我国城市建设的重要内容,而且也是城市工程建设的重点和难点,红粘土深基坑和高边坡工程的开挖、支护以及深基坑的开发利用等问题随之成为红粘土地区各类工程建设的重点和难点。由于红粘土具有特殊的分布地区和工程力学性质,为满足红粘土地区城市地下空间开发利用和红粘土高边坡治理的工程要求,以贵阳某高层建筑地下室深基坑工程为研究背景,采用理论分析、室内模拟试验和数值分析等方法对红粘土在侧向卸荷条件下的破损机理和深基坑开挖施工的稳定性等问题进行了较为系统、深入的研究,论文的主要研究工作和创新成果如下:(1)采用地质环境分析方法分析了红粘土的地质分布、地质环境和地质成因,采用能谱分析、SEM扫描等现代分析测试技术对同一剖面不同位置红粘土的化学成分及微细观结构特性进行了试验分析,得到了红粘土的化学成分组成比例,提出红粘土的微观集粒结构模型,并探讨了红粘土的化学成分和微观结构的工程力学效应。(2)采用真三轴仪模拟同一剖面不同位置的红粘土侧向卸荷条件下的应力路径进行真三轴试验,并与加载条件下的真三轴试验结果进行对比分析,得到红粘土的强度在同一围压下随着中主应力比的变化具有先增大后减小的变化规律,侧向卸荷较竖向受压更容易使土体发生结构性破损而破坏。(3)采用宏观变形特性与微观结构破损相结合的方法,分析了土体变形破坏的理论模式及红粘土侧向卸荷条件下的结构性变形破损机理,提出了红粘土在侧向卸载条件下不同剖面位置的脆性压剪和塑性拉剪滑移两种结构性变形破损模式,建立了红粘土在开挖条件下变形破损的微细观破损力学机制。(4)利用特殊数字图像处理系统对不同荷载条件下红粘土的微细观结构图像进行处理,采用SPSS等计算软件对试验数据进行多元逐步回归分析,探索红粘土微细观结构参数及其与应力、变形之间的近似定量关系,确定了宏观变形的关键微观结构参数,分析了红粘土宏观变形破坏与微观结构参数之间的内在关系。(5)根据真三轴试验结果,研究了侧向卸荷条件下的红粘土深基坑稳定性分析方法,提出了双强度参数动态折减法,修改本构模型参数,建立了基于侧向卸荷的红粘土M-C本构模型,并据此提出了采用大型岩土工程计算软件FLAC3D计算红粘土深基坑稳定性系数的计算方法。(6)比较了不同屈服准则的适应性,分析了本构模型的研究方法,在分析红粘土结构性损伤力学机制的基础上,提出了红粘土结构强度参数比指标。定义了损伤参数,推导了红粘土弹塑性损伤本构模型,提出了红粘土弹塑性损伤本构模型的验证思路和方法,并对模型进行了初步验证。(7)采用双强度参数动态折减法,选择M-C本构模型和二次开发的弹塑性损伤本构模型,应用FLAC3D计算软件对红粘土深基坑稳定性进行了数值分析,得到不同开挖深度剪应力增量、水平位移增量、塑性区域、安全系数、损伤参数等参数的变化规律,确定了最不安全部位及其合理的基坑开挖临界深度。(8)建立了红粘土深基坑支护方案的网络层次分析模型,采用Super Decisions超级决策计算软件进行了优化计算和评价,并选择了相对最优支护方案,从而对本文研究结果进行了理论印证和工程应用。

王海[4](2019)在《土工离心模型试验技术若干关键问题研究》文中提出土工离心模型试验以“时间”、“空间”压缩效应为特点,利用离心加速度场补偿模型缩尺而引起的自重应力损失,还原模型与原型之间1:1应力-应变状态,使之拥有其它任何物理缩尺试验无可比拟的优势,被科学界公认为21世纪最具前景、最具潜力的物理模拟试验手段之一。在岩土工程领域,其通过再现模型与原型一致应力水平和空间材料及结构变化,能直接研究自重及地震等荷载作用下边坡滑塌、堤/坝/堰开裂、场地液化、地基失效、挡土墙失稳等岩土工程对象的破坏过程与失效机理,突破了传统物理试验由“介质”到“对象”的束缚。鉴于其优越性与先进性,我国大量学者相继投身和致力于土工离心机研发工作,虽起步比国际迟约50年,但过去廿年已成功建设土工离心机30余台,数量位居世界第二。通过我国学者们的不懈努力,使我国土工离心机在数量规模和性能指标上取得了举世震惊的长足进步,为岩土工程前沿重大问题研究和交叉分支学科发展提供了优越平台。但是,随着研究深入和范围拓展,模型试验结果与原型的偏离现象和平行试验中结果的离散程度呈急剧上升趋势,其原因则在于学者们一直致力于设备技术开发,而忽略了试验模拟技术的发展。受离心加速度场的特殊性、模型1g至Ng状态变化的复杂性、岩土体多相耦合的力学特点及不确定性等约束,确定了土工离心模型试验的产出水平,不仅依赖于性能先进的试验设备,还取决于正确、有效、完备的试验模拟技术。因此,探讨土工离心试验模拟技术的关键问题和发展适应基础理论、设计方法及新型技术,对提升土工离心试验的整体创新水平和国际一流成果产出能力极其重要。本文以中国地震局工程力学研究所CSIEM-40-300大型动力离心机建设为契机,以应力相似差异特征、砂雨法控制要素、黏滞系数配比标准等三方面关键问题为切入点,联袂理论推导、物理试验、震害调查、数值仿真等方法开展系统研究工作,以建立模型设计基本准则、弥补制模技术基础理论和提出实用化配比标准为目标。同时,考虑土工离心机的独特性和通用化性能测试方法的欠缺,以CSIEM-40-300土工离心机为样本,介绍动力离心机的基本构成和探讨主要性能测评方法,为同类设备性能评价及验收和相关标准的修订提供重要参考。主要研究工作与创新成果如下:1.剖析了离心加速度场与自然重力场的差异特征及成因,以环境特征与模型应力的内在关联为基础,首次提出了总体分布应力、附加侧向应力、耦合动应力三个概念与定义,以揭示离心加速度随半径变化、辐射分布和旋转机制对模型应力状态的影响。基于三个概念与定义,建立数学模型与推导表达式,给出了模型三方面应力相似差异的关键表征参数和设计准则,为有效半径取值、离心加速度、旋转角速度、模型高度、模型宽度等试验设备和模型参数设计建立了重要依据。2.利用自主研发的鸭嘴式砂雨法制模装置,开展了干砂与饱和砂模型制备对比试验,提出了稳定相对密度新概念与定义,解析了两种模型制备的主控要素及影响规律和密实度范围差异,给出了模型空间均匀分布特征与测试评价方法。基于流-固耦合理论和颗粒流速动力方程,构建与推导了描述砂雨法制备过程的单一颗粒、颗粒簇等两种简化数学模型与表达式,揭露了砂雨法制模的内在原理与关键参数作用机制,填补了以往砂雨法制模研究的基本理论空白。3.阐述了国内外土工离心液化试验两种黏滞系数配比标准,指明了实际应用存在的矛盾。以汶川Ms8.0地震液化场地剪切波速统计数据为条件,通过自主研发的Vs-e-k联合测试装置与标定试验,提出了一般性Vs-k关系表达式,给出了基于Vs的黏滞系数配比标准。采用FLAC有限差分数值平台与液化、非液化场地记录,验证了1g原型和Ng缩尺模型液化数值试验可行性,分析渗透系数对孔压比极值的影响规律及范围,提出了基于FLAC黏滞系数配比标准。两种配比标准对比,证明了配比标准的可靠性、通用性和渗透系数是影响液化阈值的一个惰性参数。4.介绍了CSIEM-40-300大型动力离心机基本指标和功能特点,阐述了各子系统的核心组成、设计结构和关键技术。搜集并总结了国内外土工离心机性能测试相关方法及经验和大型模拟试验设备相关规程,提出了验收大纲的编制要点及流程、安全操控原则及重要事项、性能测试方法及衡量标准等,在CSIEM-40-300大型动力离心机设备验收中得到应用,验证了提出方法及标准的有效性和普适性,为土工离心机性能测试评价相关规范的制定,建立了重要指导方法和有益借鉴。

韩科明[5](2008)在《采煤沉陷区稳定性评价研究》文中指出采煤沉陷区是否稳定受多因素的控制,是共同作用的结果。目前,往往根据开采时间结合具体条件定性界定,具有片面性和主观性,缺乏科学依据。本文首先对开采沉陷的机理和基本特征进行分析和总结,得出影响采煤沉陷区稳定性的主要因素;然后借助力学和统计学理论分析采煤沉陷区稳定性影响因素,运用FLAC3G模拟分析采煤沉陷区稳定性影响因素;在此基础上,建立了采煤沉陷区稳定性模糊综合评判模型,着重探讨了指标体系的建立、权重计算方法的选择和隶属函数的构造等若干问题;基于该模型,对姚桥煤矿西三采区上方沉陷区进行了稳定性评价,并作了初步分析。应用模糊综合评判方法评价采煤沉陷区稳定性,是这一研究领域有益的尝试,它使采煤沉陷区稳定性评价由传统的单一因素决定、定性描述和半定量分析,发展成为定性和定量分析相结合并使整个评价过程变为定量化的计算和分析,评价结果更趋科学合理,为采煤沉陷区治理工作提供更为科学合理的依据,确保经济、社会和环境的可持续发展。

李肖婧[6](2019)在《工程体验教育模式研究》文中进行了进一步梳理伴随大数据、云计算、物联网、人工智能等创新产业的出现,工程活动的复杂性、规模性和不确定性均处于前所未有的状态,作为工程师培养核心环节之一的“工程体验”的重要性与日俱增。“工程体验”的本质在于通过个体与客观工程环境的互动促进个体的反思,加强个体对工程专业实践的认知,形成工程专业实践所必需的技能和态度。美国等部分发达国家本科工程教育界已率先做出改革以增强“工程体验”的地位。相较而言,我国本科工程教育尚未形成该项意识,现行的工程实践教育体系一味重视对显性的理论知识的检验和初步应用,却弱化对隐性的专业实践技能与态度的培养,现状亟待改变。基于此,探讨“本科工程教育应如何开展‘工程体验’以培养符合21世纪工程发展需求的未来工程师”成为亟需学科探讨和解决的复杂问题。然而,现有研究尚未对该问题给予系统性考量,亦未深入应用有效理论以指导本科工程教育中工程体验的开展。针对上述现实问题与理论诉求,本研究以“如何构建并运行工程体验教育模式(简称体验模式),从而强化本科工程教育中工程体验的地位与实施效果,进而培养出符合21世纪工程发展所需的未来工程师?”为核心研究问题,并由此展开4个环环相扣的子研究:(1)工程体验教育模式的构成要素识别;(2)工程体验教育模式的构成维度识别;(3)工程体验教育模式的整体构建;(4)我国情境下工程体验教育模式的运行对策。基于以上问题,本研究以隐性知识观、体验式学习观为理论指导,以教育模式构建方法、工程教育的系统研究方式为方法指导,通过充分的文献阅读、案例分析、专家访谈、同行专家研讨,结合问卷调查等方法,借助因子分析、回归分析等数据分析手段,开展理论探讨和实证检验,形成如下四项结论:(1)全面解析21世纪工程背景下“工程体验”的概念内涵,提出“工程体验”的本质,并指出本科工程教育中工程体验的范围界定标准为:是否涉及亲身经历、是否涉及理论知识应用或加深对理论知识的理解、是否帮助学生认识工程专业实践,在此基础上提出“工程体验”的广义范畴和核心范畴。21世纪工程背景下本科工程教育中工程体验的开展趋势是:一方面朝着系统性组织各类工程体验活动的方向发展;另一方面聚焦于工程体验活动本身的完整性、综合性、创新性和多样性,重视那些属于工程体验核心范畴的体验活动。(2)以隐性知识观、体验式学习观为理论指导,以教育模式构建方法、工程教育的系统研究方式为方法指导,提出工程体验教育模式的分析框架,包括三大子系统(目标子系统、过程子系统、支撑子系统)、六项维度(培养目标、课程体系、教学方法、学习评价、师资队伍、支撑环境)、三组关系(模式构成维度间结构关系、体验模式与整体工程教育间的相互联系、教育系统与外部环境的互动关系)。(3)通过文献识别、案例补充、同行专家研讨、实证检验,最终提出工程体验教育模式所包含的36个构成要素,以构成要素特征命名体验模式的六大构成维度——聚焦工程技能和态度的培养目标、综合集成的课程体系、学生主导的教学方法、多元严谨的学习评价、经验导向的师资队伍、全面协同的支撑环境,并验证通过六大构成维度与工程体验成效间的正相关关系。(4)综合体验模式的构成要素、构成维度以及结构关系,构建形成完整的体验模式,并运用隐性知识观和体验式学习观,深入本科工程教育的具体情境,探析工程体验教育模式的内在特征:中介性、交互性、协同性。本研究旨在通过工程体验教育模式构建以指导我国本科工程实践教育改革与优化,具体理论贡献包括:(1)以隐性知识观、体验式学习观为理论视角,以教育模式构建方法、工程教育的系统研究方式为指导方法,提出工程体验教育模式的分析框架;(2)基于文献、案例和实证检验,识别体验模式的构成要素与构成维度;(3)构建完整的工程体验教育模式并深入挖掘体验模式的内在特征。除上述理论贡献外,本研究进一步联系实际,深入我国本科工程教育发展的特殊情境,面向政府、产业、社会机构、工科院校等工程教育改革的参与主体,从(1)知行结合,强化工程体验作用;(2)顶层设计,重塑工程体验课程;(3)多管齐下,提升学生主体地位;(4)合理评聘,优化师资队伍质量;(5)内外联动,规范校企合作过程;(6)全面整合,打造教学创新环境等六方面提出了确保体验模式运行的对策建议。

胡晋川[7](2012)在《基于突变理论的黄土边坡稳定性分析方法研究》文中指出在黄土边坡稳定性分析中存在以下四个方面的难点问题:①黄土的非线性本构模型;②黄土土性参数的不确定性以及黄土边坡系统的非线性本质特征;③黄土边坡的破坏机理;④黄土边坡稳定性分析理论和方法。因此,在黄土边坡工程的分析理论和方法方面有待新的突破和创新。论文在总结前人研究成果和实际调查资料(以黄土边坡地质分布、地质构造、滑塌、滑坡、失稳等为主)的基础上,结合室内、外试验和工程实践,以黄土及黄土边坡的地质结构特征和统计数据为基础,综合应用工程地质类比法、数值分析和物理模拟等多种研究方法,充分认识黄土土性参数的不确定性和黄土边坡的非线性特征,以突变理论为理论基础,围绕黄土边坡稳定性展开研究,建立了基于突变理论的黄土结构模型和黄土边坡稳定性分析方法,主要研究成果如下:(1)通过对黄土微结构特征的研究,借鉴非线性弹塑性模型,应用突变理论,建立了基于突变理论的黄土结构模型和黄土非线性本构方程,着重分析水对黄土结构的影响作用;(2)基于突变理论,分析了黄土边坡稳定性的状态变量和控制变量及其辩证统一关系,建立了黄土边坡稳定性分析突变模型,研究了降雨对黄土边坡的影响;(3)用突变理论的黄土本构方程和黄土边坡突变模型,以应力应变的突变标准作为边坡的破坏判据,建立黄土边坡失稳破坏的数值计算模型,计算结果揭示了黄土边坡内部的应力场分布特征及边坡失稳的力学机制及其动态的演化过程;(4)通过离心模型试验,揭示了黄土边坡的稳定性特征与变形破坏过程,验证了基于突变理论的黄土结构和黄土边坡突变模型的可行性和科学性。总之,把突变理论引入到黄土的本构关系和黄土边坡稳定性分析中,能够考虑黄土工程地质分区和地质结构模型,体现地质构造和开挖对边坡稳定性的影响,揭示了黄土结构非线性的本质特征及其本构关系,揭示了黄土边坡失稳破坏的力学机制及其演化过程,为黄土边坡工程提供新的理论依据和技术支持。

高圣元[8](2019)在《坚硬煤层综放开采顶煤深孔爆破弱化机理与工程应用研究》文中提出本论文以榆阳地区普遍存在的3#浅埋坚硬特厚煤层综放开采顶煤冒放难问题为研究背景,开展深孔爆破弱化坚硬顶煤的损伤机理、爆破参数优选及弱化效果预评价技术研究。运用理论分析方法研究了多炮孔作用下坚硬顶煤的损伤弱化过程,及合理表述煤体在爆炸载荷下损伤动态力学本构;运用数值模拟方法研究了单孔布置、双孔布置及三花孔布置形式下顶煤的弱化效果;利用实验室实验手段研究了不同损伤状态下煤样试件的CT值、波速与损伤度的关系;基于实验室试验,在井下利用地震CT检测技术,沿着工作面推进方向测试贯穿顶煤弱化区域的纵波波速变化特征,定量地对深孔爆破弱化效果进行预评价。论文主要取得了如下成果:(1)分析得到影响顶煤爆破弱化效果的关键物理量及各物理量之间的无量纲关系,基于断裂能尺度效应及爆破块度概率分布的爆破破坏体积估算方法,提出了定量化评价爆破效果的4个指标,即煤层完全破裂体积(Vt)、煤层等效破裂体积(Ve)、煤层强损伤体积(VDs)及煤层弱损伤体积(VDw)。提出了考虑应变率效应及应变软化效应的煤体损伤破裂动态力学本构,并通过不同应变率下的拉伸及压缩数值实验对其进行了验证。(2)单孔爆破情况下,考虑应变率效应比不考虑应变率效应的终态破坏半径、终态系统破裂度要小;随着径向不耦合系数的增加,粉碎区半径及裂隙区半径均呈现出指数衰减型的减小趋势,当径向不耦合系数大于3后,各统计指标的变化规律并不明显。双孔爆破情况下,随着炮孔间距的增加,破坏区域逐渐由类圆形演化为椭圆形、哑铃形,到最后形成两个独立的圆形,系统破裂度呈现先增大后减小的趋势。(3)不同布孔方式及不同爆破参数下顶煤的弱损伤区体积>等效破裂体积>强损伤区体积>完全破裂体积。相同布孔方案下,药卷直径与炮孔堵塞长度相比,对损伤破裂体积的影响更大一些;随着炮孔间距的增大,煤体的损伤破裂体积逐渐增大,但增大趋势逐渐变缓,当炮孔间距达到一定程度时,相邻炮孔的完全损伤区无法贯通,被若干弱损伤或未损伤的条带分割,顶煤体中产生夹制现象,引起坚硬顶煤弱化不完全。三花孔和单孔布置形式下爆破引起的单位炮孔损伤破裂体积基本一致,且均高于双孔布设时的单位炮孔损伤破裂体积;相较于单孔布置,三花孔引起的损伤场更为均匀,密集破碎带中夹杂的弱损伤区块较少。分析得到低弹模、高泊松比、低强度且高侧壁摩擦系数的堵塞体,能够起到较好的堵塞效果。(4)单轴载荷作用下,纵波波速与横波波速的变化规律近乎一致,在压密和线弹性阶段,波速随应力应变的增加而增加;在塑性变形阶段,波速随应力应变的增加发生了减小;从拟合曲线看出纵横波波速随应变变化呈“S”型特征变化;纵波波速始终大于横波波速,但是纵横波速比的变化规律不明显,实验初始阶段纵横波速比处于高值,随着载荷的继续增加,比值的变化发生波动,总体呈减小趋势。三轴载荷作用下,在围压小于等于10MPa的情况下,纵横波波速随着偏应力的增加呈现出先增加后减小再增加的变化规律;当围压大于等于13MPa时,纵横波波速随着偏应力的增加呈现出先增加后减小的变化规律。(5)煤样试件破坏前后,在轴向方向上,CT值、方差随着初始损伤程度的不同呈现锯齿状,CT值基本上是呈正态分布。煤样试件损伤程度较高时,以CT值计算得到的损伤度与以纵横波波速计算得到的损伤度比较接近,而且都比较大;当局部破坏程度较大,尚存有平行于轴向的完整块体时,由CT数换算得到的损伤度与以纵横波波速换算得到的损伤度差别较大。基于CT数计算的损伤值更为精确,但是各个试件之间差别较小,基于波速计算的损伤值区分度较高,在多个试件测量的基础上能够弥补其因精度粗糙产生的误差。(6)现场应用知,利用地震CT层析成像技术预先评价深孔爆破弱化效果可行性较高,可靠性较强。

金亮星[9](2005)在《高速铁路路堑岩质边坡的动态响应及稳定性研究》文中研究说明随着铁路现代化的发展,高速重载铁路运输势在必行。提高列车运行速度和增加牵引重量将不可避免地增大列车振动强度,列车运行所产生的环境振动影响越来越受到业内人士的关注。高速铁路岩质边坡不仅地质环境复杂,而且将受到长期的高速列车振动影响。因此,在滑坡治理、边坡设计及稳定性评价等工程实践中,如何考虑列车振动荷载影响,已经成为山区高速铁路建设中的一个重要课题。本文在总结国内外轨道系统计算模型、列车振动荷载模型、铁路环境振动响应等方面已有研究成果的基础上,采用理论分析、现场试验、数值模拟相结合的研究方法,对高速列车振动荷载作用下岩质边坡的动态响应及边坡稳定性进行了研究,并取得如下主要成果和结论: 1.对铁路岩质边坡的特点、边坡稳定性分析基本方法、影响铁路岩质边坡稳定性的因素等方面进行了理论分析;在总结前人研究成果的基础上,对如何建立边坡稳定性分析的地质模型、破坏模型及数学力学模型等进行了研究。 2.通过对边坡岩体非线性、弹塑性本构模型的分析和评价,构造出了用于有限元计算的边坡岩体弹塑性本构模型;并根据室内(外)岩石力学试验及国内外相关岩石(体)动力特性研究成果,研究了边坡岩体的动弹塑性本构关系。 3.通过对轨道结构模型、机车车辆模型的比较和评价,分析了车辆—轨道耦合系统建模的一般原则,并对车辆—轨道垂向耦合动力分析模型的基本特征进行了研究。根据秦—沈客运专线车辆的结构形式、悬挂特性及轨道结构特点,建立了具有两系悬挂的(客车)车辆—(有碴)轨道垂向统一模型;应用D’Alembert原理确立了轮轨系统各部分的振动微分方程,基于建立的车辆—轨道垂向系统动力分析模型和振动微分方程的数值积分方法,研制了轮轨系统动力分析计算程序。 4.采用研制的动力分析程序,对轨道随机不平顺激励下的车辆、轨道相互作用动力响应进行了数值计算,并通过数值模拟结果与现场试验工点的实测数据的对比分析,验证了车辆—轨道垂向耦合动力分析模型的有效性。 5.应用振动反分析和有限元理论,提出了计算高速铁路振动荷载时程的有限元动力反分析方法。针对高速铁路列车动载特点,建立了高速列车竖向振动荷载计算模型。采用现场实测数据与模型分析结果进行对比的方法,即根据秦—沈客运专线实测振动位移、速度和加速度反求列车竖向振动荷载,并与相应的实测振动荷载进行对比分析,效验了高速铁路竖向振动荷载动力反分析有限元模型的有效性。

陈鹏飞[10](2020)在《知识图谱在水资源系统分析中的应用》文中提出随着全球对水资源的重视及水利学科的发展,水资源系统研究领域范围日益扩大,且水资源系统问题已成为国家持续稳定发展的重大战略性问题。但鲜有对当前水资源系统研究现有成果进行可视化分析、识别的报道。在大数据和人工智能发展浪潮的推动下,现代自然科学的发展迫切需要将自身已有研究成果的分散知识关联、整合起来,以进一步推动自然科学继续深入发展。为快速准确地从大量水资源系统问题数据中挖掘出有价值的信息,把握水资源系统领域的研究热点及存在问题,论文采用文献计量学方法、信息可视化技术与水资源理论方法相结合的研究途径,围绕典型水资源系统问题,利用中国知网(CNKI)数据库和Web Of Science(WOS)数据库作为文献数据来源,通过文献计量软件VOSviewer对水资源学科刊载的相关文献进行知识图谱分析,分析、识别这些典型水资源系统问题的研究现状、研究热点及发展趋势,为解决水资源管理中存在的问题提供参考依据,不断促进水资源学科的发展,主要研究工作及成果如下:(1)利用VOSviewer将自然灾害风险防控研究领域相关文献绘制了知识图谱,分析、识别了自然灾害风险防控研究的演变特点。结果表明,该领域已形成了“水旱灾害管理”“灾害风险防控”“灾害脆弱性”“灾害影响”4个重要的研究热点和前沿方向,其中“水旱灾害管理”是当前自然灾害风险防控研究领域最热的研究前沿,“灾害风险防控”是当前自然灾害管理关口前移的新发展趋势,而“灾害脆弱性”“灾害影响”是“灾害风险防控”的主要对象。(2)利用VOSviewer将集对分析研究领域相关文献绘制了知识图谱,分析、识别了集对分析研究的演变特点。结果表明,集对分析理论受到了水资源科学界高度关注,该领域已形成了集对分析理论、集对评价与预测、集对决策三个层次;在解析集对分析演变的基础上,结合水资源集对分析文献,进一步揭示了水资源集对分析的研究热点与未来发展趋势,发现其正与上述三个层次契合,即为水资源集对分析理论、水资源集对评价与预测、水资源集对决策。(3)利用VOSviewer将水资源承载力领域相关文献绘制了知识图谱,分析、识别了水资源承载力研究的演变特点。结果表明,国内研究热点主要有水资源管理、水资源承载力评价、可持续发展、水环境承载力、水安全、水资源可持续利用,国外研究热点主要有水资源可持续发展、承载力、气候变化、水资源管理、水质、风险评估。结合上述研究热点的分析,研究、提出了基于五元联系数的减法集对势水资源承载力趋势分析方法,并应用于山东省和黑龙江省。(4)利用VOSviewer将水资源学家陈守煜先生的学术成果绘制了知识图谱,分析、识别了陈先生学术研究的演变特点。结果表明,陈守煜先生的学术研究特色荟萃于6个研究主题“河渠非恒定流计算”“模糊集理论的水文水资源应用”“模糊水文水资源学基本理论”“模糊聚类-识别-优选统一理论”“可变模糊集理论”“可变模糊集理论的水文水资源应用”,陈先生的研究方法论和研究理念,对水资源科学的学术创新研究具有重要的启示作用和深远影响。

二、岩土科学研究中的数学化及三大数值方法(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、岩土科学研究中的数学化及三大数值方法(论文提纲范文)

(2)冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 拟解决科学问题
    1.4 研究内容与技术路线
2 不同粒径土体冻胀敏感性
    2.1 粘土矿物电镜扫描及微观结构分析
    2.2 粘土矿物分子结构分析
    2.3 土体冻结特性与颗粒几何特性关系
    2.4 冰透镜体生长机制与粒径的关系
    2.5 土体冻胀敏感性的数值分析
    2.6 本章小结
3 力学约束影响下土体水热力耦合行为研究
    3.1 冻土冻胀试验系统的构成及功能
    3.2 冻结土体水热力耦合行为的分析
    3.3 冻胀力差异机理分析
    3.4 冻胀力的跌落行为分析
    3.5 本章总结
4 基于水活性的冰透镜体生长演化模型
    4.1 单透镜体生长的分凝势模型
    4.2 晶体相变及相界面水膜热力学理论
    4.3 土体冻结特性曲线的确定
    4.4 水活性诱导冰透镜体生长演化过程
    4.5 冰透镜体生长的数值模拟结果与讨论
    4.6 本章总结
5 基于分离冰理论的水热力耦合冻胀模型
    5.1 冻土体的有效应力
    5.2 水热力三场耦合的分离冰冻胀模型
    5.3 冻胀及冰透镜体形态的数值模拟
    5.4 基于分离冰冻胀理论的冻胀力模拟
    5.5 力学约束结构对冻胀影响分析
    5.6 本章总结
6 自动控制冻深的冰透镜体生长抑制方法
    6.1 透镜体生长的决定因素及特征
    6.2 冻结缘依赖的冰透镜体生长机制
    6.3 自动控制冻深的冻胀试验(
    6.4 透镜体生长及冻胀抑制效果的试验分析
    6.5 本章总结
7 主要结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 展望
参考文献
附录A
作者简历
学位论文数据集

(3)红粘土侧向卸荷破损机理及其工程应用研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 红粘土国内外研究现状
        1.2.1 红粘土基本性质研究现状
        1.2.2 红粘土工程力学特性研究现状
        1.2.3 红粘土本构模型研究现状
        1.2.4 红粘土深基坑稳定性研究现状
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究方法、整体思路与技术路线
2 红粘土工程地质特性及其力学效应分析
    2.1 引言
    2.2 红粘土地质环境分析
        2.2.1 红粘土地质环境分析
        2.2.2 红粘土地质剖面分析
    2.3 红粘土地质成因分析
        2.3.1 红粘土地质成因分析
        2.3.2 红粘土地质成因的力学效应分析
    2.4 红粘土物质组成分析
        2.4.1 红粘土的物质组成试验
        2.4.2 红粘土的物质组成的力学效应分析
    2.5 红粘土微观结构分析
        2.5.1 红粘土微细观结构试验
        2.5.2 红粘土微细观结构的力学效应分析
    2.6 本章小结
3 红粘土侧向卸荷真三轴试验研究
    3.1 引言
    3.2 红粘土真三轴试验方法
        3.2.1 土体破损试验方法
        3.2.2 土体真三轴试验方法
        3.2.3 红粘土真三轴试验方法
    3.3 红粘土真三轴试验设备
        3.3.1 真三轴仪发展
        3.3.2 真三轴仪研制
        3.3.3 真三轴仪改进
    3.4 红粘土竖向加荷真三轴试验研究
        3.4.1 试验方案设计
        3.4.2 试验过程控制
        3.4.3 试验结果分析
    3.5 红粘土侧向卸荷真三轴试验研究
        3.5.1 试验方法研究
        3.5.2 试验方案设计
        3.5.3 试验过程控制
        3.5.4 试验结果分析
    3.6 红粘土加卸载试验对比分析
        3.6.1 红粘土加卸载试验结果对比分析
        3.6.2 红粘土加卸载试验工程力学效应对比分析
    3.7 本章小结
4 红粘土侧向卸荷破损机理研究
    4.1 引言
    4.2 土体破损的宏微观力学机理分析
        4.2.1 土体宏观剪切变形破损分析
        4.2.2 土体微观结构性破损分析
    4.3 土体破损模式分析
        4.3.1 应力路径对土体破损的影响分析
        4.3.2 加载破损模式分析
        4.3.3 卸载破损模式分析
        4.3.4 侧向卸载破损模式分析
    4.4 红粘土侧向卸荷破损的微细观结构试验研究
        4.4.1 试验方案
        4.4.2 试验装置
        4.4.3 试验结果与分析
    4.5 红粘土侧向卸荷破损机理及其工程力学效应分析
        4.5.1 红粘土侧向卸荷破损机理分析
        4.5.2 红粘土侧向卸荷工程力学效应分析
    4.6 本章小结
5 红粘土弹塑性损伤本构模型研究
    5.1 引言
    5.2 红粘土强度准则适应性分析
        5.2.1 土体强度准则发展历程
        5.2.2 土体强度准则适应性分析
    5.3 土体本构模型建立方法分析
        5.3.1 土体本构模型的物理力学模型分析
        5.3.2 土体本构模型建立方法分析
    5.4 考虑侧向卸荷效应的红粘土弹塑性损伤本构模型
        5.4.1 红粘土损伤力学机制分析
        5.4.2 基本假设
        5.4.3 理论模型
        5.4.4 考虑侧向卸荷效应的红粘土弹塑性损伤本构方程
        5.4.5 考虑侧向卸荷效应的红粘土M-C本构模型
        5.4.6 本构模型参数确定
    5.5 红粘土弹塑性损伤本构模型二次开发
        5.5.1 开发环境设置
        5.5.2 模型文件修改
        5.5.3 模型注册与数据传递
        5.5.4 模型调试与验证
        5.5.5 模型加载与运行
    5.6 红粘土弹塑性损伤本构模型验证
        5.6.1 验证思路
        5.6.2 验证方法
        5.6.3 验证过程
        5.6.4 验证结果
    5.7 本章小结
6 红粘土深基坑工程应用案例分析
    6.1 引言
    6.2 工程条件分析
        6.2.1 工程概况
        6.2.2 工程地质与水文地质条件
        6.2.3 岩土体物理力学参数
    6.3 红粘土深基坑稳定性分析方法
        6.3.1 理论分析方法
        6.3.2 试验分析方法
        6.3.3 数值分析方法
        6.3.4 工程实践分析方法
    6.4 红粘土深基坑稳定性数值模拟
        6.4.1 红粘土深基坑稳定性分析的有限差分法
        6.4.2 红粘土深基坑土体材料本构模型选择
        6.4.3 红粘土深基坑开挖方案
        6.4.4 红粘土深基坑模型参数确定
        6.4.5 红粘土深基坑数值计算模型
        6.4.6 红粘土深基坑数值模拟计算
    6.5 红粘土深基坑稳定性及支护方案分析
        6.5.1 不同开挖深度下基坑稳定性分析
        6.5.2 不同基坑部位支护方案设计分析
    6.6 红粘土深基坑工程支护方案优选分析
        6.6.1 支护方案的优选问题描述
        6.6.2 支护方案的网络层次优选方法
        6.6.3 支护方案的网络层次优选过程
        6.6.4 支护方案的网络层次优选计算
        6.6.5 支护方案的优选分析
    6.7 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 后续研究工作展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文
    B. 作者在攻读博士学位期间主持或参加的科研项目

(4)土工离心模型试验技术若干关键问题研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 背景与意义
    1.2 土工离心机发展概况
        1.2.1 国外发展概况
        1.2.2 国内发展概况
    1.3 动力离心机发展概况
        1.3.1 国际发展概况
        1.3.2 国内发展概况
    1.4 土工离心模型试验技术
        1.4.1 主要方面与研究进展
        1.4.2 若干关键技术问题
        1.4.2.1 应力相似误差
        1.4.2.2 砂雨制模关键技术
        1.4.2.3 黏滞系数配比标准
        1.4.2.4 大型动力离心机性能测试
    1.5 主要研究内容
第二章 应力相似差异特征与设计准则
    2.1 引言
    2.2 离心环境加速度场特征
    2.3 总体分布应力概念与设计准则
        2.3.1 应力偏差与应力误差
        2.3.2 总体应力差异表征方法与合理性分析
        2.3.3 控制标准与设计准则
    2.4 附加侧向应力概念与设计准则
        2.4.1 附加侧向应力
        2.4.2 控制标准与设计准则
    2.5 耦合动应力概念与设计准则
        2.5.1 耦合动应力
        2.5.2 控制标准与设计准则
    2.6 本章小结
第三章 砂雨法控制要素与数学模型
    3.1 引言
    3.2 稳定相对密度概念与新定义
        3.2.1 砂雨法工作原理与控制要素
        3.2.2 稳定新定义
    3.3 砂雨法装置设计与组成
    3.4 饱和砂与干砂制模对比试验
    3.5 控制要素与范围比较
        3.5.1 主控要素分析
        3.5.2 饱和砂雨控制要素分析
        3.5.3 饱和砂雨法均匀性评价
    3.6 数学模型与机理剖析
        3.6.1 单颗粒数学模型分析
        3.6.2 颗粒簇数学模型分析
    3.7 本章小结
第四章 黏滞系数配比方法与适用标准
    4.1 引言
    4.2 黏滞系数配比关键问题
    4.3 基于Vs-e-k的μ配比标准
        4.3.1 Vs-e-k联合试验
        4.3.1.1 联合试验装置
        4.3.1.2 Vs-e-k联合试验
        4.3.2 Vs-e-k理论关系推导
        4.3.3 配比标准
    4.4 基于数值试验的的配比标准
        4.4.1 数值模拟原理
        4.4.2 场地选取与模型基本参数
        4.4.3 FLAC3D可行性验证
        4.4.4 黏滞系数配比模拟
        4.4.5 配比标准
    4.5 两种配比标准对比
    4.6 本章小结
第五章 大型动力离心机性能测试方法
    5.1 引言
    5.2 CSIEM40300 动力离心机
        5.2.1 基本构成
        5.2.2 离心机系统
        5.2.3 地震模拟系统
        5.2.4 辅助试验配套系统
    5.3 离心机性能测试方法
        5.3.1 现有标准总结
        5.3.2 关键性能参数与测试方法
        5.3.3 验收大纲
    5.4 离心机振动台性能测试方法
        5.4.1 现有标准总结
        5.4.2 关键参数与测试方法
        5.4.3 性能评价方法
    5.5 测试结果
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要工作及成果
    6.2 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读博士学位期间发表的成果
攻读博士学位期间参与的科研项目

(5)采煤沉陷区稳定性评价研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究的目的和意义
    1.2 开采沉陷理论的发展及研究现状
        1.2.1 开采沉陷理论的发展历史
        1.2.2 开采沉陷理论的研究方法
    1.3 采煤沉陷区稳定性影响因素国内外研究现状
    1.4 采煤沉陷区稳定性评价国内外研究现状
    1.5 问题的提出与研究的主要内容
        1.5.1 问题的提出
        1.5.2 内容安排
    1.6 研究方法和技术路线
        1.6.1 研究方法
        1.6.2 技术路线
2 开采沉陷机理分析及基本特征概述
    2.1 引言
    2.2 开采沉陷机理分析
    2.3 覆岩的移动破坏
        2.3.1 覆岩的移动破坏过程
        2.3.2 覆岩的移动形式
        2.3.3 覆岩的破坏程度分带
    2.4 地表的移动和变形
        2.4.1 地表移动形式
        2.4.2 地表移动盆地的形成和基本特征
        2.4.3 地表移动盆地的边界确定和地表移动变形的基本参数
    2.5 采煤沉陷区稳定性影响因素
    2.6 本章小结
3 采煤沉陷区稳定性影响因素理论分析
    3.1 覆岩物理力学性质的影响
        3.1.1 综合岩性的影响
        3.1.2 岩层层位的影响
        3.1.3 松散层的影响
    3.2 采空区煤层埋藏条件的影响
        3.2.1 煤层开采厚度和深度的影响
        3.2.2 煤层倾角的影响
        3.2.3 采空区尺寸的影响
    3.3 开采方法的影响
    3.4 地质构造的影响
    3.5 其它因素的影响
    3.6 本章小结
4 采煤沉陷区稳定性影响因素数值模拟分析
    4.1 FLAC有限差分程序简介及计算结果的后处理
        4.1.1 FLAC有限差分法简介
        4.1.2 数值模拟软件FLAC~(3D)简介
        4.1.3 计算中采用的本构模型和选用的煤岩体物理力学参数
        4.1.4 计算结果的后处理
    4.2 上覆岩层的物理力学性质的影响
        4.2.1 模型的建立及模拟方案
        4.2.2 数值模拟结果
        4.2.3 数值模拟结果分析
    4.3 开采深度的的影响
        4.3.1 模型的建立及模拟方案
        4.3.2 数值模拟结果
        4.3.3 数值模拟结果分析
    4.4 开采厚度的影响
        4.4.1 模型的建立及模拟方案
        4.4.2 数值模拟结果
        4.4.3 数值模拟结果分析
    4.5 采空区尺寸的影响
        4.5.1 模型的建立及模拟方案
        4.5.2 数值模拟结果
        4.5.3 数值模拟结果分析
    4.6 松散层厚度的影响
        4.6.1 模型的建立及模拟方案
        4.6.2 数值模拟结果
        4.6.3 数值模拟结果分析
    4.7 复采的影响
        4.7.1 模型的建立及模拟方案
        4.7.2 数值模拟结果
        4.7.3 数值模拟结果分析
    4.8 小结
5 采煤沉陷区稳定性模糊综合评判
    5.1 模糊综合评判法简介
        5.1.1 模糊性的数学描述及模糊关系
        5.1.2 模糊综合评判方法
    5.2 指标体系的建立
        5.2.1 指标体系构建的原则
        5.2.2 采煤沉陷区稳定性综合评价指标体系的确定
    5.3 权重的计算方法
        5.3.1 权重的确定方法简介
        5.3.2 权重确定方法的优缺点比较
        5.3.3 基于层次分析法确定各指标权重
    5.4 隶属函数与评价集的确定
        5.4.1 构造隶属函数的基本原则
        5.4.2 构造隶属函数的方法
        5.4.3 采煤沉陷区稳定性评价集的确定及指标的分级标准
        5.4.4 采煤沉陷区稳定性各指标隶属函数的构造
    5.5 模糊综合评判
    5.6 本章小结
6 实例分析
    6.1 姚桥煤矿西三采区概况
        6.1.1 西三采区概况
        6.1.2 西三采区地层结构
        6.1.3 西三采区地质构造
    6.2 评价指标的选取与权重的计算
        6.2.1 评价指标的选取
        6.2.2 基于层次分析法计算各指标的权重
    6.3 评价集的划分与隶属度的计算
        6.3.1 评价集的划分
        6.3.2 各指标对应等级的隶属度计算
    6.4 西三采区上方采煤沉陷区稳定性模糊综合评判
    6.5 本章小结
7 结论、创新点与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 论文的不足及研究展望
参考文献
致谢

(6)工程体验教育模式研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
缩略词注释表
1 绪论
    1.1 现实背景
        1.1.1 21世纪工程发展和工程师培养的迫切需求
        1.1.2 国外本科工程教育改革的共同趋势
        1.1.3 我国本科工程实践教育改革与优化的内在驱动
    1.2 理论背景
    1.3 问题提出
        1.3.1 研究问题
        1.3.2 研究对象
    1.4 研究框架
        1.4.1 技术路线
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 章节安排
    1.5 可能的创新
2 文献综述与理论基础
    2.1 工程体验的概念内涵综述
        2.1.1 体验的概念与工程体验的本质
        2.1.2 工程师培养过程中工程体验的实施阶段
        2.1.3 本科工程教育中工程体验的范围界定
        2.1.4 21世纪本科工程教育中工程体验的开展趋势
        2.1.5 本节述评
    2.2 本科工程教育开展工程体验的研究现状综述
        2.2.1 基于CiteSpace的国内外研究概况可视化分析
        2.2.2 国内外相关文献的主要研究焦点
        2.2.3 国内外相关文献的主要理论视角
        2.2.4 现有研究的局限性
        2.2.5 本节述评
    2.3 工程体验教育模式构建的理论基础
        2.3.1 体验开展的内在驱动:隐性知识观
        2.3.2 体验的具体作用过程:体验式学习观
        2.3.3 工程教育的系统研究方式与教育模式构建方法
        2.3.4 本节述评
    2.4 本章小结
3 工程体验教育模式的初始构成要素识别
    3.1 工程体验教育模式的初始构成要素
        3.1.1 培养目标维度的初始构成要素
        3.1.2 课程体系维度的初始构成要素
        3.1.3 教学方法维度的初始构成要素
        3.1.4 学习评价维度的初始构成要素
        3.1.5 师资队伍维度的初始构成要素
        3.1.6 支撑环境维度的初始构成要素
    3.2 本科工程教育中工程体验的成效指标
    3.3 本章小结
4 本科工程教育开展工程体验的多案例分析
    4.1 案例研究方法概述
        4.1.1 案例研究目的
        4.1.2 案例选择与描述
        4.1.3 案例数据收集与分析
    4.2 伦敦大学学院工程科学学院的“交叉整合型”体验
        4.2.1 背景简介
        4.2.2 教育愿景
        4.2.3 教育过程
        4.2.4 支撑条件
        4.2.5 个案小结
    4.3 奥尔堡大学工程科学学院的“问题导向型”体验
        4.3.1 背景简介
        4.3.2 教育愿景
        4.3.3 教育过程
        4.3.4 支撑条件
        4.3.5 个案小结
    4.4 代尔夫特理工大学航空航天工程学院的“基于设计周期型”体验
        4.4.1 背景简介
        4.4.2 教育愿景
        4.4.3 教育过程
        4.4.4 支撑条件
        4.4.5 个案小结
    4.5 欧林工学院的“深度融合型”体验
        4.5.1 背景简介
        4.5.2 教育愿景
        4.5.3 教育过程
        4.5.4 支撑条件
        4.5.5 个案小结
    4.6 新加坡科技设计大学的“四维设计型”体验
        4.6.1 背景简介
        4.6.2 教育愿景
        4.6.3 教育过程
        4.6.4 支撑条件
        4.6.5 个案小结
    4.7 案例中本科工程教育工程体验开展的相关经验
        4.7.1 基于内容分析法的案例研究
        4.7.2 案例研究结果与讨论
    4.8 本章小结
5 工程体验教育模式的实证研究
    5.1 工程体验教育模式的构成要素框架及研究假设
        5.1.1 构成要素框架
        5.1.2 研究假设
    5.2 研究设计与研究方法
        5.2.1 问卷设计与变量测量
        5.2.2 数据收集
        5.2.3 统计方法
    5.3 描述性统计
        5.3.1 样本基本信息
        5.3.2 模式要素的描述性统计
    5.4 信度与效度检验
        5.4.1 信度分析
        5.4.2 效度分析
    5.5 回归分析
        5.5.1 多元线性回归基本问题检验
        5.5.2 多元线性回归分析结果
    5.6 本章小结
6 工程体验教育模式的构建
    6.1 工程体验教育模式的整体构建
        6.1.1 聚焦工程技能和态度的培养目标
        6.1.2 综合集成的课程体系
        6.1.3 学生主导的教学方法
        6.1.4 多元严谨的学习评价
        6.1.5 经验导向的师资队伍
        6.1.6 全面协同的支撑环境
        6.1.7 模式构建的三组结构关系
        6.1.8 工程体验教育模式的整体构建
    6.2 工程体验教育模式的内在特征
        6.2.1 内在特征一:中介性
        6.2.2 内在特征二:交互性
        6.2.3 内在特征三:协同性
    6.3 本章小结
7 工程体验教育模式的运行对策
    7.1 我国工程教育发展的特殊情境
    7.2 对策一:知行结合,强化工程体验作用
    7.3 对策二:顶层设计,重塑工程体验课程
    7.4 对策三:多管齐下,提升学生主体地位
    7.5 对策四:合理评聘,优化师资队伍质量
    7.6 对策五:内外联动,规范校企合作过程
    7.7 对策六:全面整合,打造教学创新环境
    7.8 本章小结
8 结论与展望
    8.1 主要研究结论
    8.2 研究局限与展望
参考文献
附录1 :调查问卷
附录2 :国外案例专家访谈提纲
附录3 :国内研究型大学调研访谈提纲(教师版)
附录4 :国内研究型大学调研访谈提纲(学生版)
附录5 :国内研究型大学调研访谈提纲(研究者版)
附录6 :国内调研访谈记录(摘要)
作者简介

(7)基于突变理论的黄土边坡稳定性分析方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究命题
        1.2.1 黄土的非线性本构模型
        1.2.2 黄土边坡系统的非线性特征
        1.2.3 黄土边坡的破坏机理
        1.2.4 边坡稳定性分析理论
        1.2.5 边坡的稳定性分析方法
    1.3 主要研究工作
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 主要研究内容
第二章 突变理论及其应用
    2.1 引言
    2.2 突变理论
        2.2.1 突变理论的历史
        2.2.2 突变理论原理
        2.2.3 突变模型的基本形态
    2.3 突变理论的应用
        2.3.1 突变理论在各领域中的应用
        2.3.2 突变理论在岩土体工程中的应用
    2.4 小结
第三章 基于突变理论的黄土结构本构模型
    3.1 引言
    3.2 黄土的结构特征
        3.2.1 黄土微观结构特征
        3.2.2 黄土的非线性特征
        3.2.3 黄土结构的突变特征
    3.3 黄土结构的突变模型
        3.3.1 黄土结构的控制变量和状态变量
        3.3.2 力学模型
        3.3.3 黄土的微结构突变方程
        3.3.4 突变模型分析
    3.4 黄土突变模型的本构关系
        3.4.1 原状黄土的应力-应变关系的实验曲线
        3.4.2 突变模型的黄土本构方程
        3.4.3 本构方程参数的确定
        3.4.4 黄土结构突变模型的曲线特征
        3.4.5 水对黄土结构失稳的本质作用
    3.5 小结
第四章 基于突变理论的黄土边坡失稳模型
    4.1 引言
    4.2 黄土边坡的非线性特征
        4.2.1 边坡地质构造的非线性特征
        4.2.2 黄土边坡系统演化过程的非线性特征
    4.3 黄土边坡失稳的基本特征
        4.3.1 边坡破坏形式
        4.3.2 变形破坏模式
        4.3.3 失稳破坏的特征
        4.3.4 黄土边坡突变特征
    4.4 黄土边坡突变模型
        4.4.1 黄土边坡的状态变量和控制变量
        4.4.2 突变模型
    4.5 小结
第五章 基于突变理论的黄土边坡失稳机理
    5.1 引言
    5.2 黄土边坡突变模型的失稳力学机制
        5.2.1 边坡系统的稳定状态
        5.2.2 边坡系统的运动状态
        5.2.3 边坡系统的演化过程
    5.3 基于突变理论的黄土边坡稳定性数值分析
        5.3.1 数值计算模型
        5.3.2 计算结果分析
        5.3.3 数值计算对突变模型的验证分析
    5.4 黄土边坡失稳破坏的离心模型试验验证
        5.4.1 离心模型试验方案
        5.4.2 离心模型试验结果分析
        5.4.3 突变模型的验证分析
    5.5 小结
第六章 结论及进一步研究建议
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 进一步研究的建议
参考文献
攻读博士期间主要发表论文和参与科研项目
致谢

(8)坚硬煤层综放开采顶煤深孔爆破弱化机理与工程应用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 文献综述
        1.2.1 爆破弱化坚硬顶煤研究现状
        1.2.2 爆破载荷下煤岩体损伤破裂研究现状
        1.2.3 地震CT技术研究现状
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 深孔爆破弱化坚硬顶煤的损伤机理研究
        1.3.2 不同深孔爆破参数下坚硬顶煤弱化效果的数值模拟研究
        1.3.3 不同损伤状态下煤样的CT值、波速与损伤度的关系研究
        1.3.4 地震CT检测坚硬顶煤弱化效果分析及工程应用
    1.4 研究方法和技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
第2章 爆炸载荷下煤体损伤破裂机理研究
    2.1 爆炸载荷下煤岩体损伤破裂机理
        2.1.1 爆炸冲击波与爆生气体的联合作用
        2.1.2 爆炸载荷下煤体的破裂分区
    2.2 顶煤爆破效果的影响因素及评价指标
        2.2.1 关键物理量及无量纲关系
        2.2.2 基于断裂能的煤岩体爆破破碎体积估算
        2.2.3 顶煤深孔爆破弱化效果的评价指标
    2.3 基于断裂能的煤岩体损伤破裂力学本构
        2.3.1 力学本构的提出
        2.3.2 力学本构的验证
    2.4 爆炸诱发煤层损伤破裂的一般规律
        2.4.1 单孔爆破规律
        2.4.2 双孔爆破规律
        2.4.3 径向不耦合系数的影响规律
    2.5 本章小结
第3章 坚硬顶煤爆破弱化参数数值模拟研究
    3.1 千树塔煤矿11303 工作面概况
        3.1.1 煤层赋存条件
        3.1.2 工作面布置
    3.2 数值方法及力学模型
        3.2.1 CDEM概述
        3.2.2 一维轴对称深孔爆源模型
        3.2.3 煤体动态损伤破裂本构
    3.3 数值模拟方案
        3.3.1 三种炮孔布置方式对比模拟方案
        3.3.2 炮孔填塞材料选型模拟方案
    3.4 计算模型及评价指标
        3.4.1 数值计算网格
        3.4.2 物理力学参数的确定
        3.4.3 计算条件及计算步骤
        3.4.4 爆破效果评价指标
    3.5 三种炮孔布置方案对比分析
        3.5.1 单孔布置效果分析
        3.5.2 双孔布置效果分析
        3.5.3 三花孔布置效果分析
        3.5.4 不同布孔方案的对比分析
        3.5.5 三花孔爆破后开采垮落效果分析
    3.6 堵塞材料力学性质对堵塞效果的影响分析
        3.6.1 堵塞材料参数的敏感性分析
        3.6.2 堵塞体运动加速度的估算
    3.7 本章小结
第4章 载荷作用下煤样损伤实验研究
    4.1 煤岩体损伤力学研究概述
    4.2 煤岩体细观损伤实验室测试理论基础
        4.2.1 纵横波波速测试理论基础
        4.2.2 X射线CT扫描识别技术理论基础
    4.3 煤岩体细观损伤实验室测试仪器
        4.3.1 纵横波速测试仪器
        4.3.2 X射线CT扫描识别仪器
    4.4 单轴压缩载荷作用下煤样试件损伤检测分析
        4.4.1 单轴压缩实验试件参数
        4.4.2 单轴压缩下煤样试件损伤纵横波波速分析
        4.4.3 单轴压缩下煤样试件损伤前后X射线CT扫描层析
    4.5 三轴压缩载荷作用下煤样试件损伤检测分析
        4.5.1 三轴压缩实验试件参数
        4.5.2 三轴压缩下煤样试件损伤纵横波波速分析
        4.5.3 三轴压缩下煤样试件损伤前后X射线CT扫描层析
    4.6 载荷作用下煤样损伤程度的定量分析
        4.6.1 煤样损伤变量的纵横波波速定量分析
        4.6.2 煤样损伤变量的CT值定量分析
        4.6.3 煤样损伤变量纵横波波速和CT值的对比分析
    4.7 本章小结
第5章 深孔爆破弱化坚硬顶煤工程应用与效果评价
    5.1 深孔爆破弱化坚硬顶煤工程实验
        5.1.1 工程试验工作面概况
        5.1.2 工程试验方案
    5.2 深孔爆破弱化效果预评价方法
        5.2.1 地震CT探测原理
        5.2.2 地震初至波走时CT探测数据采集
    5.3 地震CT探测数据质量和结果分析
        5.3.1 深孔爆破前后数据质量评价
        5.3.3 地震CT探测结果分析
        5.3.4 顶煤回收率比较
    5.4 本章小结
第6章 结论、创新点和展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(9)高速铁路路堑岩质边坡的动态响应及稳定性研究(论文提纲范文)

第一章 绪论
    1.1 本课题的研究目的与意义
        1.1.1 高速铁路及其在我国的发展
        1.1.2 铁路岩质边坡的特点及本课题的研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状综述
    1.3 本文研究的主要内容
第二章 铁路岩质边坡稳定性分析的基本理论与方法
    2.1 概述
    2.2 铁路岩质边坡稳定性分析理论模型
        2.2.1 铁路岩质边坡的形态特征
        2.2.2 铁路岩质边坡失稳的影响因素分析
        2.2.3 铁路岩质边坡变形破坏的地质模型
    2.3 铁路岩质边坡稳定性分析基本方法
        2.3.1 定性分析方法
        2.3.2 定量分析方法
        2.3.3 非确定性分析方法
    2.4 本章小结
第三章 边坡岩体动应力应变弹塑性本构模型
    3.1 概述
    3.2 岩体的非线性弹性本构模型
    3.3 岩体的弹塑性本构模型
        3.3.1 屈服条件或屈服准则
        3.3.2 硬化模型与硬化定律
        3.3.3 流动法则
        3.3.4 弹塑性本构关系
        3.3.5 Drucker-Prager模型
    3.4 边坡岩(石)体的动弹塑性本构模型
        3.4.1 模型的基本关系及相关参数的确定
        3.4.2 岩石强度对于应变率依赖效应的考虑
    3.5 本章小结
第四章 高速铁路轮轨系统动力分析模型
    4.1 概述
    4.2 车辆—轨道耦合动力分析模型
        4.2.1 轨道结构模型、机车车辆模型的分析评价
        4.2.2 车辆—轨道垂向系统统一模型
        4.2.3 轮轨系统振动微分方程的求解方法
        4.2.4 系统动力响应分析的计算机程序
    4.3 轮轨系统激励模型
        4.3.1 轨道不平顺种类
        4.3.2 轨道不平顺的相关分析
        4.3.3 轨道不平顺的谱密度
        4.3.4 轨道不平顺在轮轨动力分析中的数值模拟
    4.4 轮轨系统垂向耦合动力学模型分析与验证
        4.4.1 车辆—轨道垂向耦合动力分析模型验证
        4.4.2 统一模型与一般轮轨动力分析模型的比较
    4.5 本章小结
第五章 高速铁路列车竖向振动荷载的数值模拟分析
    5.1 概述
    5.2 高速铁路列车竖向振动荷载模型
        5.2.1 系统动态载荷识别
        5.2.2 高速铁路振动荷载时程的动力反分析
    5.3 高速铁路竖向振动荷载动力反分析有限元模型的分析与验证
        5.3.1 秦—沈客运专线路基及轨道结构动态测试与分析
        5.3.2 高速铁路列车竖向振动荷载的理论模拟
    5.4 本章小结
第六章 高速铁路岩质边坡动态响应及其稳定性的有限元分析
    6.1 概述
    6.2 动力平衡方程的建立
    6.3 质量矩阵、阻尼矩阵和动荷载列阵的确定及边界条件的处理
    6.4 动力平衡方程的求解
        6.4.1 振型叠加法
        6.4.2 直接积分法
    6.5 铁路岩质边坡非线性动态分析程序
        6.5.1 材料非线性和几何非线性的处理
        6.5.2 纽马克(Newmark)隐式时间积分预估—修正法
        6.5.3 程序的功能和结构
        6.5.4 主程序及各标准子程序
    6.6 实例分析
        6.6.1 轨道—路基—岩质边坡系统动力有限元计算模型
        6.6.2 计算结果及分析
    6.7 本章小节
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 本文创新之处
    7.3 进一步研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的主要研究成果

(10)知识图谱在水资源系统分析中的应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究文献综述
        1.2.1 知识图谱及其在文献计量分析中的应用
        1.2.2 知识图谱在水资源问题中的应用研究进展
    1.3 主要研究内容与技术路线
第二章 知识图谱在水旱灾害风险防控研究中的应用
    2.1 文献计量分析
        2.1.1 文献发表时间分布
        2.1.2 文献发表学科和期刊分布
        2.1.3 文献代表作者分析
    2.2 研究热点聚类结果分析
        2.2.1 水旱灾害管理
        2.2.2 灾害风险防控
        2.2.3 灾害脆弱性
        2.2.4 灾害影响
    2.3 本章小结
第三章 知识图谱在水资源集对分析中的应用
    3.1 集对分析中的文献计量分析
        3.1.1 文献发表时间分布
        3.1.2 文献发表学科和期刊分布
        3.1.3 着者分析
    3.2 集对分析中的研究热点聚类结果分析
        3.2.1 理论分析
        3.2.2 评价与预测分析
        3.2.3 决策分析
    3.3 水资源集对分析中的研究热点聚类结果分析
        3.3.1 水资源集对分析理论研究方面
        3.3.2 水资源集对评价与预测研究方面
        3.3.3 水资源集对决策研究方面
    3.4 本章小结
第四章 知识图谱在水资源承载力中的应用
    4.1 水资源承载力中的文献计量分析
        4.1.1 文献发表时间分布
        4.1.2 文献发表学科和期刊分布
        4.1.3 着者分析
    4.2 水资源承载力中的研究热点聚类结果分析
        4.2.1 国内研究热点分析
        4.2.2 国外研究热点分析
    4.3 基于五元联系数的减法集对势水资源承载力趋势分析研究
        4.3.1 五元减法集对势
        4.3.2 基于五元减法集对势的山东省水资源承载力趋势分析
        4.3.3 基于五元减法集对势的黑龙江省水资源承载力趋势分析
    4.4 本章小结
第五章 知识图谱在着名水资源学家学术研究中的应用
    5.1 文献计量分析
        5.1.1 文献发表时间分布
        5.1.2 文献发表学科和期刊分布
        5.1.3 高被引文献分析
    5.2 研究热点聚类结果分析
        5.2.1 研究的第一阶段
        5.2.2 研究的第二阶段
        5.2.3 研究的第三阶段
        5.2.4 研究的第四阶段
        5.2.5 研究的第五阶段
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

四、岩土科学研究中的数学化及三大数值方法(论文参考文献)

  • [1]岩土科学研究中的数学化及三大数值方法[A]. 魏群. 岩石力学与工程应用——河北省岩石力学与工程学会学术研讨会论文集, 1990
  • [2]冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究[D]. 季雨坤. 中国矿业大学, 2019
  • [3]红粘土侧向卸荷破损机理及其工程应用研究[D]. 周远忠. 重庆大学, 2016(09)
  • [4]土工离心模型试验技术若干关键问题研究[D]. 王海. 中国地震局工程力学研究所, 2019(01)
  • [5]采煤沉陷区稳定性评价研究[D]. 韩科明. 煤炭科学研究总院, 2008(01)
  • [6]工程体验教育模式研究[D]. 李肖婧. 浙江大学, 2019(02)
  • [7]基于突变理论的黄土边坡稳定性分析方法研究[D]. 胡晋川. 长安大学, 2012(07)
  • [8]坚硬煤层综放开采顶煤深孔爆破弱化机理与工程应用研究[D]. 高圣元. 煤炭科学研究总院, 2019(08)
  • [9]高速铁路路堑岩质边坡的动态响应及稳定性研究[D]. 金亮星. 中南大学, 2005(06)
  • [10]知识图谱在水资源系统分析中的应用[D]. 陈鹏飞. 合肥工业大学, 2020

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岩土科学中的数学化和三种数值方法
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