一、离散单元法及其在区域构造稳定性研究中的应用（论文文献综述）
姜健,吕大刚,陆新征,李国强,叶继红[1]（2022）在《建筑结构抗连续性倒塌研究进展与发展趋势》文中研究说明偶然荷载作用下结构可能会发生局部破坏而引起大范围或整体结构的连续性倒塌,建筑结构的连续性倒塌已经成为严重威胁公共安全的重要问题和土木工程学科的前沿课题。2001年美国"9·11"世贸大楼倒塌事件后,国内外学者聚焦结构抗连续性倒塌研究,对不同类型结构的倒塌机理、鲁棒性评价及设计方法等进行了深入研究,取得了诸多代表性的成果。简要回顾了"9·11"事件,阐述了国内外近二十年建筑结构抗连续性倒塌研究在试验研究、数值模拟、理论分析及设计方法等方面的主要进展,指出了尚存在的局限于针对单一灾害作用、框架结构形式开展研究;对结构抗连续性倒塌的数值模拟、简化分析方法、改进设计方法等方面的趋势进行了展望,并提出了有待研究的关键科学与技术问题,为完善我国结构抗连续性倒塌设计理论提供参考。
何海波[2]（2021）在《离散单元法在砌体结构房屋抗震性能分析中的应用研究》文中指出
商成顺[3]（2021）在《基于粗粒化理论的工程尺度DEM-CFD流固耦合模拟方法及应用》文中研究指明随着“十三五”规划的实施和“十四五”规划的启动,我国隧道及地下工程建设飞速发展,工程建设总量位居世界前列。工程建设向地质条件更复杂的西部高原和赋存环境更严酷的水下迈进,高海拔、高地震烈度、高地应力、高水压、高地温等极端条件迫使安全施工面临隧道突水突泥、塌方、岩爆、大变形等重大地质灾害的严峻挑战,亟需进一步发展灾害主动防控方法。地下工程灾害灾变机理与演化过程的科学认知是灾害主动防控的理论基础。重大地质灾害的灾变机理不清、演化过程不明导致预测预警缺乏理论依据、主动防控缺乏技术支撑。相对于其他方法,数值模拟方法因其耗时短、成本低、精度高、控制易而成为了地下工程灾害机理与演化过程研究的一种有效手段,被称为“科学研究的三大支柱之一”,本文选择特别适合于岩土体材料非均匀性、各向异性、大变形破坏模拟的离散单元法（DEM）和高效的计算流体动力学方法（CFD）作为本文的主要研究方法。其中,DEM方法在工程尺度问题的模拟中面临颗粒计算量大、耗时长的难点,本文选择粗粒化理论来解决这一关键问题。目前的离散元粗粒化理论主要集中在不含强粘结颗粒的颗粒系统中,对颗粒粘结模型的大尺度模拟和含强粘结的渗透侵蚀破坏过程模拟缺乏系统的研究,因此发展DEM粗粒化颗粒粘结模型和基于DEM-CFD的粗粒化侵蚀弱化模型,开展工程尺度流固耦合灾害演化全过程模拟,对科学认识重大工程灾害演化机理、提供监测预警与调控决策理论基础意义重大。本文以基于粗粒化理论的DEM-CFD流固耦合模拟方法为主要研究内容,通过室内试验、理论推导和编程开发等研究手段建立了粗粒化颗粒粘结模型和粗粒化侵蚀弱化模型,实现了工程尺度突水突泥灾变演化过程模拟。主要研究成果包括:（1）利用CT扫描技术重构分析了白砂岩的孔隙结构、颗粒粒径分布和粒间粘结结构;进一步地,测定了白砂岩的基本力学性质,基于EDEM的API二次开发功能,对Hertz-Mindlinwith Bonding模型进行改进,建立了修正的颗粒粘结模型,实现了岩石基本力学性质的准确模拟和损伤破坏的形象表征;同时,利用C++语言编写API对EDEM数值模拟软件进行二次开发,实现了岩石破裂的声发射监测和真三轴伺服应力加载。（2）开展了岩石单轴压缩和巴西劈裂数值试验颗粒尺寸效应研究,并基于粗粒化原理和断裂力学知识,推导了粗粒化参数理论计算公式,结合C++编程和EDEM API开发了可有效克服颗粒尺寸效应的粗粒化颗粒粘结粘模型（CGBPM）;进一步地,通过将粗粒化颗粒粘结粘模型应用在经典的工程尺度硐室开挖损伤区预测中,验证了本文粗粒化模型的可靠性。（3）利用单颗粒静水沉降试验验证了基于EDEM-Fluent软件耦合计算准确性,结合传统的岩土体侵蚀理论和DEM-CFD流固耦合机理,建立了岩土体侵蚀弱化模型,实现了岩土体细观侵蚀弱化破坏过程;程序化实现并验证了粗粒化DEM-CFD流固耦合理论的准确性,结合上述建立的侵蚀弱化模型,开发建立可模拟大尺度渗流灾害问题的粗粒化侵蚀弱化模型。（4）以江西永莲隧道突水突泥案例为工程背景,利用所建立的粗粒化颗粒粘结模型和粗粒化侵蚀弱化模型,开展了工程尺度突水突泥灾害演化过程仿真模拟,初步揭示了富水断层破碎带型突水突泥灾变演化机理:断层内部充填物侵蚀弱化破坏规律整体表现为自下向上发展、自点向面联通的发展模式;速度场变化趋势表现为整体扰动由底部向地表发展、局部速度先增大后平稳的规律;位移场变化趋势表现为整体扰动由底部向地表发展、充填物质位移随灾变演化逐渐增大的规律。本文基于粗粒化理论开发建立的粗粒化颗粒粘结模型和粗粒化侵蚀弱化模型,有效减少了大规模计算中的颗粒计算量,提高了计算效率,可有效促进DEM-CFD流固耦合方法在地下工程大变形灾害和流固耦合灾害等问题模拟中的推广应用,具有一定的理论价值和工程意义。
魏车车[4]（2021）在《节理岩体尺寸效应DEM模拟分析及其多尺度计算方法》文中进行了进一步梳理随着我国隧道及地下工程的建设规模以及复杂程度不断增大,工程建设中可能遭遇的相关工程问题也逐渐增多。岩体作为工程中的重要载体,包含有从细观、宏观再到工程尺度等众多尺度不同的节理缺陷,具有强烈的非均匀性与尺寸效应,使得工程岩体在外界荷载作用下,其岩体的力学响应是不同层次上的力学行为相互耦合的结果,其力学性质也因此具有明显的多尺度特征与复杂性,给工程建设带来了诸多挑战。而对工程尺度岩体开展相对应的尺寸效应研究,并获取岩体的表征单元体则成为了多尺度工程岩体稳定性分析以及灾变机理研究的基础,为此,亟需提出一种可同时考虑工程岩体细观结构力学行为和宏观变形破坏特征的工程岩体多尺度分析方法,从而突破固有邻尺度计算分析方法的局限性。本文依托滨莱高速改扩建工程中的姚家峪隧道工程,对工程节理岩体尺寸效应以及表征单元体（REV）影响因素展开了系统的研究,最后利用所获取的节理岩体表征单元体,提出一种基于节理岩体表征单元体的多尺度计算方法并将其应用于依托工程中,具体研究成果与结论如下:（1）采用隧道三维激光扫描技术,结合现场高清数码摄像及人工测窗法,对隧道掌子面结构面信息进行采集与统计,得到了掌子面节理几何参数所对应的统计特征值,确定了结构面产状、结构面性质与大小、位置、密度等离散结构面网络模拟参数的分布概型和特征值,建立了能够反映隧道掌子面真实分布的三维离散结构面网络模型。（2）通过合成岩体技术,构建了反映结构面真实空间分布状态的多尺度合成岩体模型,并通过开展合成岩体单轴压缩模拟试验与不同围压条件下三轴压缩模拟实验,揭示了隧道围岩节理岩体的尺寸效应,获取了隧道掌子面围岩的单轴抗压强度、三轴抗压强度和弹性模量的表征单元体尺寸大小为6m ×6m×12m;节理岩体不同围压三轴压缩条件下,表征单元体的变化规律为:随着围压的增大,节理岩体力学参数REV尺寸具有减小的趋势。（3）开展了不同尺度合成岩体模型单轴压缩数值模拟试验,探究了节理迹长、间距、倾角等几何参数对节理岩体单轴抗压强度和弹性模量表征单元体尺寸的影响规律:在一定范围内,随着迹长的增大,单轴抗压强度REV尺寸越小,弹性模量REV尺寸呈现先减小后稳定的趋势;随着节理间距的增大,岩体单轴抗压强度与弹性模量REV尺寸也会随之增大;随着节理倾角的增大,岩体单轴抗压强度REV也就越小;弹性模量REV尺寸先减小后接近于稳定。（4）基于开源离散元程序YADE和开源有限元程序OOFEM,以岩体表征单元体为衔接,提出了一种基于岩体表征单元体的有限元-离散元耦合多尺度分析方法,提高了多尺度耦合计算方法的计算效率,通过开展岩石双轴压缩数值模拟对比试验,验证了多尺度耦合计算方法的可行性与准确性,并将该方法成功应用于滨莱高速姚家峪隧道工程,解决了隧道工程的工程尺度计算问题。
尹崇林[5]（2021）在《摩擦滑动接触条件下隧洞围岩和衬砌力学分析的解析方法》文中提出隧道和地下工程在近代以来得到了长足的发展,特别的,进入20世纪之后,随着设计施工技术的进步以及社会发展的需要,更加受到人们的重视。并且因其所处地理位置及其建筑结构形式的特殊性使其具有便捷、安全、环保、节能等突出的优势,从而被广泛地运用于交通、采矿、能源、水电工程、城市建设及国防建设等多个领域。稳定性问题是地下工程结构中一个十分重要的研究内容。岩石中的初始应力在隧洞开挖以后得到释放而重新分布,当围岩中的应力达到或超过岩石强度的范围比较大时岩体就会失稳,此时常需要在隧洞周围设置衬砌支护以进一步保证围岩的稳定性。解析分析方法中复变函数方法因其所得解析解的精确性以及求解过程的便捷性,成为求解隧道及地下工程问题的一种基础方法。为了求解复杂孔形衬砌隧洞问题,需要应用复变函数中的保角变换将一个边界复杂的区域变换为边界简单的区域,以此将物理平面上的复杂支护断面通过映射函数变换到象平面上的圆环区域。在实际工程中,衬砌和围岩之间的接触问题比较繁杂,为了简化问题以获得其基本规律,将隧洞围岩和衬砌之间的接触问题简化为交界面上两个弹性体的接触问题。作为弹性体相互接触条件之一的摩擦滑动接触,最符合实际工况,而完全接触和光滑接触则是其两种极端情况。论文以两种极端接触工况的求解为出发点,巧妙的将库仑摩擦模型引入摩擦滑动接触的求解过程,再结合最优化方法,得出了它的一般解。主要的研究内容有:（1）考虑摩擦滑动接触的极端情况之一——光滑接触,通过平面弹性复变函数方法,推导得到了衬砌内均布水压力作用下任意孔型深埋衬砌隧洞的应力以及位移解析解,并利用数值软件ANSYS验证了所得结果。在求解过程中考虑了初始地应力的作用及支护滞后的力学过程,使用幂级数解法求解由应力边界条件及应力和法向位移的连续条件构成的基本方程,然后通过得到的解析函数计算围岩和衬砌中的应力和位移。以直墙半圆拱形和马蹄形隧洞为例分析了围岩和衬砌中切向应力及它们之间接触面上的法向应力分布规律。讨论了位移释放系数、侧压力系数和内水压力的变化对围岩与衬砌内的应力分布规律的影响。发现切向应力在衬砌内边界和围岩开挖边界上的取得较大的值,并且在隧洞的拐角处出现最大的应力集中。（2）为了更加准确地刻画隧洞中围岩和衬砌的接触问题,定义接触面上产生最小滑动量的状态为衬砌的真实工作状态,引入更符合实际情况的基于库仑摩擦模型的摩擦滑动接触条件来模拟围岩和衬砌之间的接触。在考虑支护滞后效应的前提下,结合平面弹性复变函数方法和最优化理论,建立了具有一般性的摩擦滑动接触解法。以圆形水工隧洞为例,获得了围岩和衬砌在这种接触条件下的应力解析解,并且利用有限元软件ANSYS验证了所得结果的准确性。最后通过算例分析了不同侧压力系数,不同的摩擦系数对衬砌内外边界的切向应力,接触面上接触应力以及切向位移间断值的影响。（3）针对隧洞围岩和衬砌摩擦滑动接触解法的缺点,通过在优化过程中减少设计变量的个数,优化模型得到了极大的简化,为任意孔型深埋隧洞在摩擦滑动接触条件下问题的求解得到更加理想的优化理论模型,并且使计算精度和计算速度得到了提升。该方法还可以精确地得到满足完全接触的摩擦系数的阈值,通过对深埋圆形衬砌隧洞两种材料的弹模比值,位移释放系数,衬砌厚度,以及侧压力系数的参数分析,提供了判断围岩和衬砌接触方式的理论基础。
高成路[6]（2021）在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中指出突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。（1）岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。（2）裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。（3）开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。（4）隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。（5）岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。（6）近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室（PESL）,为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。
周越[7]（2021）在《典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究》文中研究表明边坡是指由于建筑工程和采矿工程开挖或填筑施工所形成的斜坡,是人类建设工程和采矿工程中最常见的工程形式之一。随着人类改造自然的能力日益增强,建设工程和采矿工程规模越来越大,形成深大采坑和斜坡,边坡稳定性成为不可避免的安全问题。目前,针对边坡失稳问题主要借助传统勘察手段,采用地质调绘、遥感测绘和钻孔、挖掘等常规手段来获取有限的地质信息,借助数值模拟分析方法来完成失稳边坡稳定性评价工作。但传统勘察手段获得的地质资料有限,缺乏地下连续三维空间信息,且失稳地质体本身地质构造特别复杂,势必造成数值模拟地质条件与实际地质条件之间存在较大差异,对边坡失稳状态的评价不会准确。基于此,本文以失稳边坡岩土体地球物理性质为基础,运用地球物理勘探方法,对失稳边坡地球物理场特征进行研究,与边坡失稳演化机理结合,构筑边坡岩土体地球物理特性与工程力学参数的关联机制,建立一套基于失稳边坡地球物理场特征识别和描述滑坡体空间分布规律的理论和方法。通过地球物理勘探技术来丰富失稳边坡地质信息,提高稳定性评价精度。完成研究内容和取得研究成果如下:1.本文通过研究总结前人针对失稳边坡工程地质特征、演化机理及稳定性评价成果,对三种典型边坡类型:岩质边坡、土质边坡及岩土复合边坡的工程地质特征、边坡失稳演化过程、形成条件、主导因素及表现形式等进行总结,并对影响边坡稳定性评价的主要因素及评价方法进行了论述。2.通过研究岩土体地球物理响应特征与岩土体属性特征如孔隙率、含水性、饱和度等之间关系,进而建立与工程力学参数的关联性,实现地球物理勘探的量化解释。在参数量化基础之上,构建了土质边坡、土石复合边坡和岩质边坡地球物理模型。3.以白云鄂博铁矿和高速公路边坡的实际案例,分析总结了地球物理异常特征,综合地质调绘和工程勘察资料,确定了失稳边坡滑坡体的形态、规模、结构等特征,构建了三维地质模型,对失稳边坡演化机理进行了分析。同时,结合岩土体土工试验获得的工程力学参数,构建了岩体工程力学参数与地球物理响应特征之间的关联性,将地球物理勘探数据和边坡稳定性数值模拟有机结合在一起,为失稳边坡稳定性评价提供了准确的地质数据。4.以合成孔径监测预警系统监测数据为基础,对滑坡灾害进行早期识别、预警。在地球物理勘探的基础上,应用离散单元法来构建边坡数值分析模型,对边坡失稳演化过程和演化机理进行分析。依据刚体极限平衡法对边坡进行稳定性评价,并分析边坡失稳原因。通过对比,基于地球物理勘探数据而建立的失稳边坡数值模型稳定性评价结果更加真实、准确。通过本文的研究,在边坡稳定性评价工作中发挥地球物理作用,可提高评价与监测精度,为边坡的灾害预警提供新的技术方法。
何例春[8]（2021）在《云南滇滩大理岩边坡离散元与有限差分模拟对比研究》文中研究指明随着计算机技术的高速发展,数值方法逐渐取代传统定性判断方法,在边坡稳定性定量分析中发挥巨大作用,其中有限差分法是运用最为广泛的方法之一。然而在研究岩质边坡的力学问题时,由于岩体中存在许多微裂隙、节理等不连续面,使用有限差分法分析时,无法真实地描述岩体的不连续特征,因此对岩质边坡的模拟与实际情况存在一定差异。另一方面,离散元法由于其能较好的描述岩体情况,在解决岩体力学问题中发挥出巨大的潜力。本文以云南滇滩铁矿南采坑西帮大理岩边坡为研究对象,探讨了离散元法模拟时的参数变化对岩体强度的影响;运用三维有限差分法和离散元法分析矿区西帮大理岩边坡的稳定性,对比分析两种方法模拟结果的差异;并将稳定性分析结果与边坡位移监测数据进行对比,分析离散元法与有限差分法在工程运用中的准确性以及所产生的误差。取得的主要认识如下:1.离散元模拟中单结构面岩体强度并不完全遵循单弱面理论,当结构面倾角小于结构面内摩擦角时,结构面强度不会对岩体强度造成影响,岩体强度受岩块强度控制,并且强度与岩块强度相一致;当结构面倾角大于结构面内摩擦角时,岩体强度受结构面强度控制,并且在45°时岩体强度最低,最容易出现破坏。2.通过离散元法和有限差分法模拟,该大理岩边坡自然条件下和暴雨条件下稳定系数均能满足矿山安全规范要求。3.有限差分法模拟边坡稳定性仅表现出了典型推移式滑坡或牵引式滑坡的特点,并没有反映出岩体崩塌具有的突发、快速的脆性破坏特征。4.离散元法模拟边坡稳定性的过程更加类似于逐级倾覆式的岩坡崩塌,有明显的脆性破坏特征,要比有限差分法模拟更有效的反映岩质边坡的位移变形特征。5.在工程运用中,离散元法比有限差分法计算的稳定系数相对更小;且离散元的基本理论更加契合岩质边坡特征,使用离散元法模拟所产生的理论误差更小,模拟结果更接近实际情况。
张帅辉[9]（2021）在《捣固作业频率和振幅对捣固效果的影响研究》文中研究指明随着有砟铁路朝着高速重载化发展,铁路线路的维修养护工作也越来越多。捣固作业作为有砟铁路维修养护工作的重要方式之一,选择合适的捣固参数能有效提高道床的力学性能。目前国内外学者大多是在普通有砟道床中开展捣固作业的研究工作,而对于高速有砟道床捣固作业的研究相对较少。为此,本文通过对普通有砟道床和高速有砟道床的捣固作业进行对比研究,综合探究两种有砟道床捣固作业的最佳捣固参数,主要研究内容及结果如下:首先,采用图像识别的方法建立道砟颗粒的离散元模型,并在此基础上建立普通有砟道床和高速有砟道床捣固作业的三维离散元模型;接着,选取道床的垂向刚度和横向阻力,结合数值模拟和物理试验对普通有砟道床以及高速有砟道床的捣固作业模型进行有效性验证,表明该数值模型具有可靠性;然后,在有砟道床捣固作业的数值模拟中,采用均匀设计法,确定数值模拟的方案,从数值模拟结果分析有砟道床的密实度、横向阻力变化规律;最后,以捣固作业中捣镐的频率和振幅为变量,以有砟道床的密实度和横向阻力为评价指标,构造出两种有砟道床各自的密实度和横向阻力回归方程,并利用加权组合法对有砟道床的密实度和横向阻力的回归方程进行多目标函数优化,确定普通有砟道床以及高速有砟道床的最佳捣固频率和振幅。通过仿真分析发现,在相同捣固参数下普通有砟道床在进行捣固作业后道床的密实度、横向阻力总体低于高速有砟道床。道床密实度总体的变化趋势为先急速上升,然后到达最大值,随后在最大值范围内波动,最后有所下降。随着轨枕的横向移动,有砟道床的横向阻力变化趋势是先增长然后趋于稳定。针对不同的有砟道床,所选用的捣固参数也不同,普通有砟道床在进行捣固作业时捣镐的振动频率为42.5Hz,振幅为9.8mm时,道床的稳定性较好;高速有砟道床在进行捣固作业时捣镐的振动频率为52.3Hz,振幅为5.9mm时,道床的稳定性较好。本文的研究过程以及得出的有关结论可以为有砟道床捣固作业中捣固参数的选取提供一定的参考。
常文斌[10]（2021）在《基于离散元的不同坡体结构黄土地震滑坡运动学特征研究》文中研究指明黄土高原是我国黄土最为发育的地区,同时也是地震频发的地区,黄土特有的架空结构及弱胶结特性使其具有极高的地震易损性,历史上的强震都曾在该地区引发了大量的滑坡等地震灾害。大量的震害调查及研究表明,黄土斜坡内部广泛发育的构造节理面、土-岩地层接触面、软化液化层等复杂结构往往是导致黄土地震滑坡的关键因素。本文在对黄土高原地区斜坡坡体结构大量现场调查的基础上,以临汾乡宁滑坡、静宁孙家沟滑坡、固原石碑塬滑移为典型案例,采用颗粒离散元软件分别模拟了构造节理斜坡、土-岩接触面斜坡、含软化液化层斜坡三类不同坡体结构斜坡地震作用下的破坏过程,对滑坡的滑动过程、破坏机理、滑体的运动堆积特征进行了分析,在此基础上提出了一种基于运动学原理的,适用于地震作用下不同结构滑坡的滑移距计算方法。主要结论如下:（1）黄土地区斜坡内发育的复杂坡体结构主要包括黄土节理及裂隙、黄土落水洞及陷穴、黄土-泥岩基岩等地层接触面、黄土砂质及粉质等饱水软化层及液化层。其中,黄土节理及裂隙面对斜坡整体的分割作用、黄土-泥岩接触面处土体的双层异质特性、黄土软化液化层的流滑特性,均在一定程度上决定着斜坡破坏的过程及机理、滑体的运动学特征等。（2）构造节理型斜坡的破坏过程可归纳为:裂纹沿节理两端扩展—坡体内滑动面贯通—滑体沿节理面滑落。土-岩接触面斜坡的破坏过程可归纳为:坡顶受地震放大作用的率先塌陷破坏—裂纹沿接触面不断向下扩展—裂纹扩展至坡脚—滑动面贯通。含软化液化层斜坡的破坏过程可归纳为:斜坡内的软化层的地震液化—坡脚处土体的剪出破坏—斜坡上覆黄土层拉张断裂破碎—断裂破碎黄土体在液化层拖浮作用下的波浪状流滑。（3）构造节理面破坏了斜坡的整体结构,节理面处土体极低的粘聚力及构造节理面的平直光滑特性,加速了地震作用下坡体的滑动。土-岩接触面斜坡的破坏机理可以总结为地震放大效应、锁固段效应、启程剧动效应的先后作用,使得此类地层接触面斜坡表现出高速远程的滑动特征。含软化液化层滑坡远距离滑动的主要原因则可归结为液化层拖浮上覆断裂黄土层的远距离流滑。（4）构造节理型斜坡滑体的堆积特征主要是,大型块状滑体在坡脚前地表受摩擦拉裂及震荡作用的破碎解体堆积。土-岩接触面斜坡滑体最终堆积体停留在斜坡坡脚左右两侧的区域,坡脚处堆积体的厚度最大达18 m。含软化液化层斜坡滑体的堆积特征表现为斜坡上覆断裂破碎的黄土层,在液化层的拖浮作用不断向前流动堆积。不同类型斜坡滑体的速度及位移特征均较好的验证了其对应斜坡的破坏机理及运动特征。（5）基于能量守恒及牛顿第二运动定律推导的滑移距计算模型表明,滑坡后缘高度、滑动面倾角、地震作用强度、滑带土的强度值是地震作用下结构型滑坡滑距的主控因素。以静宁孙家沟滑坡及石碑塬液化滑移为例,对提出的滑移距计算方法模型进行了验证,基于验证结果中表现出的问题,对于滑移距模型中的摩擦系数的取值方法进行了优化。长期以来,对于黄土复杂坡体结构地震滑坡的研究多较为零散,相对系统的研究鲜有报到。本研究综合考虑了黄土地区典型的三类坡体结构因素,创新性的对比分析了不同结构斜坡地震作用下的破坏过程及滑体的运动特征,同时对于结构型黄土滑坡的运动滑移距模型的推导也有了一定的突破。研究成果填补了复杂坡体结构黄土斜坡,运动学特征及滑移距模型研究较少的空缺,对于黄土高原地震易发区的复杂坡体结构滑坡灾害的防治提供了理论依据及科学指导。
二、离散单元法及其在区域构造稳定性研究中的应用（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、离散单元法及其在区域构造稳定性研究中的应用（论文提纲范文）
（1）建筑结构抗连续性倒塌研究进展与发展趋势（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 “9·11”世贸大楼倒塌事件回顾 |
| 1.1 事件概述 |
| 1.2 事件调查 |
| 2 结构抗连续性倒塌研究的主要进展 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 试验研究 |
| 2.2.1 国外试验研究 |
| 1) 梁柱板子结构模型试验。 |
| 2) 整体结构模型试验。 |
| 3) 真实结构试验。 |
| 2.2.2 国内试验研究 |
| 1) 梁柱子结构模型试验。 |
| 2) 整体结构模型试验。 |
| 2.3 数值分析 |
| 2.3.1 有限单元法 |
| 2.3.2 离散单元法 |
| 2.3.3 应用单元法 |
| 2.3.4 有限单元-离散单元耦合法 |
| 2.3.5 向量式有限单元法和有限质点法 |
| 2.4 理论研究 |
| 3 结构抗连续倒塌设计的主要进展 |
| 4 结构抗连续性倒塌研究的发展趋势与关键科学技术问题 |
| 4.1 存在的问题、重要发现及发展趋势 |
| 4.1.1 存在的问题 |
| 4.1.2 重要发现 |
| 4.1.3 发展趋势 |
| 4.2 有待研究的关键科学问题 |
| 1) 传统结构材料及新材料的动态、高温力学性能和断裂性能。 |
| 2) 多灾种、灾害链作用下的灾情演化规律与结构倒塌失效机理。 |
| 3) 多种结构体系及新型结构的连续倒塌破坏机理。 |
| 4) 通用的结构鲁棒性量化指标及性能评估理论。 |
| 4.3 有待解决的关键技术问题 |
| 1) 大尺度结构连续性倒塌试验技术。 |
| 2) 高效、高精度的结构连续性倒塌数值仿真模型。 |
| 3) 改进的结构抗连续性倒塌分析和设计方法。 |
| 4) 结构倒塌快速预测预警技术。 |
| 5 结语 |
（3）基于粗粒化理论的工程尺度DEM-CFD流固耦合模拟方法及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 离散元颗粒粘结模型研究现状 |
| 1.2.2 离散元粗粒化理论研究现状 |
| 1.2.3 岩土体渗透破坏模拟方法研究现状 |
| 1.2.4 工程尺度灾变演化过程模拟方法研究现状 |
| 1.3 当前研究存在的问题 |
| 1.4 论文研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 离散元颗粒粘结模型及模拟技术研究 |
| 2.1 胶结砂岩物理力学性质研究 |
| 2.1.1 白砂岩CT扫描微观结构研究 |
| 2.1.2 白砂岩的基础力学性质研究 |
| 2.2 颗粒离散元及其粘结模型基本原理 |
| 2.2.1 颗粒离散元基本原理 |
| 2.2.2 Hertz-Mindlin with bonding模型 |
| 2.2.3 模型验证与分析 |
| 2.3 修正的颗粒粘结模型开发 |
| 2.3.1 修正的颗粒粘结模型 |
| 2.3.2 修正的粘结模型程序化实现 |
| 2.3.3 修正的粘结模型验证 |
| 2.3.4 不同粘结模型对比分析 |
| 2.4 基于离散元的声发射监测技术开发 |
| 2.4.1 离散元声发射监测原理 |
| 2.4.2 离散元声发射监测技术实现及应用 |
| 2.5 基于DEM-MBD的真三轴伺服加载技术开发 |
| 2.5.1 基于DEM-MBD的真三轴伺服加载原理 |
| 2.5.2 离散元真三轴伺服加载技术实现及应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于粗粒化理论的离散元颗粒粘结模型 |
| 3.1 岩石室内试验模拟与颗粒尺寸相关性研究 |
| 3.1.1 岩石单轴压缩破坏与颗粒尺寸相关性 |
| 3.1.2 岩石巴西劈裂破坏与颗粒尺寸相关性 |
| 3.2 粗粒化颗粒粘结模型建立 |
| 3.2.1 粗粒化基本理念 |
| 3.2.2 粗粒化颗粒粘结模型推导 |
| 3.3 粗粒化模型程序化及验证 |
| 3.3.1 粗粒化颗粒粘结模型程序化实现 |
| 3.3.2 颗粒粘结模型粗粒化模型验证 |
| 3.4 粗粒化颗粒粘结模型的案例验证 |
| 3.4.1 参数选取和模型标定 |
| 3.4.2 硐室开挖损伤区模拟验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于粗粒化理论的DEM-CFD流固耦合模拟方法 |
| 4.1 基于EDEM-Fluent的流固耦合原理及验证 |
| 4.1.1 EDEM-Fluent流固耦合原理 |
| 4.1.2 EDEM-Fluent流固耦合准确性验证 |
| 4.2 基于DEM-CFD流固耦合的侵蚀弱化模型 |
| 4.2.1 侵蚀弱化模型理论推导 |
| 4.2.2 侵蚀弱化模型验证 |
| 4.3 粗粒化DEM-CFD流固耦合模型及验证 |
| 4.3.1 粗粒化DEM-CFD流固耦合模型 |
| 4.3.2 粗粒化DEM-CFD流固耦合模型验证 |
| 4.4 基于DEM-CFD流固耦合的粗粒化侵蚀弱化模型及验证 |
| 4.4.1 侵蚀弱化模型的粗粒化推导 |
| 4.4.2 粗粒化侵蚀弱化模型的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于粗粒化理论的工程尺度突水突泥灾害模拟研究 |
| 5.1 工程背景 |
| 5.1.1 工程概况与地质特征 |
| 5.1.2 突水突泥概况及原因 |
| 5.2 模型建立与模型参数 |
| 5.2.1 颗粒模型的建立 |
| 5.2.2 边界条件及参数设置 |
| 5.3 仿真结果与分析 |
| 5.3.1 隧道开挖围岩位移与损伤规律 |
| 5.3.2 断层渗流侵蚀弱化破坏规律 |
| 5.3.3 突水突泥通道灾变演化规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间参与的科研项目 |
| 在读期间发表的论文 |
| 在读期间申请的专利 |
| 在读期间登记的软件着作权 |
| 在读期间获取的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩f情况表 |
（4）节理岩体尺寸效应DEM模拟分析及其多尺度计算方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 节理岩体尺寸效应与表征单元体研究 |
| 1.2.2 节理岩体表征单元体影响因素研究 |
| 1.2.3 工程岩体多尺度计算方法研究 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第二章 节理岩体结构面网络表征重构 |
| 2.1 结构面信息现场采集 |
| 2.1.1 工程概况简介 |
| 2.1.2 结构面三维激光扫描信息采集 |
| 2.1.3 结构面优势组分划分 |
| 2.2 隧道掌子面结构面参数统计分析 |
| 2.2.1 结构面几何参数概率分布模型介绍 |
| 2.2.2 结构面几何参数概率分布模型预测 |
| 2.2.3 统计特征参数确定及分布拟合 |
| 2.3 离散结构面网络构建 |
| 2.3.1 离散结构面网络(DFN)模型方法 |
| 2.3.2 离散结构面网络模型构建 |
| 2.3.3 离散结构面网络模型验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 节理岩体尺寸效应分析及表征单元体获取 |
| 3.1 多尺度合成岩体模型构建 |
| 3.1.1 合成岩体技术原理 |
| 3.1.2 颗粒体模型构建 |
| 3.1.3 离散结构面网络模型参数标定 |
| 3.1.4 多尺度合成岩体模型构建 |
| 3.2 岩体单轴压缩尺寸效应及REV研究 |
| 3.2.1 单轴压缩应力-应变曲线 |
| 3.2.2 单轴抗压强度尺寸效应及REV分析 |
| 3.2.3 弹性模量尺寸效应及REV分析 |
| 3.3 岩体三轴压缩尺寸效应及REV研究 |
| 3.3.1 三轴压缩应力-应变曲线 |
| 3.3.2 三轴压缩强度尺寸效应及REV分析 |
| 3.3.3 弹性模量尺寸效应及REV分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 节理岩体表征单元体影响因素分析 |
| 4.1 节理迹长影响性分析 |
| 4.1.1 节理迹长参数选取 |
| 4.1.2 单轴抗压强度分析 |
| 4.1.3 弹性模量分析 |
| 4.2 节理间距影响性分析 |
| 4.2.1 节理间距参数选取 |
| 4.2.2 单轴抗压强度分析 |
| 4.2.3 弹性模量分析 |
| 4.3 节理倾角影响性分析 |
| 4.3.1 节理倾角参数选取 |
| 4.3.2 单轴抗压强度分析 |
| 4.3.3 弹性模量分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于表征单元体的多尺度计算方法的研发及应用 |
| 5.1 多尺度计算方法实现平台 |
| 5.1.1 开源离散元程序YADE简介 |
| 5.1.2 开源有限元程序OOFEM简介 |
| 5.2 多尺度计算方法原理 |
| 5.2.1 FEM-DEM多尺度耦合分析方法 |
| 5.2.2 显示积分方法计算流程 |
| 5.3 多尺度计算方法工程应用 |
| 5.3.1 多尺度耦合分析方法算例验证 |
| 5.3.2 工程案例对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间参与的科研项目 |
| 在读期间发表的论文 |
| 在读期间申请的专利 |
| 在读期间获取的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）摩擦滑动接触条件下隧洞围岩和衬砌力学分析的解析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 隧道工程围岩稳定及支护结构设计理论 |
| 1.2.1 围岩稳定和围岩压力理论发展 |
| 1.2.2 隧道工程支护结构设计理论发展 |
| 1.3 隧道工程力学分析解析研究现状 |
| 1.3.1 无衬砌隧道研究现状 |
| 1.3.2 隧道工程围岩支护相互作用研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 隧道力学分析的弹性理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平面弹性问题的基本方程 |
| 2.3 平面弹性的复变方法 |
| 2.4 保角变换与曲线坐标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光滑接触条件下非圆形有压隧洞的应力位移解析解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 求解的基本原理及方程 |
| 3.2.1 围岩和衬砌应力和位移分量的表示 |
| 3.2.2 围岩和衬砌的解析函数的形式 |
| 3.2.3 围岩和衬砌解析函数求解的基本方程 |
| 3.2.4 围岩和衬砌解析函数的求解过程 |
| 3.3 围岩和衬砌的应力位移求解 |
| 3.3.1 围岩和衬砌应力的求解 |
| 3.3.2 围岩和衬砌位移的求解 |
| 3.4 算例和分析 |
| 3.4.1 计算精度检验 |
| 3.4.2 直墙半圆拱形隧洞围岩和衬砌应力的讨论 |
| 3.4.3 马蹄形隧洞围岩和衬砌应力的讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 圆形隧洞围岩衬砌摩擦滑动接触条件下的应力解析方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本原理及方法 |
| 4.2.1 仅开挖引起的围岩位移 |
| 4.2.2 衬砌作用下应力位移的复势函数表示 |
| 4.2.3 建立方程 |
| 4.3 摩擦滑动接触的解法 |
| 4.3.1 滑动准则 |
| 4.3.2 优化模型 |
| 4.3.3 衬砌和围岩中的应力 |
| 4.3.4 基于有限元方法的衬砌与围岩接触分析原理 |
| 4.3.5 计算结果的验证 |
| 4.4 分析和讨论 |
| 4.4.1 接触面上的接触应力 |
| 4.4.2 接触面上的切向位移间断值 |
| 4.4.3 围岩开挖边界上的切向应力 |
| 4.4.4 衬砌内外边界上的切向应力 |
| 4.4.5 摩擦系数的阈值 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 摩擦滑动接触的高效解法和接触方式的判定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本原理及方法 |
| 5.3 摩擦滑动接触解法的优化 |
| 5.4 分析和讨论 |
| 5.4.1 围岩和衬砌接触面上的接触方式 |
| 5.4.2 衬砌和围岩各边界上切向应力的变化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 攻读博士期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突变机理 |
| 1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法 |
| 1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟 |
| 2.1 近场动力学基本理论 |
| 2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想 |
| 2.1.2 常规态型近场动力学模型 |
| 2.1.3 动态/静态问题数值求解方法 |
| 2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型 |
| 2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型 |
| 2.2.2 岩体本构模型参数确定方法 |
| 2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.3.1 岩体材料非均质特性表征 |
| 2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.4 基于矩阵运算的高效求解策略 |
| 2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理 |
| 2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发 |
| 2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析 |
| 2.5 岩体破坏三维模拟算例验证 |
| 2.5.1 完整岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.2 节理岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 3.1 地下水渗流近场动力学模型 |
| 3.1.1 等效连续介质渗流模型 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型 |
| 3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法 |
| 3.2.1 物质点双重覆盖理论模型 |
| 3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发 |
| 3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制 |
| 3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系 |
| 3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律 |
| 3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制 |
| 3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟 |
| 4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法 |
| 4.1.1 物质点休眠法基本思想 |
| 4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计 |
| 4.2 隧道开挖损伤区模拟分析 |
| 4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制 |
| 4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程 |
| 4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律 |
| 4.3 渗流卸荷近场动力学模拟 |
| 4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟 |
| 4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法 |
| 4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计 |
| 4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟 |
| 4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制 |
| 4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟 |
| 5.1 歇马隧道突水灾害概述 |
| 5.1.1 依托工程概况 |
| 5.1.2 工程现场突水情况 |
| 5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验 |
| 5.2.1 地质力学模型试验概述 |
| 5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程 |
| 5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型 |
| 5.3.1 隧道施工过程三维模型 |
| 5.3.2 监测断面布置情况 |
| 5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析 |
| 5.4.1 围岩损伤状态分析 |
| 5.4.2 围岩渗流场分析 |
| 5.4.3 围岩位移场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析 |
| 6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计 |
| 6.1.1 岩溶隧道突水影响因素 |
| 6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计 |
| 6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟 |
| 6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型 |
| 6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析 |
| 6.3 岩溶隧道突水影响因素分析 |
| 6.3.1 溶洞发育规模 |
| 6.3.2 溶洞水压力 |
| 6.3.3 围岩弹性模量 |
| 6.3.4 围岩抗拉强度 |
| 6.3.5 隧道埋深 |
| 6.3.6 溶洞位置 |
| 6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析 |
| 6.4.1 最小安全厚度计算结果分析 |
| 6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用 |
| 7.1 数值仿真软件研发 |
| 7.1.1 软件功能设计 |
| 7.1.2 软件架构设计 |
| 7.1.3 软件运行环境 |
| 7.2 数值仿真软件介绍 |
| 7.2.1 用户界面介绍 |
| 7.2.2 使用方法介绍 |
| 7.3 应用实例分析 |
| 7.3.1 模型概况 |
| 7.3.2 模拟结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究动态及发展现状 |
| 1.2.1 滑坡理论发展过程 |
| 1.2.2 滑坡理论研究现状 |
| 1.2.3 滑坡体地球物理勘探国内外研究现状 |
| 1.2.4 问题提出 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 1.3.1 论文研究内容 |
| 1.3.2 论文创新点 |
| 第2章 失稳边坡滑坡演化机理与稳定性分析理论 |
| 2.1 岩质边坡失稳演化机理 |
| 2.1.1 岩质边坡类型及其工程地质特征 |
| 2.1.2 岩质边坡失稳破坏模式 |
| 2.2 土质边坡失稳演化机理 |
| 2.2.1 土质边坡类型及其工程地质特征 |
| 2.2.2 土质边坡破坏模式 |
| 2.3 岩土复合边失稳演化机理 |
| 2.3.1 岩土复合边坡失稳破坏模式 |
| 2.3.2 岩土复合边坡失稳破坏影响因素 |
| 2.4 边坡失稳演化过程 |
| 2.5 边坡稳定性评价影响因素分析 |
| 2.5.1 自身内部条件因素 |
| 2.5.2 外部条件因素 |
| 2.6 边坡稳定性主要分析方法 |
| 2.6.1 定性评价方法 |
| 2.6.2 定量评价方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 失稳边坡岩土地球物理性质及地球物理模型 |
| 3.1 失稳边坡岩土体地球物理性质 |
| 3.1.1 电阻率特征 |
| 3.1.2 弹性波速特征 |
| 3.1.3 探地雷达特征 |
| 3.2 岩土体工程力学性质与地球物理特征关系 |
| 3.3 失稳边坡地球物理特征及模型 |
| 3.3.1 岩质失稳边坡地球物理特征及模型 |
| 3.3.2 土质失稳边坡地球物理特征及模型 |
| 3.3.3 岩土复合失稳边坡地球物理特征及模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 失稳边坡地球物理方法模拟研究 |
| 4.1 高密度电阻率法正演模拟 |
| 4.1.1 电阻率法正演方法理论 |
| 4.1.2 边坡失稳地电模型 |
| 4.1.3 边坡失稳模型正演模拟及装置选择 |
| 4.1.4 高密度电阻率法反演 |
| 4.2 探地雷达正演模拟 |
| 4.2.1 探地雷达正演方法理论 |
| 4.2.2 探地雷达正演研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 典型失稳边坡地球物理响应特征与分析 |
| 5.1 白云鄂博主矿南帮失稳边坡地球物理响应特征与分析 |
| 5.1.1 工程概况 |
| 5.1.2 研究区地质条件 |
| 5.1.3 野外数据采集 |
| 5.1.4 探测成果分析 |
| 5.1.5 滑坡体三维工程地质模型建立 |
| 5.2 张榆线公路勘察中滑坡体的地球物理特征与分析 |
| 5.2.1 工程概况 |
| 5.2.2 研究区地质条件 |
| 5.2.3 野外数据采集 |
| 5.2.4 探测成果分析 |
| 5.2.5 滑坡体演化机理分析 |
| 5.3 社会经济效益分析 |
| 第6章 典型边坡失稳演化机理及稳定性评价 |
| 6.1 滑坡灾害识别和预警 |
| 6.1.1 滑坡体的识别 |
| 6.1.2 滑坡体的预警 |
| 6.2 滑坡演化过程和机理分析 |
| 6.2.1 离散单元法基本原理 |
| 6.2.2 数值分析模型建立 |
| 6.2.3 边坡失稳演化过程分析 |
| 6.2.4 边坡失稳演化机理分析 |
| 6.3 边坡稳定性评价 |
| 6.3.1 岩土体工程力学参数的确定 |
| 6.3.2 边坡稳定性评价 |
| 6.4 边坡失稳原因分析 |
| 6.5 典型边坡滑坡探测与预警体系 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（8）云南滇滩大理岩边坡离散元与有限差分模拟对比研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 离散元法研究现状 |
| 1.2.2 边坡稳定数值分析方法研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 完成的工作量 |
| 第二章 区域地质 |
| 2.1 自然地理 |
| 2.2 气象水文 |
| 2.3 区域地质条件 |
| 2.3.1 地层 |
| 2.3.2 地质构造 |
| 2.3.3 岩浆岩 |
| 2.4 矿区水文地质条件 |
| 2.4.1 地层富水性 |
| 2.4.2 水文地质单元 |
| 2.5 南采坑西帮工程地质概况 |
| 2.5.1 地层岩性 |
| 2.5.2 断层 |
| 2.5.3 风化特征 |
| 2.5.4 西帮边坡基本特征 |
| 第三章 单结构面离散元模型参数影响研究 |
| 3.1 影响岩体强度的因素 |
| 3.2 3DEC软件介绍 |
| 3.3 计算模型 |
| 3.4 单结构面倾角对计算结果的影响 |
| 3.5 单结构面模型物理参数影响分析 |
| 第四章 离散元法参数取值 |
| 4.1 岩块相关参数确定 |
| 4.1.1 点荷载试验 |
| 4.1.2 孔内直剪试验 |
| 4.1.3 岩体质量分级 |
| 4.1.4 地质强度指标法 |
| 4.1.5 岩块参数取值 |
| 4.2 赤平投影分析 |
| 4.3 结构面计算参数的确定方法 |
| 4.3.1 JCS确定方法 |
| 4.3.2 JRC确定方法 |
| 4.3.3 法向刚度和切向刚度的选取 |
| 4.3.4 粘聚力和内摩擦角的选取 |
| 第五章 边坡稳定性数值模拟 |
| 5.1 犀牛外部建模 |
| 5.2 离散元数值模拟分析 |
| 5.2.1 结构面网络构建 |
| 5.2.2 离散元分析 |
| 5.3 有限差分数值模拟分析 |
| 第六章 数值模拟对比分析 |
| 6.1 离散元法与有限差分法对比分析 |
| 6.2 离散元、有限差分与边坡监测对比分析 |
| 6.3 误差分析 |
| 第七章 结论及不足 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 存在的不足 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A 攻读硕士期间发表的论文 |
| 附录B 攻读硕士期间从事项目研究 |
（9）捣固作业频率和振幅对捣固效果的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 课题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 有砟道床研究 |
| 1.2.2 捣固作业研究 |
| 1.3 课题的研究内容 |
| 第二章 有砟道床捣固作业分析 |
| 2.1 有砟道床结构形式 |
| 2.2 有砟道床力学特性 |
| 2.2.1 道床密实度 |
| 2.2.2 道床横向阻力 |
| 2.2.3 道床支撑刚度 |
| 2.3 振动捣实理论 |
| 2.4 捣固装置的工作原理 |
| 2.5 捣固参数对捣固效果的影响 |
| 2.5.1 捣镐频率对捣固效果的影响 |
| 2.5.2 捣镐振幅对捣固效果的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于离散元法的捣固模型的建立 |
| 3.1 离散元法 |
| 3.1.1 离散元法的基本理论 |
| 3.1.2 计算原理 |
| 3.1.3 接触模型 |
| 3.2 道砟颗粒模型的建立 |
| 3.3 轨枕模型的建立 |
| 3.4 捣镐模型的建立 |
| 3.5 道床模型的建立 |
| 3.5.1 道砟级配选取 |
| 3.5.2 基于真实道砟颗粒重构下的道床模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 捣固作业模型可靠性验证及参数设置 |
| 4.1 试验设计 |
| 4.1.1 试验参数的选取 |
| 4.1.2 试验装置的要求 |
| 4.1.3 试验流程 |
| 4.2 试验系统及设备 |
| 4.2.1 试验系统 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.3 室内试验检测 |
| 4.3.1 垂向刚度检测 |
| 4.3.2 横向阻力检测 |
| 4.4 数值模拟过程设置 |
| 4.5 试验结果与数值模拟结果对比 |
| 4.5.1 垂向刚度结果 |
| 4.5.2 横向阻力结果 |
| 4.6 参数设置 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 有砟道床捣固作业数值模拟分析 |
| 5.1 有砟道床捣固作业分析 |
| 5.1.1 捣固作业参数设置 |
| 5.1.2 模型数据采集 |
| 5.2 捣固作业参数优化分析 |
| 5.2.1 均匀设计方法 |
| 5.2.2 均匀试验原理 |
| 5.2.3 方案设计 |
| 5.2.4 数值模拟结果 |
| 5.2.5 捣固效果变化规律 |
| 5.2.6 普通有砟道床回归方程 |
| 5.2.7 高速有砟道床回归方程 |
| 5.2.8 捣固参数优化分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 硕士期间所获科研成果 |
（10）基于离散元的不同坡体结构黄土地震滑坡运动学特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 黄土斜坡复杂坡体结构 |
| 1.2.2 黄土滑坡运动学研究 |
| 1.2.3 离散元滑坡稳定性分析 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 复杂坡体结构黄土斜坡调查分析 |
| 2.1 构造节理黄土斜坡 |
| 2.1.1 黄土构造节理 |
| 2.1.2 构造节理滑坡 |
| 2.2 土-岩接触面黄土斜坡 |
| 2.2.1 不同黄土地层接触面 |
| 2.2.2 土-岩接触面滑坡 |
| 2.3 含软化液化层黄土斜坡 |
| 2.3.1 黄土软化液化层 |
| 2.3.2 含软化液化层滑坡 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 斜坡离散元模型建立方法 |
| 3.1 PFC方法简介 |
| 3.1.1 PFC基本运算原理 |
| 3.1.2 平行粘结接触模型 |
| 3.1.3 光滑节理接触模型 |
| 3.2 PFC阻尼机制及地震波输入 |
| 3.2.1 PFC阻尼机制 |
| 3.2.2 PFC地震波输入 |
| 3.3 土体细观参数选取 |
| 3.3.1 土体细观参数标定方法 |
| 3.3.2 节理细观参数标定方法 |
| 3.4 离散元斜坡模型 |
| 3.4.1 构造节理型斜坡模型 |
| 3.4.2 土-岩接触面斜坡模型 |
| 3.4.3 含软化液化层斜坡模型 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 三类斜坡破坏过程及机理分析 |
| 4.1 构造节理型斜坡 |
| 4.1.1 斜坡破坏过程 |
| 4.1.2 斜坡破坏机理 |
| 4.2 土-岩接触面斜坡 |
| 4.2.1 斜坡破坏过程 |
| 4.2.2 斜坡破坏机理 |
| 4.3 含软化液化层斜坡 |
| 4.3.1 斜坡破坏过程 |
| 4.3.2 斜坡破坏机理 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 不同斜坡滑体运动学特征分析 |
| 5.1 堆积特征 |
| 5.1.1 构造节理型斜坡 |
| 5.1.2 土-岩接触面斜坡 |
| 5.1.3 含软化液化层斜坡 |
| 5.2 速度特征 |
| 5.2.1 构造节理型斜坡 |
| 5.2.2 土-岩接触面斜坡 |
| 5.2.3 含软化液化层斜坡 |
| 5.3 位移特征 |
| 5.3.1 构造节理型斜坡 |
| 5.3.2 土-岩接触面斜坡 |
| 5.3.3 含软化液化层斜坡 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 不同结构斜坡的运动学模型 |
| 6.1 不同结构斜坡的简化滑块模型 |
| 6.2 斜坡滑块的运动学滑距方程 |
| 6.3 斜坡运动学滑距方程的验证 |
| 6.3.1 静宁孙家沟滑坡 |
| 6.3.2 石碑塬液化滑移 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、离散单元法及其在区域构造稳定性研究中的应用（论文参考文献）
- [1]建筑结构抗连续性倒塌研究进展与发展趋势[J]. 姜健,吕大刚,陆新征,李国强,叶继红. 建筑结构学报, 2022(01)
- [2]离散单元法在砌体结构房屋抗震性能分析中的应用研究[D]. 何海波. 新疆大学, 2021
- [3]基于粗粒化理论的工程尺度DEM-CFD流固耦合模拟方法及应用[D]. 商成顺. 山东大学, 2021(12)
- [4]节理岩体尺寸效应DEM模拟分析及其多尺度计算方法[D]. 魏车车. 山东大学, 2021(12)
- [5]摩擦滑动接触条件下隧洞围岩和衬砌力学分析的解析方法[D]. 尹崇林. 华北电力大学(北京), 2021
- [6]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)
- [7]典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究[D]. 周越. 吉林大学, 2021(01)
- [8]云南滇滩大理岩边坡离散元与有限差分模拟对比研究[D]. 何例春. 昆明理工大学, 2021(01)
- [9]捣固作业频率和振幅对捣固效果的影响研究[D]. 张帅辉. 昆明理工大学, 2021(01)
- [10]基于离散元的不同坡体结构黄土地震滑坡运动学特征研究[D]. 常文斌. 中国地震局兰州地震研究所, 2021(08)