數值計算軟件在岩土工程中應用叢書：COMSOL Multiphysics在岩土工程中應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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程學磊，崔春義，孫世娟 編

圖書標籤:

• COMSOL Multiphysics
• 岩土工程
• 數值計算
• 有限元
• 工程應用
• 岩石力學
• 土力學
• 地下工程
• 軟件應用
• 計算方法

齣版社： 中國建築工業齣版社

ISBN：9787112161881

版次：1

商品編碼：11481173

包裝：平裝

叢書名： 數值計算軟件在岩土工程中應用叢書

開本：16開

齣版時間：2014-06-01

用紙：膠版紙

頁數：264

正文語種：中文

內容簡介

　　《數值計算軟件在岩土工程中應用叢書：COMSOL Multiphysics在岩土工程中應用》作為國內第1本係統介紹COMSOL Multiphysics在岩土工程中應用的書籍，主要內容分為三部分：第一部分為軟件簡介及基本操作，第二部分結閤岩土工程領域實例講解此軟件的具體應用，第三部分附錄介紹瞭此軟件應用中可能齣現的常見問題及其解答。其中，應用實例包括基坑開挖、隧道、條形基礎、微結構、土工三軸試驗等典型岩土工程問題，分析內容涵蓋瞭施工階段分析、滲流分析、特徵參數反分析等常見岩土工程分析類型。
　　此外，為瞭進一步滿足讀者進行結構一地基體係分析的學習要求，本書還適當增加瞭部分結構工程方麵的實例。
　　《數值計算軟件在岩土工程中應用叢書：COMSOL Multiphysics在岩土工程中應用》可作為岩土工程專業土工數值分析課程的參考教材，也供岩土工程、水利工程、結構工程等領域的高校教師、工程技術人員和科研人員參考閱讀。

目錄

上篇 COMSOL Multiphysics軟件簡介及基礎操作
第1章 緒論
1.1 關於COMSOL
1.2 數值模擬綜述
1.3 COMSOL基本操作流程
1.4 岩土工程分析理論
第2章 COMSOL Multiphysics基本操作
2.1 2D圖形操作界麵
2.2 編輯菜單（Edit）
2.3 物理菜單（Physics）
2.4 求解菜單（Solve）
第3章 幾何建模指南
3.1 基本說明
3.2 幾何序列
3.3 幾何特徵
3.4 CAD導人
第4章 網格剖分指南
4.1 網格序列
4.2 網格工具欄
4.3 網格特徵
4.4 更多網格技巧
第5章 後處理指南
5.1 數據集
5.2 派生值和錶格
5.3 繪圖組和繪圖
5.4 報告和數據導齣
5.5 常見後處理操作
下篇 工程實例應用
第6章 隧道開挖分析Tunnel Excavation
6.1 算例背景
6.2 結果與討論
6.3 模型說明（Modeling Instructions）
第7章 中空闆的彈塑應力分析Elastoplastic Analysis of Plate with Center Hole
7.1 算例背景
7.2 結果與討論
7.3 模型介紹
第8章 梁的大變形與綫性屈麯分析Large deformation beam
8.1 算例背景
8.2 結果與討論
8.3 模型說明
第9章 深基坑開挖分析Deep Excavation
9.1 算例背景
9.2 結果與討論
9.3 模型介紹
第10章 條形基礎分析Flexible Strip Footing
10.1 工程背景
10.2 結果與討論
10.3 模型介紹
第11章 土工三軸試驗分析Soil Triaxial Test
11.1 算例背景
11.2 結果與討論
11.3 模型介紹
第12章 塊體模型驗證分析Block Verification
12.1 算例背景
12.2 結果與討論
12.3 模型介紹
第13章 太沙基滲流固結分析Terzaghi Compaction
13.1 算例背景
13.2 結果和討論
13.3 模型介紹
第14章 Biot固結分析Biot Poroelasticity
14.1 算例背景
14.2 模型介紹
14.3 材料
第15章 可變飽和流分析Variably Saturated Flow
15.1 算例簡介
15.2 結果與討論
15.3 模型介紹
第16章 含水層特徵參數反分析Aquifer Characterization
16.1 算例背景
16.2 結果與討論
16.3 模型介紹
第17章 岩石裂隙滲流分析Rock Fracture Flow
17.1 算例背景
17.2 結果
17.3 模型介紹
第18章 圓柱輥接觸分析Cylinder Roller Contact
18.1 算例背景
18.2 結果與討論
18.3 模型介紹
第19章 土工等嚮壓縮試驗模擬Isotropic Compression
19.1 算例背景
19.2 結果與討論
19.3 模型介紹
第20章 微孔隙液流分析Pore scale flow
20.1 算例背景
20.2 成果與討論
20.3 模型介紹
附錄1 常見問題及解答
附錄1.1 前處理類
附錄1.2 應用類
附錄1.3 求解
附錄1.4 後處理
附錄2 Simwe中國仿真互動與COMSOL Multiphysics中文網簡介
附錄2.1 Simwe中國仿真互動
附錄2.2 COMSOL中文網
附錄2.3 中仿播客網
參考文獻

前言/序言

數值計算軟件在岩土工程中的應用叢書：COMSOL Multiphysics在岩土工程中的應用 引言 岩土工程作為一門古老而又充滿活力的工程學科，其研究對象——岩土體，具有極其復雜且多變的地質特性。從地下結構的安全性分析到基礎工程的穩定性評估，從邊坡的滲流與變形模擬到地下水資源的開發與保護，岩土工程的每一個環節都離不開對地質環境力學、水文、熱學等耦閤行為的深入理解和精準預測。然而，岩土體的非均質性、各嚮異性、非綫性以及與流體、熱量等因素的相互作用，使得傳統的解析方法在麵對實際工程問題時往往顯得力不從心。 隨著科學技術的飛速發展，數值計算方法，特彆是有限元法（FEM），已成為解決復雜工程問題的強大工具。它能夠將連續的物理場離散化為有限個單元，通過求解一係列代數方程組來逼近真實的物理過程。在眾多數值計算軟件中，COMSOL Multiphysics以其卓越的多物理場耦閤能力、高度的靈活性和直觀的用戶界麵，在工程界，尤其是岩土工程領域，獲得瞭越來越廣泛的應用。 本叢書旨在係統性地介紹數值計算軟件在岩土工程中的應用，而《COMSOL Multiphysics在岩土工程中的應用》作為其中的重要一員，將聚焦於COMSOL Multiphysics這一強大的仿真平颱。本書並非簡單羅列軟件操作指南，而是緻力於深入探討COMSOL Multiphysics如何被有效地應用於解決岩土工程中的關鍵科學問題和工程挑戰。我們將從岩土工程的基本理論齣發，結閤COMSOL Multiphysics的強大功能，闡述如何構建和求解與實際工程相符的數值模型，從而揭示岩土體的變形、破壞、滲流、固結、熱遷移等復雜現象的內在機製。 本書內容概述 本書將以岩土工程的學科體係為脈絡，係統地介紹COMSOL Multiphysics在各個分支領域的應用。我們將從基礎概念入手，逐步深入到復雜的工程實例，旨在讓讀者不僅掌握COMSOL Multiphysics的操作技巧，更能理解其背後所蘊含的物理原理和數值方法。 第一部分：COMSOL Multiphysics基礎與岩土工程建模 COMSOL Multiphysics概覽： 簡要介紹COMSOL Multiphysics軟件的架構、核心功能以及其在多物理場仿真中的優勢。重點闡述其建模流程，包括幾何建模、材料定義、物理場設置、網格劃分、求解器選擇以及後處理分析等。 岩土材料本構模型： 岩土體的本構關係是描述其變形和強度特性的關鍵。本書將介紹COMSOL Multiphysics中內置的常見岩土材料本構模型，如Mohr-Coulomb、Drucker-Prager、Hardening Soil、Cam-Clay等，並詳細說明如何根據實際岩土體的試驗數據，在COMSOL中自定義和實現更復雜的本構模型。我們將探討如何將這些本構模型集成到數值模型中，以準確反映岩土體的應力-應變行為。 岩土工程中的物理場耦閤： 岩土體的行為往往涉及多種物理場的相互作用，例如應力-應變（力學）、滲流（流體力學）、溫度變化（熱傳學）以及孔隙水壓力與固相骨架之間的耦閤（固結理論）。本書將重點介紹COMSOL Multiphysics如何實現這些多物理場之間的耦閤。我們將深入解析不同物理場接口（如“固體力學”、“多孔介質流”、“熱傳導”、“耦閤場：多孔彈性”）的設置方法，以及如何定義耦閤方程和邊界條件，以模擬真實的岩土工程環境。 網格劃分與求解器： 閤適的網格劃分是保證數值計算精度和效率的關鍵。本書將探討在岩土工程模型中，針對不同幾何形狀和物理過程，選擇閤適的網格類型（如三角形、四邊形、六麵體、四麵體）和劃分策略。同時，我們將介紹COMSOL Multiphysics提供的多種求解器（如直接求解器、迭代求解器），並指導讀者如何根據模型特性選擇最優的求解器以獲得準確可靠的結果。 第二部分：COMSOL Multiphysics在典型岩土工程問題中的應用 邊坡穩定性分析： 邊坡失穩是岩土工程中常見且危險的工程問題。本書將演示如何利用COMSOL Multiphysics模擬邊坡的滲流場和應力場，分析邊坡的變形和破壞機理。我們將介紹如何定義飽和與不飽和滲流條件，考慮降雨、地下水位變化等因素對邊坡穩定性的影響。通過加載單元，模擬土體的屈服和破壞，並利用位移場和塑性應變雲圖來評估邊坡的安全係數。 基礎工程與地基沉降： 建築物的基礎工程是岩土工程的核心內容之一。本書將展示如何使用COMSOL Multiphysics對條形基礎、筏闆基礎、樁基礎等進行承載力和沉降分析。我們將考慮不同土層的分布和性質，模擬荷載作用下的地基變形，預測不同工況下的總沉降和差異沉降。書中還將介紹如何模擬樁土相互作用，評估樁基的承載能力和變形特性。 隧道與地下結構支護： 隧道、地鐵、地下洞室等地下結構的建造對周邊土體産生復雜的應力擾動。本書將介紹COMSOL Multiphysics在模擬隧道開挖過程中的土體應力重分布、支護結構（如鋼筋混凝土襯砌、錨杆）的受力分析以及圍岩變形的預測。我們將探討不同開挖順序、支護方式對地下結構穩定性的影響。 滲流與固結分析： 岩土體內的滲流和孔隙水壓力變化直接影響其強度和變形。本書將深入研究COMSOL Multiphysics在模擬地下水流動、固結過程中的應用。我們將詳細講解如何處理飽和與不飽和滲流問題，模擬固結過程中孔隙水壓力的消散和有效應力的增長，以及由此帶來的地基沉降。例如，在軟土地基處理、水庫蓄水引起的滲流場變化等問題中，COMSOL Multiphysics能夠提供精確的預測。 土體熱-力耦閤： 在某些特殊工程中，如地下熱泵係統、核廢料儲存庫、凍土工程等，土體的溫度變化會顯著影響其力學性能。本書將介紹COMSOL Multiphysics如何處理土體中的熱傳導和熱緻變形。我們將演示如何模擬外部熱源或環境溫度變化對土體溫度場的影響，以及溫度變化引起的土體膨脹或收縮，從而進行相應的力學響應分析。 岩土工程中的動力響應： 地震、振動等動力荷載對岩土結構的影響不容忽視。本書將初步探討COMSOL Multiphysics在模擬岩土工程中的動力響應，包括地震波傳播、場地動力特性分析等。雖然本書的重點在於靜態和準靜態分析，但會為讀者提供進一步探索動力學問題的入門思路。 第三部分：高級應用與案例研究 復雜邊界條件與荷載： 實際工程中的邊界條件和荷載往往復雜多變，例如，滲透邊界、不透水邊界、彈性邊界、作用在復雜幾何體上的均布荷載或集度荷載等。本書將指導讀者如何在COMSOL Multiphysics中準確地定義這些復雜的邊界條件和荷載，以提高模型的真實性。 耦閤復雜岩土本構： 除瞭內置本構模型，許多岩土工程問題需要更精細的本構模型來描述。本書將介紹如何通過COMSOL Multiphysics的“用戶定義材料”功能，來實現更復雜的、基於損傷力學、塑性力學或彈塑性力學的自定義本構模型，以更精確地模擬岩土體的破壞過程。 參數化研究與優化： COMSOL Multiphysics支持參數化建模，可以方便地進行一係列參數變化下的仿真分析，從而研究不同設計參數對工程結果的影響。本書將介紹如何進行參數化研究，以及如何結閤優化模塊，尋找最優的設計方案，例如，優化邊坡的坡角、優化基礎的尺寸等。 實際工程案例分析： 本書將精選多個具有代錶性的岩土工程案例，例如，某大型橋梁樁基的沉降分析、某山區高速公路邊坡的穩定性評估、某地鐵車站的圍護結構設計等。通過這些案例，讀者將能夠看到COMSOL Multiphysics在實際工程問題中的應用全過程，從問題定義、模型構建、參數選取、結果分析到最終的工程建議，從而獲得寶貴的實踐經驗。 本書的讀者對象 本書麵嚮岩土工程領域的工程師、科研人員、研究生以及相關專業的學生。對於初次接觸COMSOL Multiphysics的用戶，本書提供瞭係統的入門指導；對於有一定使用經驗的用戶，本書提供瞭更深入的理論探討和高級應用技巧。我們相信，通過學習本書，讀者將能夠熟練掌握COMSOL Multiphysics在岩土工程中的應用，並將其作為解決復雜工程問題的有力工具。 結語 數值計算軟件的普及，極大地提升瞭岩土工程的預測能力和設計水平。COMSOL Multiphysics作為一款功能強大的多物理場仿真軟件，為岩土工程研究和實踐提供瞭前所未有的機遇。本書旨在搭建一座理論與實踐的橋梁，引導讀者充分發揮COMSOL Multiphysics的潛力，解決岩土工程領域中那些看似棘手卻至關重要的問題。我們期待本書能為岩土工程領域的創新發展貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在讀的岩土工程博士生，我的研究方嚮是多場耦閤作用下的復雜地質災害模擬。COMSOL Multiphysics憑藉其強大的多物理場耦閤能力，一直是我的重點關注對象。我曾多次在國際會議上瞭解到COMSOL在滲流-應力耦閤、熱-力耦閤等方麵的研究應用，並對其在模擬滑坡、凍土融化等問題上的潛力印象深刻。然而，目前我正處於論文寫作的關鍵階段，大量的實驗數據分析、理論推導和文獻迴顧占據瞭我絕大部分的時間。雖然我非常希望能夠利用《COMSOL Multiphysics在岩土工程中應用》這本書來指導我構建更精確、更具創新性的數值模型，但實在是沒有時間對其進行細緻的研究。我計劃在完成論文初稿後，第一時間投入到這本書的學習中，特彆是書中關於如何處理復雜邊界條件、如何進行參數反演和不確定性分析的內容，這些對我當前的研究工作都至關重要。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛入行的岩土工程師，我一直渴望找到能夠真正指導我實踐的工具書籍，而這套“數值計算軟件在岩土工程中應用叢書”恰好滿足瞭我的需求。特彆是《COMSOL Multiphysics在岩土工程中應用》這本書，它的齣現就像在我迷茫的道路上點亮瞭一盞明燈。我之所以還沒能對其內容進行深入評述，主要原因在於我目前的項目周期安排非常緊張，每天的工作都圍繞著現場勘測、數據處理和報告撰寫，幾乎沒有多餘的時間去係統地學習和實踐一本全新的軟件應用書籍。雖然我迫切希望能夠通過學習COMSOL來提升我在邊坡穩定性分析、地下水滲流模擬等方麵的能力，但目前的項目進展要求我將所有精力都投入到解決眼前的問題上。不過，我對這本書的期待值非常高，相信一旦項目告一段落，我一定會第一時間投入到學習中，用它來武裝我的專業技能，解決更多復雜的岩土工程難題。我堅信，掌握COMSOL這樣的先進數值模擬工具，將是未來岩土工程師必備的核心競爭力之一，而這本書無疑是通往這一目標的重要橋梁。

評分☆☆☆☆☆

我是一位有著多年實踐經驗的岩土工程師，主要負責大型基礎設施項目的設計與施工。我一直密切關注著數值模擬技術在岩土工程領域的發展，並認識到COMSOL Multiphysics作為一款強大的多物理場模擬軟件，其在解決復雜岩土工程問題方麵有著巨大的潛力。然而，我目前的工作日程安排得異常緊湊，幾乎每天都要奔波於不同的項目現場，協調施工進度，解決突發問題。項目的緊迫性使得我根本沒有時間去係統性地學習一本全新的數值計算軟件應用書籍。雖然我深知學習COMSOL能夠極大地提升我在復雜邊坡穩定性分析、隧道圍岩變形預測以及地下水數值模擬等方麵的能力，但現階段，我隻能將我的全部精力投入到確保項目的安全、高效推進上。我非常期待在項目的某個相對平緩的時期，能夠靜下心來，深入研讀這本書，並將其中的知識應用到未來的工程實踐中，以應對更加嚴峻的工程挑戰。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對新興技術充滿好奇的岩土工程愛好者，我對《COMSOL Multiphysics在岩土工程中應用》這本書充滿瞭期待，因為我一直認為科學計算軟件是提升岩土工程效率和精度的關鍵。我熱衷於探索各種前沿技術，並嘗試將其應用到實際問題中。然而，我的背景和目前的學習麯綫導緻我還沒有真正翻開這本書。我之前嘗試過一些其他的工程軟件，但總覺得在多物理場耦閤和自定義建模方麵不夠靈活。COMSOL一直是我非常感興趣的軟件，我聽聞它在處理非綫性問題和復雜幾何模型方麵有著獨特的優勢。但我的情況是，我的專業基礎還在鞏固階段，很多岩土工程的基本理論還需要深入理解和掌握。因此，在沒有打好堅實基礎之前，我擔心直接學習一本涉及高深數值計算軟件的書籍，可能會拔苗助長，無法真正領會其精髓。我更傾嚮於先係統地學習一些基礎的理論知識，然後再結閤這本書來學習COMSOL的應用，這樣纔能事半功倍。

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深的岩土工程顧問，多年來我接觸過各種各樣的數值模擬軟件，從早期的有限元分析工具，到後來的各種商業軟件，我都嘗試過並積纍瞭不少經驗。我一直關注著數值計算在岩土工程領域的最新發展，並且對COMSOL Multiphysics這款軟件的通用性和強大功能早有耳聞。然而，盡管對其潛在能力充滿興趣，我目前的工作重心卻放在瞭項目管理、閤同談判以及團隊的指導和培訓上。我的日常工作更多的是決策、審批和宏觀把控，而非親自動手進行復雜的數值模擬。因此，我還沒有機會深入閱讀《COMSOL Multiphysics在岩土工程中應用》這本書。我非常希望這本書能夠提供一些關於如何將COMSOL應用於大型復雜工程項目、如何優化模型建立過程、以及如何解讀和驗證模擬結果的實戰經驗，而不僅僅是軟件操作的介紹。我相信，對於像我這樣的資深從業者而言，更關注的是如何在實際工程決策中有效利用COMSOL，而不是從零開始學習基礎操作。

評分☆☆☆☆☆

質量很好，品質保障。

評分☆☆☆☆☆

講解比較基礎，但是軟件示例還是舊版comsol，學起來略有些不方便啊！

評分☆☆☆☆☆

Comsol方麵的專業書籍。

評分☆☆☆☆☆

還可以吧沒看呢

評分☆☆☆☆☆

好，是一本挺好的學習軟件的教科書～

評分☆☆☆☆☆

長度在5-200個字之間 填寫您對此商品的使用心得，例如該商品或某功能為您帶來的幫助，或使用過程中遇到的問題等。最多可輸入200字

評分☆☆☆☆☆

學自學中！

評分☆☆☆☆☆

comsol資料少，這本書也不夠全麵。學起來枯燥

評分☆☆☆☆☆

不錯