基於PFC3D黏性崩滑土體運動過程研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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季憲軍 著

圖書標籤:

• PFC3D
• 崩滑
• 土體運動
• 數值模擬
• 離散元
• 黏性土
• 邊坡穩定性
• 災害防治
• 土力學
• 岩土工程

齣版社： 武漢大學齣版社

ISBN：9787307193734

版次：1

商品編碼：12151989

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

正文語種：中文

內容簡介

　　岩土體具有典型散粒體特徵，由於顆粒與黏性填隙介質的運動力學機製復雜，以及影響黏性崩滑運動關鍵力學參數標定睏難，因此對於黏性填隙介質對崩滑運動過程的影響（形態、速度和衝擊力）的探討較少。《基於PFC3D黏性崩滑土體運動過程研究》以離散單元為基礎，采用崩滑土體細觀參數與宏觀運動現象相結閤的方法，通過理論分析、模型實驗、數值仿真，從細觀角度分析顆粒間間隙介質的力學性質（黏結強度或黏滯係數）對崩滑土體運動過程的影響。《基於PFC3D黏性崩滑土體運動過程研究》側重分析黏性崩滑土體運動機理及基於離散單元法的PFC3D在崩塌滑坡災害運動過程研究中的應用，涉及物體接觸碰撞、漿體（泥漿）粘連和流變等。

目錄

1 緒論
1．1 研究背景和意義
1．1．1 崩滑土體運動形態
1．1．2 崩滑土體運動階段
1．1．3 崩滑災害與泥石流災害關係
1．1．4 間隙介質崩滑土體運動過程
1．2 國內外研究現狀與存在問題
1．2．1 崩滑土體調查、觀測和實驗研究
1．2．2 崩滑土體運動機理研究
1．2．3 崩滑土體運動過程理論研究
1．3 主要研究內容與方法
1．3．1 主要研究內容
1．3．2 研究方法
1．4 創新性研究成果

2 黏性崩滑土體運動力學分析與動力學模型導入
2．1 黏性崩滑土體模型概化與運動過程分析
2．2 顆粒在黏性填隙介質中運動受力分析
2．3 黏性崩滑土體動力學模型導入及關鍵參數
2．3．1 顆粒接觸碰撞赫茲模型
2．3．2 PFC3D顆粒粘連模型
2．3．3 影響黏性崩滑運動關鍵參數及確定方法探討
2．4 小結

3 影響黏性崩滑土體運動關鍵參數確定
3．1 黏性填隙介質材料
3．1．1 填隙介質（泥漿）材料及其基本性質
3．1．2 實驗試樣製備及實驗儀器
3．2 介質密度對切嚮受力性能影響
3．2．1 鏇轉剪切實驗儀器與實驗方案
3．2．2 黏性填隙介質剪切強度確定
3．2．3 剪切應力與剪切速率、含水率關係
3．2．4 填隙介質屈服應力與密度關係
3．3 黏性填隙介質密度對剪切剛度影響
3．3．1 動力黏度與剪切速率關係
3．3．2 黏性填隙介質剪切剛度確定
3．3．3 動力黏度與含水率關係
3．4 黏性填隙介質密度對法嚮粘連力影響
3．4．1 法嚮拉伸實驗儀器及實驗方案
3．4．2 法嚮粘連強度、剛度確定
3．4．3 法嚮粘連力與間距關係
3．4．4 法嚮粘連力和速率與間距比關係
3．4．5 介質密度對法嚮粘連範圍影響
3．5 小結

4 黏性崩滑土體運動數值仿真
4．1 數值模型構建及參數設定
4．1．1 數值模型構建及檢測顆粒設置
4．1．2 相關參數取值
4．2 內部顆粒運動特徵
4．2．1 顆粒運動的階段性
4．2．2 各階段顆粒運動特徵
4．3 介質密度對顆粒運動過程影響
4．3．1 介質密度對顆粒位置演化過程影響
4．3．2 介質密度對顆粒速度演化過程影響
4．4 介質密度對崩滑土體運動過程形態影響
4．4．1 無黏和黏性崩滑運動過程形態
4．4．2 各工況下黏性崩滑運動坡麵形態
4．5 介質密度對崩滑運動衝擊力影響
4．5．1 不同工況正麵衝擊形態
4．5．2 介質密度對障礙牆衝擊過程影響
4．6 數值仿真程序
4．7 小結

5 黏性崩滑土體運動物理實驗驗證
5．1 實驗模型、材料和方法
5．2 黏性崩滑土體坡麵形態
5．2．1 運移過程正麵形態
5．2．2 運移過程側麵形態
5．3 介質密度對坡麵形態演化過程影響
5．3．1 坡麵形態隨時步變化過程
5．3．2 同一時刻崩滑運動坡麵形態對比
5．4 介質密度對黏性崩滑運動過程影響實驗分析
5．4．1 黏性崩滑運動位置與時間關係
5．4．2 黏性崩滑運動速度與時間關係
5．5 黏性碎屑流坡麵運動過程數值模擬與檢驗
5．5．1 黏性泥漿影響下顆粒運動方程
5．5．2 黏性介質材料及關鍵參數確定
5．5．3 黏性碎屑坡麵運動數值實驗與物理實驗模型對比
5．5．4 實驗方法及實驗結果對比與分析
5．6 小結

6 結論和進一步研究內容
6．1 結論
6．2 進一步研究內容
參考文獻

復雜地質環境下的工程穩定分析與風險評估 書籍名稱： 復雜地質環境下的工程穩定分析與風險評估 作者： [此處可填入作者姓名，例如：李明, 王強] 齣版社： [此處可填入齣版社名稱，例如：科學技術齣版社] 齣版年份： [此處可填入齣版年份，例如：2024] --- 圖書簡介 本書係統深入地探討瞭在復雜地質條件下，各類土體與岩體工程結構的穩定性分析方法、潛在風險的識彆與評估，以及相應的工程對策與技術應用。麵對現代工程建設日益深入山區、高邊坡、軟土地基等復雜地質區域的趨勢，對工程安全性的要求達到瞭前所未有的高度。本書旨在為岩土工程師、結構設計師、地質災害防治專傢以及相關領域的研究人員提供一個全麵、前沿且實用的參考框架。 全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎理論到先進數值模擬、從傳統工程地質勘察到現代監測預警技術的多個維度。全書分為五個主要部分，層層遞進，確保讀者能夠構建起一個完整的知識體係。 第一部分：復雜地質本構關係與本構模型 本部分聚焦於理解和描述復雜地質材料在不同荷載和環境條件下的力學響應。我們深入剖析瞭傳統土體力學模型（如Mohr-Coulomb、Drucker-Prager）的局限性，並重點介紹瞭適用於現代工程實踐的先進本構模型。 章節重點： 1. 非綫性粘塑性理論基礎： 迴顧瞭損傷塑性理論、應變軟化現象及其在岩土體中的體現。詳細討論瞭粘性土、鬆散砂土在超固結和欠固結狀態下的屈服準則演化路徑。 2. 岩體結構強度理論： 針對節理岩體的蠕變、蠕變破壞機製，引入瞭基於結構麵強度參數的損傷演化模型，特彆是考慮瞭結構麵上的水力耦閤效應。 3. 高邊坡與深基坑中的應力路徑依賴性： 闡述瞭在大型開挖和迴填過程中，土體應力路徑如何影響其最終強度和變形特性，為邊坡支護設計提供理論支撐。 4. 溫度與滲透耦閤作用下的本構關係： 在凍融環境或深層地熱開發區域，土體的力學性能受溫度影響顯著，本章探討瞭考慮溫度梯度和水分遷移的非飽和土本構模型。 第二部分：邊坡工程穩定性分析的深化 邊坡穩定性是岩土工程關注的核心議題。本書超越瞭傳統的極限平衡法，側重於引入先進的位移控製和概率分析方法，以應對復雜地質條件下的不確定性。 章節重點： 1. 極限平衡法的高級應用與局限： 詳細對比瞭Bishop法、Janbu法等經典方法的適用範圍，並探討瞭在非均質岩層中如何應用多層極限平衡法。 2. 強度摺減有限元法（SRM）： 係統介紹瞭基於數值模擬的強度摺減技術，用於精確計算邊坡的安全係數，並分析瞭摺減過程中失效模式的演變過程。 3. 降雨入滲對邊坡穩定性的動態影響： 建立瞭降雨入滲模型與土體力學模型的耦閤分析框架。重點討論瞭降雨導緻的孔隙水壓力升高、有效應力降低的連鎖反應，以及預測淺層滑坡的臨界降雨閾值。 4. 復雜地形與多重不連續麵的分析： 針對節理發育、軟弱夾層存在的岩質邊坡，引入瞭基於接觸麵力學的分析方法，模擬結構麵上的滑動和拉伸失穩過程。 第三部分：軟土地基與深基坑工程 現代城市化進程中，軟土地基處理與深基坑工程的風險控製是重中之重。本部分針對地基沉降、不均勻固結以及基坑失穩風險進行深入剖析。 章節重點： 1. 固結理論的擴展： 深入探討瞭三維固結理論在大型填方工程中的應用，並介紹瞭考慮自重固結和超固結曆史對固結速率影響的模型。 2. 軟土地基的強度指標與長期穩定性： 分析瞭現場測試（如CBT、CPTU）數據與實驗室剪切試驗結果之間的關係，側重於評價永久性側嚮位移的風險。 3. 深基坑支護係統的設計優化： 詳細闡述瞭地下連續牆、SMW工法等支護結構的受力機理，並結閤實例分析瞭監測數據反饋在優化支護剛度上的作用。 4. 鄰近構築物的沉降控製： 提齣瞭基於沉降差異控製的設計理念，並引入瞭影響綫法、荷載疊加法等工具，用於預測和控製深基坑開挖對既有建築的影響。 第四部分：地質災害的風險評估與監測預警技術 本部分將工程分析的成果轉化為實際的風險管理和災害預防措施。強調瞭從確定性分析嚮概率性風險評估的轉變。 章節重點： 1. 地質災害風險評估體係構建： 介紹瞭層次分析法（AHP）、模糊綜閤評價法在區域性滑坡和崩塌風險分區中的應用，構建瞭多因子風險評估指標體係。 2. 位移監測數據的信息化處理： 重點介紹基於GPS、InSAR（閤成孔徑雷達乾涉測量）和傾角儀陣列獲取的形變數據的時間序列分析，包括小波分解和卡爾曼濾波在趨勢提取中的應用。 3. 基於閾值的預警模型： 結閤曆史災害數據，建立基於變形速率和纍積變形的預警閾值模型，實現多級預警響應機製。 4. 消災減災的工程措施： 探討瞭針對不同類型地質災害的工程治理技術，包括錨固灌漿加固技術、重力式擋土牆設計規範，以及排水減壓技術的優化應用。 第五部分：數值模擬的前沿進展與多場耦閤分析 現代岩土工程分析越來越依賴於高性能的數值計算方法。本部分聚焦於先進的數值模擬平颱在解決復雜工程問題中的應用。 章節重點： 1. 離散元法（DEM）在塊體結構分析中的應用： 介紹瞭DEM如何模擬岩石破碎、顆粒運動以及結構麵的接觸和摩擦行為，特彆適用於塊石坡和隧道圍岩的動態響應分析。 2. 有限元法（FEM）中的先進算法： 討論瞭XFEM（擴展有限元法）在模擬裂紋萌生與擴展中的優勢，以及如何處理結構單元（如錨杆、樁基）的精確嵌入。 3. 流固耦閤（FSI）與熱固耦閤分析： 詳細展示瞭如何利用多場耦閤分析來模擬地下水位的波動對邊坡抗剪強度的影響，以及凍融作用對地基承載力的長期影響。 4. 參數反演與模型率定： 闡述瞭如何結閤現場監測數據，利用優化算法對數值模型中的材料參數進行反演和率定，以提高模型預測的可靠性。 本書特色： 理論與實踐緊密結閤： 書中包含大量的工程案例分析和現場實測數據，確保理論模型能夠有效指導工程實踐。 方法前沿性： 涵蓋瞭目前國際岩土工程領域研究的熱點和關鍵技術，如概率風險評估和多場耦閤模擬。 強調不確定性管理： 認識到地質環境的復雜性，本書引導讀者從傳統的確定性思維轉嚮科學管理和量化不確定性。 本書內容全麵、深度足夠，是岩土工程領域專業人員不可多得的技術參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，就像一張精美的海報，瞬間就抓住瞭我的眼球。它給我一種強烈的預感：這本書一定蘊含著前沿的科學思想和嚴謹的學術探索。我是一名對工程地質，特彆是滑坡、崩塌等災害防治領域充滿熱情的研究生，一直緻力於尋找能夠深化我對這些復雜地質現象理解的理論和方法。PFC3D，這個名字對我來說並不陌生，我知道它是一種強大的顆粒流模擬軟件，在處理非連續介質方麵有著獨特的優勢。而“黏性崩滑土體運動過程研究”這個副標題，更是精準地概括瞭本書的研究對象和核心內容。我猜測，書中會詳細介紹如何利用PFC3D來構建黏性土體的三維離散元模型，如何引入黏性土特有的力學行為，比如黏聚力、屈服準則以及在不同應力狀態下的變形規律。更令我興奮的是“運動過程研究”這個說法，它意味著這本書不僅僅停留在靜態分析，而是深入到土體從誘發到發展的整個動態過程。我希望書中能詳細闡述模擬過程中是如何捕捉到土體的微觀運動，例如顆粒間的接觸力變化、孔隙水壓力動態、以及宏觀上的變形和位移纍積。如果書中能夠通過大量的模擬結果圖，例如應力雲圖、位移矢量圖、速度剖麵圖等，來直觀地展示土體的運動軌跡和力學響應，那將極大地提升本書的可讀性和信息量。我非常期待書中能有關於不同誘發因素（如降雨、地震）對黏性崩滑土體運動過程影響的對比分析，以及基於模擬結果提齣的相應防治建議。這本書，無疑是我當前研究中最渴望得到的一份寶貴的研究資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就相當吸引人，那種深邃的藍色背景，搭配著抽象的土黃色和橙色綫條，仿佛描繪瞭山體崩塌時那種復雜而充滿力量的運動軌跡。我拿到書的時候，第一感覺就是它的份量，不是物理上的厚重，而是知識上的沉甸甸，讓人立刻就想翻開一探究竟。雖然我對PFC3D這個軟件本身並不十分熟悉，但從書名來看，它似乎是在深入探討一種特定類型的地質災害——黏性土體的崩滑運動，而且是通過三維的數值模擬方式來展現。我猜想，書中應該會詳細介紹PFC3D軟件在處理這類復雜地質問題時的優勢，比如它如何模擬顆粒之間的相互作用，以及如何將黏性土體的獨特力學特性融入到模型中。我很期待看到書中是如何一步步構建模型，設置參數，然後進行模擬分析的。特彆是關於“運動過程研究”，這聽起來就充滿瞭動態感，我希望書中能夠展示齣土體從開始變形到最終失穩滑動的整個過程，包括速度的變化、位移的纍積、甚至可能伴隨的能量釋放等等。如果書中還能附帶一些直觀的模擬結果圖，比如三維動畫的截圖或者關鍵時刻的變形示意圖，那就更棒瞭，那樣即使是像我這樣背景稍弱的讀者，也能比較容易地理解其中的原理和結論。總的來說，這本書給我的第一印象是專業、嚴謹，並且充滿研究的深度，它似乎能解答我一直以來對這類地質災害發生機理的好奇。

評分☆☆☆☆☆

讀到這本書的名字，我的第一反應是它一定包含瞭大量的計算和模擬內容，因為“PFC3D”這個術語聽起來就非常專業，暗示著一種精密的計算機建模技術。我是一個對工程領域，特彆是岩土工程的數值模擬方法非常感興趣的學生，所以我對這類書籍有著天然的關注。這本書的核心似乎在於“黏性崩滑土體運動過程研究”，這錶明它不僅僅是關於PFC3D軟件本身的應用，更側重於利用這個工具來深入理解一類特定的地質災害——黏性土體的崩滑。我猜測，書中可能會詳細介紹PFC3D在處理黏性土體時所麵臨的挑戰，比如如何錶徵黏性土的流變特性，如何模擬顆粒之間的粘附作用，以及如何將這些復雜的物理過程轉化為數值模型。更重要的是，“運動過程研究”這幾個字，讓我對書中內容的動態性充滿瞭期待。我希望看到的是，如何通過PFC3D模擬齣土體從初始狀態到發生崩滑，再到運動停止的整個過程，包括速度、加速度、應力應變場的變化，甚至可能還會涉及到土體的破壞模式。書中如果能夠提供一些實際工程案例的分析，將模擬結果與實際觀測數據進行對比，那將極大地增強這本書的說服力和實用性。我尤其希望書中能夠清晰地闡述PFC3D的優勢，以及它在分析此類復雜地質問題時，相比於其他數值方法（如有限元法）的獨到之處。對於我而言，這是一本極具吸引力的學習資料，有望為我的畢業論文提供重要的研究思路和方法指導。

評分☆☆☆☆☆

我作為一個在某工程公司工作的工程師，一直以來都非常關注如何更精確地預測和評估邊坡失穩的風險。市麵上的相關書籍不少，但很多要麼過於理論化，要麼隻停留在二維分析層麵，難以真實反映復雜的地質體在三維空間中的受力變形情況。這本書的齣現，無疑為我們提供瞭一個全新的視角。PFC3D，這個名字聽起來就很“硬核”，我理解它可能是一種基於離散元方法的數值模擬工具，特彆適閤處理岩土體這類由無數顆粒組成的復雜介質。書中“黏性崩滑土體”這個詞，也正是我日常工作中經常需要麵對和處理的問題。黏性土體不同於一般的岩石邊坡，它的變形特性更加復雜，塑性變形、蠕變等現象都可能顯著影響其穩定性。我非常好奇書中是如何將這些黏性土體的特有性質，例如內摩擦角、黏聚力、屈服準則等，通過PFC3D的顆粒模型來加以模擬的。更重要的是，它提齣的“運動過程研究”，我認為這纔是真正解決問題的關鍵。我們需要的不僅僅是事後的分析，更需要的是對事發過程中土體內部應力、應變、位移以及變形速率等動態變化的準確把握，這樣纔能為工程設計和應急處理提供更可靠的依據。書中如果能詳細闡述模擬過程中是如何捕捉到這些動態變化的，並且提供一些實際工程案例的驗證，那這本書的價值將是巨大的，絕對是值得我們反復研讀的案頭必備。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目，乍一看就帶著一股科學探索的神秘感。我是一名地質愛好者，對大自然的鬼斧神工充滿瞭敬畏，尤其是那些令人震撼的地質災害，比如山體滑坡和崩塌。雖然我不是專業人士，但我一直對它們背後的成因和演變過程非常好奇。從書名“基於PFC3D黏性崩滑土體運動過程研究”，我能感受到作者一定投入瞭大量的心血，去解開這些自然現象的奧秘。PFC3D，這個縮寫對我來說是陌生的，但“研究”二字告訴我，這背後一定有嚴謹的科學方法和深入的思考。我猜測，這本書可能不是一本簡單的科普讀物，而是一本承載著研究成果的學術專著。書名中的“黏性崩滑土體”，暗示瞭研究對象具有一定的黏性，這使得土體的運動過程可能比一般的岩石崩塌更加復雜和緩慢，也許會涉及到變形、蠕變等過程，而非瞬間的破碎。而“運動過程研究”，則錶明作者並非僅僅關注最終的滑塌狀態，而是著力於分析土體在整個運動過程中的力學響應和行為變化。這讓我聯想到，書中可能會有大量的圖錶和數據，來展示土體在不同階段的速度、加速度、受力狀況等等。我希望這本書能夠用一種相對易懂的方式，嚮我這樣的非專業讀者解釋清楚，PFC3D這個工具是如何模擬齣土體運動的，以及研究這些運動過程對於我們理解和預防類似災害有什麼樣的意義。如果書中能夠穿插一些生動的案例分析，或者作者個人的研究心得，那就更好瞭，那樣會讓這本書讀起來不那麼枯燥，更有溫度。