岩土工程数值分析方法工程算例分析
岩土工程数值计算方法作业
中国矿业大学 2 级硕士研究生课程考试试卷 考试科目岩土工程数值计算法 考试时间 学生姓名 学号 所在院系 任课教师 中国矿业大学研究生院培养管理处印制
《岩土工程数值计算法》课程报告课程报告分析的论文是安徽理工大学岩土工程专业乔成的硕士学位论文《深部巷道锚网喷支护结构的数值模拟与优化设计研究》。目前，数值分析方法有很多种，如有限差分法、有限单元法、边界单元法、离散单元法等。有着理论推演和试验分析无法比拟的优越性，更加贴近实际工程运用。但其求解问题的方法也是不同求解方法的近似解，要么是对基本方程和相应定解条件的直接近似求解；要么是求解原问题的等效积分方程的近似解；或者将连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题再求近似解等等。在实际运用的的时候存在很多局限和不合理性。本报告基于硕士学位论文《深部巷道锚网喷支护结构的数值模拟与优化设计研究》的主要内容及该论文中的数值分析方法。对论文里数值计算与行文中存在的问题进行了分析，概括了文中的创新点，对数值分析的运用做出了总体评价，并提出了自己的一些建议。 0论文主要内容简述 文中探讨了深部巷道开挖过程中及开挖之后围岩的变形与力学特征，（岩体变形具有较强的时间效应，表现为流变或蠕变明显；扩容现象突出；大偏应力下岩体内部节理、裂隙、裂纹张开，出现新裂纹；变形非连续性明显，突然剧烈增加，且具有软岩的力学特性。）讨论了影响巷道变形的主要因素，认为地应力水平和围岩性质是影响巷道稳定的主要因素，并通过对工程实测数据与数值模拟分析对比，讨论了巷道开挖后两种关键因素作用下围岩应力场和位移场的分布情况与变化规律。在此基础上，通过围岩分类法，建立了基于定量指标JV的Hoek-Brown强度参数a和s的线性修正本构关系，并将该强度准则应用于数值模拟之中。在数值模拟分析中，利用FLAC3D对钱营孜煤矿风井巷道的进行了锚喷支护模拟分析，并结合实测数据，提出了风井巷道的锚喷支护参数提出了优化方案。 1文中所用有限差分法软件FLAC3D简介 FLAC3D是美国ITASCA公司在FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）基础上开发的三维数值分析软件，并在岩土工程数值计算中得到了广泛应用。其可实现对岩石、土和支护结构等建立高级三维模型，进行复杂的岩土数值分析与设计。 程序采用的是快速拉格朗日方法，基于显式差分来获得模型的全部运动方程（包括内变量）的时间步长解。程序将计算模型划分为若干个不同形状的三维单
2020年注册岩土考试必备规范
1.《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版) 2.《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011) 3.《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008) 4.《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012) 5.《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2013) 6.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012) 7.《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)(2016年局部修订版)(次新规范) 8.《膨胀土地区建筑技术规范》(GB50112—2013) 9.《湿陷性黄土地区建筑标准》(GB50025-2018)(全新规范1) 10.《盐渍土地区建筑技术规范》(GB/T50942-2014)(次新规范) 二、次重点规范 11.《土工试验方法标准》(GB/T50123-2019)(全新规范2) 12.《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266-2013) 13.《工程岩体分级标准》(GB50218-2014) 14.《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007) 15.《公路路基设计规范》(JTGD30—2015) 16.《公路隧道设计规范第一册土建工程》(JTG3370.1-2018)(全新规范3) 17.《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013) 18.《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10093—2017) 19.《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2019)(全新规范4) 20.《铁路路基设计规范》(TB10001—2016) 21.《铁路隧道设计规范》(TB10003-2016) 22.《铁路工程不良地质勘察规程》(TB10027-2012) 23.《铁路工程特殊岩土勘察规程》(TB10038-2012) 24.《碾压式土石坝设计规范》(DL/T5395-2007) 25.《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487—2008) 26.《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047-2015) 27.《土工合成材料应用技术规范》(GB50290—2014) 28.《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014) 29.《建筑地基检测技术规范》(JGJ340—2015) 30.《地基动力特性测试规范》(GB/T50269-2015) 31.《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ/T72-2017J366-2017) 32.《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123-2012J1447-2012) 33.《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001) 34.《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)(2015年版) 35.《中国地震动参数区划图》(GB18306—2015)
岩土工程计算原理和方法
岩土工程数值计算原理与方法 随着计算机的计算速度和存储能力的飞速发展以及计算方法的日益完善，数值模拟方法已经成为研究未知领域的强有力的工具。在岩土工程计算与分析中数值计算原理与方法也发展很快。特别是有限元的发展，促进了岩土工程研究、工程预测、优化设计和计算机辅助设计等的发展。但在工程实际中使用数值计算原理与方法却存在一些问题：例如有些人因缺乏对有限元和工程性质的深入了解，而有限元的迅速发展给他们造成一种假象，认为它是万能的，可以处理几乎所有的岩土工程问题；同时他们又被有限元计算结果的精度所迷惑，不了解这些精确结果后面所隐藏的不确定性，也不了解这些数值方法所采用本构模型的局限性以及相应参数的不确定性；因这些不确定性导致数值计算原理与方法的预测结果与实际情况和实际经验相差很大，又由于部分人计算偏于保守，使得岩土工程师难以接受现代数值计算原理与方法。 1. 岩土工程数值计算原理与方法也具有两面性。 有些人偏向于用其进行岩土工程的分析计算的原因在于： (1)数值计算原理与方法能够做任何传统的分析方法所能做到的分析与计算，而且做得更多、更好。 (2)数值计算原理与方法能够给出复杂数学模型的解。因而能够从机理上预测工程性质，而不是统计和经验性的描述，这是一大优点；而简化或经验分析方法有时只能描述其表面或形式上(统计)的关系，缺乏物理机制的描述和探讨。 (3)该方法既能处理简单问题，也能处理复杂问题。 数值计算原理与方法难以被其他人接受的原因在于： (1)使用复杂，难以被很好的掌握。 (2)数值计算原理与方法本身的不确定性(指与精确的解析方法相比所产生的不确定性，特别是在岩土动力非线性问题中这种不确定性会很大)导致预测结果与工程实际不符。 (3)数值计算原理与方法所使用的物理模型或本构模型有局限性，难以反映实际情况，导致预测结果与工程实际不符。 (4)采用复杂模型要求较多的参数，而这些参数难以用简单试验获得。 (5)既然数值计算原理与方法和传统的分析方法都具有很大的不确定性，还不如采用传统的分析方法，因为传统的方法简单、实用。 (6)精确的数值分析结果会误导使用者迷信这些结果的精确性，而没有认识到其后面隐
岩石取样方案(桩基础)
挖孔桩基础的检测与验收 、前言 重庆市在地貌形态上属低山丘陵区，冲沟、河流发育，因而建筑物基础多位于斜坡上或冲沟内。位于斜坡上的建筑物其地基为半挖半填形式，在回填土部分采用挖孔桩基础。位于冲沟内的建筑物一般均采用挖孔桩基础。 在挖孔桩基础的监理过程中，不论施工人员，还是监理人员，经常提出相同的问题：挖孔桩桩底达到设计标高后，取多少个岩样进行力学性能试验？桩身砼试块取多少组？桩身砼质量抽查（动测）多少组？是否进行单桩竖向承载力检测？等等。本文对挖孔桩基础施工及验收中的几个问题从勘察、设计、施工质量验收几个方面进行了系统的分析，重点讨论了规范中的技术要求。文中所引用的规范条文（楷体字）为国家现行勘察、设计、施工质量验收规范中的原条文（或条文说明），监理人员可根据工程的具体情况直接引用。 二、桩身质量检验 1.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002 桩身质量应进行检验。设计等级为甲级、成桩质量可靠性低的灌注桩，抽检数量不应少于总数的30％，且不少于20根；其它桩基工程的抽检数量不应少于总数的10％，且不少于10根。每个柱子承台下不得少于l根（5.1.6条）。此条规定单往单桩100％检验。 2.《建筑桩基技术规范》JGJ94-94 对于一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性低的基桩工程，应进行成桩质量检测。检测的方法可采用可靠的动测法；检测数量根据具体情况由设计确定（9.1.4条）。 3.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 施工完后的工程桩应进行桩身质量检验。直径大于800mm的砼嵌岩桩应采用钻孔抽芯法或声波透射法检测，检查桩数不得少于总桩数的lO％，且每根柱下承台的抽检桩数不得少于1根。条文说明：直径大于800mm的单柱单桩的嵌岩桩必须100％检测（10.1.7条）。 综上所述，直径大于800mm的单柱单桩必须进行100％的桩身质量检验。检验方法应采用钻孔抽芯法，或声波透射法，或可靠的动测法。 三、挖孔桩基底岩样取样数量的确定 挖孔桩桩底达到设计标高后究竟取多少组岩样进行力学性能试验，现行的桩基规范、质量验收规范中没有明确的、定量的规定。但设计规范中的规定较明确，且为强制性条文。勘察规范对每一
市政工程试验规范 (完)
现行市政规范、标准清单 一、市政工程施工及验收规范： GB50268-2008《给排水管道工程施工及验收规范》， GB50141-2008《给水排水构筑物工程施工及验收规范》，GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》， GB50204-2011修订版混凝土结构工程施工质量验收规范》（有电子书） GB50203-2002《砌体工程施工质量验收规范》， GB50092-96 沥青路面施工及验收规范， https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/08b0ede7524de518964b7d75.html GBJ97-87 水泥混凝土路面施工及验收规范， https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/f1ca512fcfc789eb172dc8d5.html GBJ124-88 道路工程术语标准， https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/5adfac18650e52ea551898a0.html CJJ1-2008 《城镇道路工程施工与质量验收规范》， https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/9095a10703d8ce2f00662324.html CJJ2-2008 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》， CJJ66-95 路面稀浆封层施工规程?????????? CJJ8-99 《城市测量规范》， https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/c7a94e343968011ca300919b.html?from=related&hasrec=1
CJJ/T8-2011 城市测量规范（预定中） CJJ89-2001 城市道路照明工程施工及验收规程，12 https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/0ef3785a804d2b160b4ec0e4.html CJJ74-99 城镇地道桥顶进施工及验收规程，11 CJJ143-2010 埋地塑料排水管道工程技术规程，15 CJJ 10-86 供水管井设计、施工及验收规范 https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/c6ad785abe23482fb4da4c70.html 二、公路工程施工规范 JTG F10-2006 公路路基施工技术规范 https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/25321fbefd0a79563c1e72f2.html，40 JTG 034-2000 公路路面基层施工技术规范，16 JTG F30-2003 公路水泥混凝土路面施工技术规范 JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范， https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/11e1160702020740be1e9bcc.html 38 JTG 041-2000 公路桥涵施工技术规范，52 JTG F71-2006 公路交通安全设施施工技术规范，20 三、行业标准 JTJ071-98《公路工程质量检验评定标准》，（施组）；（JTJ 034—2000）公路工程质量检验评定标准 https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/view/e813856d011ca300a6c39022.html CJJ1-90《市政道路工程质量检验评定标准》，
工程勘察常用技术规范
勘察常用技术标准 1《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB 50021-2001）； 2《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ 72-2004）； 3《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）； 4《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）； 5《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）； 6《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008） 7《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）； 8《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002); 9《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）； 10《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB 22/46-2004）； 11《贵州建筑地基基础设计规范》（DB 22/45-2004）； 12《工程岩体分级标准》（GB50218-94）； 13《市政工程勘察规范》（CJJ 56-94）； 14《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）； 15《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 063-2007） 16《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）； 17《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）； 18《公路工程抗震设计规范》（JTJ 004-89）； 19《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）； 20《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-99）； 21《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ 87-92）； 22《原状土取样技术标准》（JGJ 89-92）； 23《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001）； 24《土的工程分类标准》（GB/T 50145-2007）； 25《土工试验方法标准》（GB/T50123-99）； 26《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）; 27《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定（2010年版）》（建质[2010]215号）； 28《工程测量规范》（GB 50026-2007）； 29《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）； 30《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50487-2008）； 31《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ 17-2004）； 32《工程建设勘察企业质量管理规范》（GB/T 50379-2006）； 33《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。
岩土工程数值分析学习笔记(DOC)
岩土工程数值分析读书笔记 摘要：阅读笔记分为两部分：理论学习和plaxis模拟相关问题。 理论部分 0岩土工程数值分析简介 岩土工程问题解析分析是以弹塑性力学理论和结构力学作为理论依据，适用于解决连续介质、各向同性材料、未知量少、边界条件简单的工程问题，存在很大的局限性。 岩土工程问题数值分析是借助于计算机的计算能力，适用于解决材料复杂、边界条件复杂、任意荷载、任意几何形状，适用范围广。 岩土工程数值分析发展过程： 20世纪40年代，使用差分法解决了土工中的渗流及固结问题，如土坝渗流及浸润线的求法、土坝及地基的固结等。 20世纪60年代，使用有限元法成解决了土石坝的静力问题的求解。 20世纪70年代，使用有限元法解决了土石坝及高楼(包括地基)的抗震分析。 20世纪80年代，边界元法异军突起，解决了半无限域的边界问题；地基的静力及动力问题都使用边界元法得到了有效地解决。 岩土工程数值分析的方法有两类，一类方法是将土视为连续介质，随后又将其离散化，如有限单元法、有限差分法、边界单元法、有限元线法、无单元法以及各种方法的耦合。另一类计算方法是考虑岩土材料本身的不连续性，如裂缝及不同材料间界面的界面模型和界面单元的使用，离散元法，不连续变形分析，流形元法，颗粒流等数值计算方法。 1数值分析过程中存在的问题及解决措施 问题：(1)对岩土工程数值分析方法缺乏系统的知识和深入的理解，出现问题时不知道在什么情况下属于理论问题或数学模型问题；在什么情况下是属于计算方法问题或本构模型问题；在什么情况下是参数的确定问题或计算本身的问题等。 (2)各种本构模型固有的局限性。具有多相性土的物理力学性质太复杂，难以准确地用数学模型和本构模型描述。例如邓肯一张模型不能反映剪胀性，不能反映压缩与剪切的交叉影响； (3)现有的试验手段和设备不能提供适当、合理和精确的参数。靠少数样本点所获得的参数难以准确地描述整个空间场地的物理力学性能；土的参数因土样扰动难以高质量的获取，其精度很差。 (4)数学模型还会给人造成一种错觉，让人觉得其计算结果也一定会更好、更可靠。这样可能使人们忽略了精确的数学公式也照样会有出错的可能性。只有当输入参数的质量和精度很高，并能与数学模型的精度相匹配时，才有可能得到较为准确的计算结果。 措施：(1)加强对土的本构模型的教学与培训，了解和掌握各种土的本构模型的优点和局限性以及模型参数的离散性。 (2)在使用数值分析方法的同时，不断地积累使用经验，包括他人的经验。
《工程岩块试验》
工程岩块（岩体、岩石）试验岩石试件应符合下列要求：1、试样应在现场采取，不得使用爆破法；2、试样在采取、运输、储存和制备试件过程中，应保持天然状态，避免产生裂缝。3、试件最小尺寸应大于组成岩石最大矿物颗粒直径的10倍。（在物理和力学性质试验中对岩石的尺寸和精度还另有要求） 第一部分岩石物理性质试验 一、岩石的含水率试验 岩石的含水率是岩石在105-110℃温度下烘至恒量时失去的水的质量与岩石固体颗粒质量的比值，以百分数表示。 岩石的含水率可间接地反映岩石中空隙的多少、岩石的致密程度等特性。实验时每个试件的质量为40-200g，每组试验试件的数量为5个。 1、试验步骤： ⑴、称量试件烘干前的质量； ⑵、将试件置于烘箱内，在105-110℃下烘24h(对含结晶水易逸出矿物的岩石，一般采用烘干温度为55-65℃【60±5℃】，或在常温下采用真空抽气干燥方法)； ⑶、将试件从烘箱中取出，放入干燥器内冷却至室温，称量烘干后的质量。 ⑷、称量应准确至0.01g。 2、计算:（应精确至0.01。）
岩石的含水率W=(M1-M2)100/ms M1—烘干前试件的质量g; M2—烘干后试件的质量g; 二、岩石的密度（颗粒密度）试验 岩石颗粒密度是岩石在105-110℃温度下烘至恒量时岩石固相颗粒质量与其体积的比值。 岩石的颗粒密度是选择建筑材料、研究岩石风化、评价地基基础工程岩体稳定性及确定围岩压力等必须的计算指标。 试验一般采用容积为100ml的短颈密度瓶进行。颗粒密度试验的试件往往采用块体密度试验后的试件粉粹成岩粉来完成。 1、试验步骤： ⑴、制样。将岩石用粉粹机粉粹成岩粉，使之全部通过0.25mm 的筛孔，并用磁铁吸去铁屑； ⑵、将岩粉放在瓷皿内，放入烘箱用105-110℃烘至恒重，烘干时间一般为6h-12h; ⑶、用四分法称取烘干的岩粉两份，每份15g（m1）,用漏斗灌入洗净烘干的密度瓶中，注入试液（蒸馏水、对含水溶性矿物的岩石用煤油）至比重瓶容积的1/2处； ⑷、用蒸馏水为试液时，可用煮沸法或真空抽气法排除气体。当使用煤油作试液时，应采取真空抽气法排除气体； ⑸、将经过排除气体的密度瓶取出擦干，冷至室温，再向密度瓶中注入排除气体且同温条件的试液至近满，然后置于恒温水槽（20
全国注册土木工程师(岩土)专业考试规范汇总
(中国地信网汇总给参加注册土木工程师（岩土）专业考试的考生) 2011年度全国注册土木工程师（岩土）专业考试所使用的规范、规程及法律法规 一、规范、规程类 1．《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)（2009年版） https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=51178& fromuid=16971 2．《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87-92) https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=6224&f romuid=16971 3．《工程岩体分级标准》（GB50218-94） https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=6428&f romuid=16971 4．《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99） https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=6429&f romuid=16971 5．《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999) https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=34583& fromuid=16971 6．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版） https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=57561& fromuid=16971
7．《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=38904& fromuid=16971 8．《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008) https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=15430& fromuid=16971 9．《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010) https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=38073& fromuid=16971 10．《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002 J220-2002）https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=38903& fromuid=16971 11．《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004) https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=32960& fromuid=16971 12．《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112-87) https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=27550& fromuid=16971 13．《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99） https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=39151& fromuid=16971 14．《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009） https://www.360docs.net/doc/218858491.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=17720&
关于岩土工程的数值计算方法的综述
题目：关于岩土工程的数值计算方法的综述学院：资源与土木工程学院 专业：岩土工程 学号： 姓名：
关于岩土工程的数值计算方法的综述 我通过学习和查阅相关资料文献了解到，近年来，数值计算模拟分析在岩土工程中越来越受欢迎，随着城市的建设，地下工程所处的环境越来越复杂，影响的因素也是越来越多，所以依靠传统的解析计算难以实现，计算机的数值模拟恰恰解决的了岩土的计算的问题，它可以模拟各种复杂情况下岩土问题。就岩土工程而言，由于岩土介质涉及本构关系、力学参数、自身构造以及边界条件等的复杂多变性，在未采用计算机数值方法以前，对于复杂、重要的岩土工程，如果用传统的弹性力学或弹塑性力学的解析法难以求解时，只好采用物理模拟或其他方法从宏观上把握工程的受力和变形特征。随着计算机数值分析方法的出现和发展，情况发生了巨大的变化。计算机数值方法已经能够较好的模拟非均匀质体、各向异性介质面临的复杂边界条件问题，也能处理岩土工程中不连续性界面、渗流问题、岩土损伤断裂问题以及复杂的岩土工程结构分析问题，对于涉及时间因素的动力问题、蠕变问题，特别是耦合问题，数值模拟计算方法极大的加强了解决岩土工程的能力。 数值计算方法其主要有有限单元法、有限差分法、边界元法、离散元法和流形元法等。 有限单元法：有限单元法发展非常迅速，至今已经成为求解复杂工程问题的有力工具，并在岩土工程领域广泛的采用，主要的分析软件ANSYS。 有限单元法的最基本的元素是单元和节点，基本计算步骤的第一步为离散化，问题域的连续体被离散为单元与节点的组合，连续体内部分的应力及位移通过节点传递，每个单元可以具有不同的物理特征，这样，便可以得到在物理意义上与原来的连续体相近似的模型。第二步为单元分析，一般以位移法为基本方法，建立单元的刚度矩阵。第三步由单元的刚度矩阵集合成总体刚度矩阵，并由此建立系统的整体方程组。第四步进入计算模型的边界条件，求解方程组，求得节点位移。第五步求出各单元的应变、应力及主应力。 有限差分法：有限差分法在岩土工程中是应用非常广泛的方法，在数值计算模拟上有很大的贡献，主要的应用软件为FLAC3D。 基本思想是把连续的定解区域用有限个离散点构成的网格来代替，这些离散点称作网格的节点；把连续定解区域上的连续变量的函数用在网格上定义的离散变量函数来近似；把原方程和定解条件中的微商用差商来近似，积分用积分和来近似，于是原微分方
岩土工程勘察方案(详勘)
******************** 勘 察 方 案 (详细勘察) 编写人： 审核人： 审批人： ************************** 日期：二O一九年一月二日
目录 一、现场情况概述 二、勘察方案编写依据 三、勘察技术要求 四．主要勘察方法和具体指标 五．工程进度计划及工期保证措施 六．勘察质量及安全保证措施 七、勘察质量薄弱环节的预防措施及勘察优质服务附件1：勘察点平面布置图
一、现场情况概述 1.1工程概况 宜昌****D区建设项目，场地位于宜昌市伍家岗东山大道以北、桔城路以东的其征地范围内，我单位于2018年7月根据设计图纸布点进行了勘察，现因设计变更需进行补充勘察，本方案为设计调整后补勘方案。 该项目主要分为商业办公区和住宅区两个区域，商业办公区地下为整体2层地下室（局部1层），上部为2栋20/21层办公楼和酒店组成；住宅区为整体1层地下室，地上由4栋15-22层和1栋31层塔楼组成。场地地层在勘探深度范围内由上至下主要由填土(Qml)，其下为第四系残坡积成因(Qel+dl) 砂质粘性土，下伏基岩为白垩系(K)泥质砂岩，局部可见少量砂砾岩组成。本项目建筑工程重要性等级为一级，场地等级为二级（中等复杂场地），地基等级为二级（中等复杂地基），岩土工程勘察等级为甲级。拟建建筑物抗震设防类别为标准设防类（丙级）。 1.2场地概况 本勘察场地位于宜昌市伍家岗东山大道以北、桔城路以东的其征地范围内，勘察期间场地地势西南高，东北低，根据原始地形进行了初步处理，高程在52.0-56.5m之间呈坡状，。 根据拟建场地前期详细勘察及周边地质资料，拟建场地地层概况如下：填土：杂色，松散，稍湿，主要由粘性土及碎石组成。堆填年限小于10年。 淤泥质粉质粘土：黄褐色，饱和，可塑，含少量铁锰氧化物及结合物。干强度及韧性差。 含砂粉质粘土：褐色，饱和，硬塑，含少量铁锰氧化物及结合物。干强度及韧性高。 粉质粘土：红褐、黄褐色，饱和，硬塑，局部含较多灰白色条带状高岭土。含少量角砾，角砾主要成份为石英，块径0.5-2.0cm,含量约20%，局部富集。原岩结构基本遭到破坏，但尚可分辨，局部含少量强风化泥质粉砂岩碎屑。 强风化砂岩：棕红色，砂状结构，层状构造，节理、裂隙极发育，含少量砾石，局部富集，砾石多为石英砂岩。因风化及机械破碎影响，岩芯多呈碎块状和砂状，其岩石完整程度等级为极破碎。 中风化砂岩：棕红色，砂状结构，层状构造，节理、裂隙较发育。含少量砾石，局部富集，砾石多为石英砂岩、硅质岩，岩芯多呈短柱状，少量碎块状，锤击易断，锤击声较哑，其岩石完整程度等级为较完整，岩体质量较差（RQD为60%），岩石基本质量等级为V级。分布厚度大，未揭穿。 本场地地下水类型主要有上层滞水和基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于部分地段的(1-1)杂填土、(1-2)素填土中的上层滞水，该层主要受大气降水、生产、生活排放水等地表水体渗透补给，其水位、水量随季节变化，在丰水季节及地表水体渗透补给充分时有一定水量，无统一水位，其水量一般可疏干，对工程建设的不利影响较小。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，基岩含水性和透水性与裂隙发育、充填程度有关，一般水量很小，对本工程影响不大。
岩土工程数值模拟考试复习资料
1.简述岩土工程常用哪些数值方法并对比这些方法的优缺点？ 有限元: 有限单元法的理论基础是虚功原理和基于最小势能的变分原理，它将研究域离散化，对位移场和应力场的连续性进行物理近似。有限单元法适用性广泛，从理论上讲对任何问题都适用，但计算速度相对较慢。即，物理概念清晰、灵活、通用、计算速度叫慢有限差分: 该方法适合求解非线性大变形问题，在岩土力学计算中有广泛的应用。有限差分法和有限单元法都产生一组待解方程组。尽管这些方程是通过不同方式推导出来的，但两者产生的方程是一致。另外，有限单元程序通常要将单元矩阵组合成大型整体刚度矩阵，而有限差分则无需如此，因为它相对高效地在每个计算步重新生成有限差分方程。在有限单元法中，常采用隐式、矩阵解算方法，而有限差分法则通常采用“显式”、时间递步法解算代数方程 块体离散元: 离散元法的理论基础是牛顿第二定律并结合不同的本构关系，适用对非连续体如岩体问题求解。该方法利用岩体的断裂面进行网格划分，每个单元就是被断裂面切割的岩块，视岩块的运动主要受控于岩体节理系统。它采用显式求解的方法，按照块体运动、弱面产生变形，变形是接触区的滑动和转动，由牛顿定律、运动学方程求解，无需形成大型矩阵而直接按时步迭代求解，在求解过程中允许块体间开裂、错动，并可以脱离母体而下落。离散元法对破碎岩石工程，动态和准动态问题能给出较好解答 颗粒离散元:颗粒元方法是通过离散单元方法来模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用，它采用数值方法将物体分为有代表性的多个颗粒单元，通过颗粒间的相互作用来表达整个宏观物体的应力响应，从而利用局部的模拟结果来计算颗粒群群体的运动与应力场特征 2.简述采用FLAC3D软件模拟分析边坡稳定性问题的步骤及要点？ 14章 3.证明在三角形单元中，形函数满足 Ni+Nj+Nm=1 NiXi+NjXj+NmXm=X NiYi+NjYj+NmYm=Y 4.简述平面杆系有限元法的解题步骤？ 结构离散化 单元分析 整体分析 5.采用强度折减法计算边坡安全系数的原理及停止准则分别是什么？ 14章 6.有限元非线性问题包括哪几种类型？各有何特点？ a，材料非线性 b，几何非线性 c，材料、几何混合非线性 d，边界非线性 --------------------”--------------------- 计算题 杆单元、梁单元单刚
关于岩土工程数值计算的理解
关于岩土工程数值计算的理解 这学期，数值分析作为我们研一的必修课，我们进行了13周的学习。它作为数学的一个分支，是一门研究用计算机求解各种数学问题及其理论与软件实现的学科。数值分析方法首先在工程力学得以利用，然后衍生到岩土工程实践。在岩土力学初期，由于计算机还未得到快速发展，再加上力学理论的限制，学者们也只能根据实际情况建立很简单的力学模型，然后通过力学解析近似分析岩体或土体中的应力状态与变形方式。通常情况下，这种方式离精确值相差甚远。当到后面的计算机问世，这种情况得以改变，使得建立在弹性、塑性或粘弹性力学基础上的复杂计算得到了求解方法。另外，可以通过现有技术建立与实际情况相符合的力学模型，完全精确了岩土工程的分析。在土木工程中的开挖、回填、注浆、爆破、支护工程等，都有一整套成功的模拟方法。在现有条件下，研究人员用计算机求解一个由多种工况组合、具有上万个自由度的复杂的三维问题。伴随着岩土工程的定量化，数值方法的分析计算岩土工程分析中很重要的方法。 在岩土工程中有千差万别的数值计算方法。如何评价这些方法的优劣。一般来说，必须要有一个标准，第一要工程建模结构简单，易于计算机的实现；第二要有可靠的理论分析，在理论上要保证方法的收敛性和数值稳定性；第三使用这种方法要计算效率高，时间效率高是指计算速度快，节省时间；空间效率高是指节省存贮量；第四还要通过数值试验来证明是行之有效的。 连续变形数值分析方法起步较早，现今在工程中运用较多的主要有：有限元法、有限差分法、边界元法、无限元法、拉格朗日元法等，其中以有限元法的应用最为广泛。这类方法主要用于分析岩土介质的连续小变形和小位移特性。 主要介绍下比较常用的分析方法。有限元法：有限元法将目标介质离散为有限个单元，利用这种单元的集合体近似地代替无限单元的连续体，然后根据变分原理和弹性力学方程建立单元节点位移和节点受力之间的关系，根据系统的边界条件以及节点的平衡条件列出线性方程组，从而求解单元应力。有限元法是近似解法，单元剖分的疏密程度与质量、效益密切相关，在理论上如何把握好这个度且保证收敛是有待研究的课题。 有限差分法：有限差分法是有限元法求解复杂边界条件和受载情况的工程的一种补充，其适用范围和特点与有限元法相似，在处理复杂受力情况下的边界问题时，它比有限元法有优势。但其在对网格的划分上比有限元法有更为特殊的要求，目前已经很少单独应用，一般只在某些较复杂的工程中与有限元法一同出现。 随着计算机技术和计算方法的发展，数值模拟方法成为研究岩土工程未知领域的强有力的工具。在土力学的数值分析方法也发展很快。特别是有限元的发展，促进了计算土力学以及土的本构模型的研究和发展。但在工程实际中使用土力学的数值分析方法却存在一些问题：例如有些工程师因缺乏对有限元和土的性质的深入了解，而有限元的迅速发展给他们造成一种假象，认为它是万能的，可以处理几乎所有的工程问题；同时他们又被有限元计算结果的精度所迷惑，不了解这些精确结果后面所隐藏的不确定性，也不了解这些数值方法所采用本构模型的局限性以及相应参数的不确定性；因这些不确定性导致数值分析方法的预测结果与实际情况和实际经验相差很。另外，不成功的实例很多，由此导致计算土力学的研究很多，但真正用于实际工程的却较少。 岩土工程的数值分析方法能够做任何传统的分析方法所能做到的分析与计算，而且做得更多、更好。数值分析方法不但能处理简单问题，也能处理复杂问题。针对复杂的模型，该方法能给出解值，因而能够从机理上预测土的工程性质，而不是统计和经验性的描述。就此改变了经验分析方法只能从表面或者是形式的角度来着手问题的方法，这是一大突破。当然事物都
岩土工程数值分析读书报告
岩土工程数值分析读书报告 一.岩土与数值分析 在很多岩土工程的实际问题中，例如档土墙、板桩、基础梁和板等工程，由于岩土的非均质、非线性的性状以及几何形状的任意性、不连续性等因素，在多数情况下不能获得解析解。最近二十多年来，随着电子计算机的迅速兴起，在岩土工程中，数值分析受到了极大的重视，各种数值方法在岩土工程中都得到了广泛地应用，而岩土工程中的各种复杂问题的解决又深化和丰富了数值分析的内容。 目前．在岩土工程的数值分析中，用的最为普遍的是有限元法和差分法，其他方法如边界元法正在兴起。变分法与加权余量法既可以独立地作为数值方法运用于土工实际问题的求解，又可作为推导前几种数值方法的手段。当数值分析中的差分法首先盛行于工程科学时，土工中的渗流及固结问题在四十年代后期也开始采用差分法成功地解决了某些实际问题，如土坝渗流及浸润线的求法、土坝及地基的固结等。五十年代及六十年代初，弹性地基上的梁与板以及板桩也用差分法来求解。六十年代，土石坝的静力问题用有限元法来求解。由于有限元解法的灵活性，使差分法在土工中的应用暂时趋丁停滞。进入七十年代之后，土石坝及高楼（包括地基）成功地使用有限无法解决了抗震分析。七十午代后期及八十年代，边界元法异军突起。这方法特别适宜于半无限域课题，这些是土力学及地基工程学科经常遇到的边界情况。近十年来，地基的静力及动力问题，例如桩基及强夯（即
动力固结）等，都使用边界元法得到了有效地解决。 岩土工程数值分析的方法有两类，一类方法是将土视为连续介质，随后又将其离散化，如有限单元法、有限差分法、边界单元法、有限元线法、无单元法以及各种方法的耦合。另一类计算方法是考虑岩土材料本身的不连续性，如裂缝及不同材料间界面的界面模型和界面单元的使用，离散元法（DEM），不连续变形分析（DDA），流形元法 （MEM），颗粒流（PFC）等数值计算方法迅速发展。 二.土的本构关系 材料的本构关系（constitutive relationship）是反映材料的力学性状的数学表达式，表示形式一般为应力-应变-时间的关系，也称为本构定律（constitutive law）、本构方程（constitutive equation）,还可称为本构关系数学模型（mathematical model）简称为本构模型。 （一）土的弹性模型 在线弹性模型中，假定材料符合弹性力学规律，应力-应变关系式为： { } = [D]{ } 这里刚度矩阵称为弹性矩阵，由广义虎克定律 L，"~，1■- 1 J —V 式中包含了弹性模量和泊松比柑两个常数。。它们可以用另外两 个弹性常数，剪切模量G和体积模量K来代替。它们之间的关系为
2019年注册岩土工程师专业考试规范
2019年度全国注册土木工程师（岩土）专业考试 所使用的标准和法律法规 一、标准 1.《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)（2009年版） 2.《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJ/T 87-2012） 3.《工程岩体分级标准》（GB/T 50218-2014） 4.《工程岩体试验方法标准》（GB/T 50266-2013） 5.《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999) 6.《地基动力特性测试规范》(GB/T 50269-2015) 7.《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50487-2008） 8.《水运工程岩土勘察规范》（JTS 133-2013） 9.《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011） 10.《铁路工程地质勘察规范》（TB 10012-2007 J124-2007） 11.《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB 50307-2012） 12.《工程结构可靠性设计统一标准》（GB 50153-2008） 13.《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012） 14.《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 15.《水运工程地基设计规范》（JTS 147-2017） 16.《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 17.《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 10093-2017 J464-2017） 18.《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008) 19.《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）
20.《碾压式土石坝设计规范》（DL/T 5395-2007） 21.《公路路基设计规范》（JTG D30-2015） 22.《铁路路基设计规范》（TB 10001-2016 J447-2016） 23.《土工合成材料应用技术规范》（GB/T 50290-2014） 24.《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB 50869-2013) 25.《铁路路基支挡结构设计规范》（TB 10025-2006） 26.《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013) 27.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012） 28.《铁路隧道设计规范》（TB 10003-2016 J449-2016） 29.《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004） 30.《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025-2004) 31.《膨胀土地区建筑技术规范》(GB 50112-2013) 32.《盐渍土地区建筑技术规范》（GB/T 50942-2014） 33.《铁路工程不良地质勘察规程》（TB 10027-2012 J1407-2012） 34.《铁路工程特殊岩土勘察规程》（TB 10038-2012 J1408-2012） 35.《地质灾害危险性评估规范》（DZ/T 0286-2015） 36.《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2015） 37.《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)（2016年版） 38.《水电工程水工建筑物抗震设计规范》（NB 35047-2015） 39.《公路工程抗震规范》（JTG B02-2013） 40.《建筑地基检测技术规范》（JGJ 340-2015） 41.《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）
岩土工程数值方法
岩土工程数值方法 发表时间：2018-07-25T16:28:04.553Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第7期作者：林杰[导读] 逐渐发展起来的一些岩土分析手段与数学理论，如信息量法、层次分析法、随机模拟法、无网络法 林杰 广东金山河建筑基础工程有限公司 523000 摘要：逐渐发展起来的一些岩土分析手段与数学理论，如信息量法、层次分析法、随机模拟法、无网络法、数值流形法、离散元法、分形理论、可靠度分析、人工神经元网络和智能岩石力学等，已经呈现出综合应用的趋势，对于岩体力学研究而言，岩石破坏过程的渐进性、岩体内部初始损伤的存在及块体之间的不连续特征是必须考虑的因素，因此建立在连续介质力学基础上的传统有限单元法具有明显的局限性。各种新方法的涌现从不同方面推动了岩石力学数值计算方法的进步。文网 http：//www.x 关键词：岩土工程；数值分析；方法 在解决不同的岩土工程问题时，基本方程中的运动微分方程、有效力原理、连续方程和几何方程的表达式基本相同；但方程却与前几种有着较大的差异" 当涉及到具体的岩土工程问题时，我们可以根据具体的边界条件以及相关的初始条件来解决上述问题，所采用的方法一般为数值分析法" 通过以上论述我们可以发现，岩土工程一般都需借助数值分析法进行解决。下面我们了解这门科学。 一、数值分析在岩上工程中的地位众所周知，岩土是自然的产物，具有较强的区域性，初始应力也较难预测，在分析岩土工程时，首先需要掌握的就是工程的地质条件，此外还要掌握岩上的工程性质，再者需要掌握的就是力学中一些最为基木的概念，并且能够在此基础上利用公式以及数值分析方法来解决问题、在计算时，需要能够做到因地制宜，要能够对具体问题做出具体的分析，然后将得出的结论运用到工程建设之中；在实际的岩土分析过程中，数值分析所得出的结果对于工程师的综合判断而言是极其重要的。在实际的操作之中，在对岩土工程的对象进行分析时要做好岩土材料特性的分析工作，还要注意结合岩土工程的初始条件以及边际条件进行综合的分析；就目前的岩土分析发展状况而言，还不能得出具体的解析解，只能适用于定向分析，岩土工程在进行设计时要将重点要放在概念设计上，并且参照岩土工程师的判断结果，岩土数值分析所得出的结果也是岩土分析的关键参数。 二、岩土工程数值分析的关键问题在实际的岩土工程数值分析中，人们常常用简化之后的物理模型来解决复杂的工程问题，然后再将其转化成数学问题，利用数学方法来解决这些问题；例如：饱和软熟上地基出现大面积沉降问题，就可以通过转化成太沙基一维固结物理模型，然后再转化成固结方程来求解，在实际运用中，连续介质力学模型一直得到广泛的使用，连续介质力学模型主要包括以下几种方程：首先是运动微分方程，这种方程式分为动力和静力两种形式；其次是几何方程，几何方程包括小应变分析和大应变分析两种，分别用于不同的实际分析；还有一种是木构方程，又称力学木构方程，一般用于力学问题的测算。在实际操作中，具体的过程问题可以依据所得到的边界条件以及初始条件来解答，但是对于那些较为复杂的工程问题，往往需要采用数值分析法，当一个工程涉及到多种方程问题时，往往就需要使用连续力学模型来解决，这时所用的运动微分方程和几何方程基木上是相等的，但是木构方程以及边界条件和初始条件往往是不同的、特别需要注意的就是，当材料为线性弹性体时，木构方程就发生了变化，转化为了胡克定律。一般的岩上材料往往是多相体的，所以在采用连续介质力学模型分析这些问题时，需要包括以下几种方程：第一种是运动微分方程，该方程同样分为动力和静力两种形式；第二种是有效力原理，在这个原理之中，总效力是有效应力和孔隙压力之和；第三种是几何方程，几何方程包括小应变分析和大应变分析两种；最后一种就是木构方程，木构方程包括力学和渗流木两种。通过以上内容可以看出，多相体与单相体相比，主要多出了有效力方程和连续方程，此外在木构方程中还多出了渗流木方程，但是在解决不同的岩土工程问题时，基木方程中的运动微分方程、有效力原理、连续方程和几何方程的表达式基木相同，但木构方程却与前几种有着较大的差异；当涉及到具体的岩土工程问题时，我们可以根据具体的边界条件以及相关的初始条件来解决上述问题，所采用的方法一般为数值分析法；通过以上论述我们可以发现，连续介质力学一般都借助数值分析法进行解决，这种方法具有较强的适应性。 三、岩土理论发展的优化促进措施有专家认为，反应作用和效应之间的关系成为木构关系，木构关系涉及面极其广泛；如力学中的胡克定律、电学中的欧姆定律等；岩土由于生长在大自然中，所以具有以卜特征：区域划分较为明显，即使是同一个地区的岩土也会有所区别，深度和水平方向上的岩土变化也较为多样；就目前的技术水平而言，岩上的初始应力很难测定；上往往是多相体，一般具有固液气三种存在形式，这三相有时很难被区分，并且不同状态之间还可以相互之间的转化，这样的特性给研究增加了难度；一般来说，土体往往具有一定的结构性，结构的矿物成分、历史形成以及环境等因素都息息相关，一些土壤还具有剪胀性等特点；至今科学家己经建立了不少的木构模型，其中主要包括弹性模型、钢塑性模型、非线性弹性模型、弹塑性模型等，总计一百多种，但是真正得到工程师认可并普遍利用的模型较少；从上个世纪起，我国就开始注重对于木构模型的构建，曾经一度达到顶峰的状态，但是现在又逐渐降到低谷；通过以上分析可知，木构模型主要是通过连续介质力学来解决岩土问题的。要想促使木构模型取得进一步的发展，需要将木构模型的研究分为两大类，即科学型模和工程实用型模型，需要注意的是，科学型模型主要用于揭示和反映一些客观规律，例如剪胀性等；对于该模型建立的要求不能过于苛刻，只要其可以揭示一个或几个客观规律即可，工程实用型模型需要的不是全面通用，而是简单并且实用，要能反映出工程建筑中的实际问题，并且抓住问题的主要矛盾，还要注意的就是其参数应该要尽可能的少并且容易测定，这样的模型更符合实际操作的需要，工程实用型模型构筑的主要目的是使其能够应用在实际操作之中，国家应当鼓励更多的人才投入到该研究之中；除此之外还需要注意在研究中注意程类别的区分，对基坑工程、路基工程等有明确的划定标准，还要区分好土的种类，辨别是粘土还是沙土等。 四、理解精髓