基于PFC3D黏性崩滑土体运动过程研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

季宪军 著

图书标签:

• PFC3D
• 崩滑
• 土体运动
• 数值模拟
• 离散元
• 黏性土
• 边坡稳定性
• 灾害防治
• 土力学
• 岩土工程

出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307193734

版次：1

商品编码：12151989

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

正文语种：中文

内容简介

　　岩土体具有典型散粒体特征，由于颗粒与黏性填隙介质的运动力学机制复杂，以及影响黏性崩滑运动关键力学参数标定困难，因此对于黏性填隙介质对崩滑运动过程的影响（形态、速度和冲击力）的探讨较少。《基于PFC3D黏性崩滑土体运动过程研究》以离散单元为基础，采用崩滑土体细观参数与宏观运动现象相结合的方法，通过理论分析、模型实验、数值仿真，从细观角度分析颗粒间间隙介质的力学性质（黏结强度或黏滞系数）对崩滑土体运动过程的影响。《基于PFC3D黏性崩滑土体运动过程研究》侧重分析黏性崩滑土体运动机理及基于离散单元法的PFC3D在崩塌滑坡灾害运动过程研究中的应用，涉及物体接触碰撞、浆体（泥浆）粘连和流变等。

目录

1 绪论
1．1 研究背景和意义
1．1．1 崩滑土体运动形态
1．1．2 崩滑土体运动阶段
1．1．3 崩滑灾害与泥石流灾害关系
1．1．4 间隙介质崩滑土体运动过程
1．2 国内外研究现状与存在问题
1．2．1 崩滑土体调查、观测和实验研究
1．2．2 崩滑土体运动机理研究
1．2．3 崩滑土体运动过程理论研究
1．3 主要研究内容与方法
1．3．1 主要研究内容
1．3．2 研究方法
1．4 创新性研究成果

2 黏性崩滑土体运动力学分析与动力学模型导入
2．1 黏性崩滑土体模型概化与运动过程分析
2．2 颗粒在黏性填隙介质中运动受力分析
2．3 黏性崩滑土体动力学模型导入及关键参数
2．3．1 颗粒接触碰撞赫兹模型
2．3．2 PFC3D颗粒粘连模型
2．3．3 影响黏性崩滑运动关键参数及确定方法探讨
2．4 小结

3 影响黏性崩滑土体运动关键参数确定
3．1 黏性填隙介质材料
3．1．1 填隙介质（泥浆）材料及其基本性质
3．1．2 实验试样制备及实验仪器
3．2 介质密度对切向受力性能影响
3．2．1 旋转剪切实验仪器与实验方案
3．2．2 黏性填隙介质剪切强度确定
3．2．3 剪切应力与剪切速率、含水率关系
3．2．4 填隙介质屈服应力与密度关系
3．3 黏性填隙介质密度对剪切刚度影响
3．3．1 动力黏度与剪切速率关系
3．3．2 黏性填隙介质剪切刚度确定
3．3．3 动力黏度与含水率关系
3．4 黏性填隙介质密度对法向粘连力影响
3．4．1 法向拉伸实验仪器及实验方案
3．4．2 法向粘连强度、刚度确定
3．4．3 法向粘连力与间距关系
3．4．4 法向粘连力和速率与间距比关系
3．4．5 介质密度对法向粘连范围影响
3．5 小结

4 黏性崩滑土体运动数值仿真
4．1 数值模型构建及参数设定
4．1．1 数值模型构建及检测颗粒设置
4．1．2 相关参数取值
4．2 内部颗粒运动特征
4．2．1 颗粒运动的阶段性
4．2．2 各阶段颗粒运动特征
4．3 介质密度对颗粒运动过程影响
4．3．1 介质密度对颗粒位置演化过程影响
4．3．2 介质密度对颗粒速度演化过程影响
4．4 介质密度对崩滑土体运动过程形态影响
4．4．1 无黏和黏性崩滑运动过程形态
4．4．2 各工况下黏性崩滑运动坡面形态
4．5 介质密度对崩滑运动冲击力影响
4．5．1 不同工况正面冲击形态
4．5．2 介质密度对障碍墙冲击过程影响
4．6 数值仿真程序
4．7 小结

5 黏性崩滑土体运动物理实验验证
5．1 实验模型、材料和方法
5．2 黏性崩滑土体坡面形态
5．2．1 运移过程正面形态
5．2．2 运移过程侧面形态
5．3 介质密度对坡面形态演化过程影响
5．3．1 坡面形态随时步变化过程
5．3．2 同一时刻崩滑运动坡面形态对比
5．4 介质密度对黏性崩滑运动过程影响实验分析
5．4．1 黏性崩滑运动位置与时间关系
5．4．2 黏性崩滑运动速度与时间关系
5．5 黏性碎屑流坡面运动过程数值模拟与检验
5．5．1 黏性泥浆影响下颗粒运动方程
5．5．2 黏性介质材料及关键参数确定
5．5．3 黏性碎屑坡面运动数值实验与物理实验模型对比
5．5．4 实验方法及实验结果对比与分析
5．6 小结

6 结论和进一步研究内容
6．1 结论
6．2 进一步研究内容
参考文献

复杂地质环境下的工程稳定分析与风险评估 书籍名称： 复杂地质环境下的工程稳定分析与风险评估 作者： [此处可填入作者姓名，例如：李明, 王强] 出版社： [此处可填入出版社名称，例如：科学技术出版社] 出版年份： [此处可填入出版年份，例如：2024] --- 图书简介 本书系统深入地探讨了在复杂地质条件下，各类土体与岩体工程结构的稳定性分析方法、潜在风险的识别与评估，以及相应的工程对策与技术应用。面对现代工程建设日益深入山区、高边坡、软土地基等复杂地质区域的趋势，对工程安全性的要求达到了前所未有的高度。本书旨在为岩土工程师、结构设计师、地质灾害防治专家以及相关领域的研究人员提供一个全面、前沿且实用的参考框架。 全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到先进数值模拟、从传统工程地质勘察到现代监测预警技术的多个维度。全书分为五个主要部分，层层递进，确保读者能够构建起一个完整的知识体系。 第一部分：复杂地质本构关系与本构模型 本部分聚焦于理解和描述复杂地质材料在不同荷载和环境条件下的力学响应。我们深入剖析了传统土体力学模型（如Mohr-Coulomb、Drucker-Prager）的局限性，并重点介绍了适用于现代工程实践的先进本构模型。 章节重点： 1. 非线性粘塑性理论基础： 回顾了损伤塑性理论、应变软化现象及其在岩土体中的体现。详细讨论了粘性土、松散砂土在超固结和欠固结状态下的屈服准则演化路径。 2. 岩体结构强度理论： 针对节理岩体的蠕变、蠕变破坏机制，引入了基于结构面强度参数的损伤演化模型，特别是考虑了结构面上的水力耦合效应。 3. 高边坡与深基坑中的应力路径依赖性： 阐述了在大型开挖和回填过程中，土体应力路径如何影响其最终强度和变形特性，为边坡支护设计提供理论支撑。 4. 温度与渗透耦合作用下的本构关系： 在冻融环境或深层地热开发区域，土体的力学性能受温度影响显著，本章探讨了考虑温度梯度和水分迁移的非饱和土本构模型。 第二部分：边坡工程稳定性分析的深化 边坡稳定性是岩土工程关注的核心议题。本书超越了传统的极限平衡法，侧重于引入先进的位移控制和概率分析方法，以应对复杂地质条件下的不确定性。 章节重点： 1. 极限平衡法的高级应用与局限： 详细对比了Bishop法、Janbu法等经典方法的适用范围，并探讨了在非均质岩层中如何应用多层极限平衡法。 2. 强度折减有限元法（SRM）： 系统介绍了基于数值模拟的强度折减技术，用于精确计算边坡的安全系数，并分析了折减过程中失效模式的演变过程。 3. 降雨入渗对边坡稳定性的动态影响： 建立了降雨入渗模型与土体力学模型的耦合分析框架。重点讨论了降雨导致的孔隙水压力升高、有效应力降低的连锁反应，以及预测浅层滑坡的临界降雨阈值。 4. 复杂地形与多重不连续面的分析： 针对节理发育、软弱夹层存在的岩质边坡，引入了基于接触面力学的分析方法，模拟结构面上的滑动和拉伸失稳过程。 第三部分：软土地基与深基坑工程 现代城市化进程中，软土地基处理与深基坑工程的风险控制是重中之重。本部分针对地基沉降、不均匀固结以及基坑失稳风险进行深入剖析。 章节重点： 1. 固结理论的扩展： 深入探讨了三维固结理论在大型填方工程中的应用，并介绍了考虑自重固结和超固结历史对固结速率影响的模型。 2. 软土地基的强度指标与长期稳定性： 分析了现场测试（如CBT、CPTU）数据与实验室剪切试验结果之间的关系，侧重于评价永久性侧向位移的风险。 3. 深基坑支护系统的设计优化： 详细阐述了地下连续墙、SMW工法等支护结构的受力机理，并结合实例分析了监测数据反馈在优化支护刚度上的作用。 4. 邻近构筑物的沉降控制： 提出了基于沉降差异控制的设计理念，并引入了影响线法、荷载叠加法等工具，用于预测和控制深基坑开挖对既有建筑的影响。 第四部分：地质灾害的风险评估与监测预警技术 本部分将工程分析的成果转化为实际的风险管理和灾害预防措施。强调了从确定性分析向概率性风险评估的转变。 章节重点： 1. 地质灾害风险评估体系构建： 介绍了层次分析法（AHP）、模糊综合评价法在区域性滑坡和崩塌风险分区中的应用，构建了多因子风险评估指标体系。 2. 位移监测数据的信息化处理： 重点介绍基于GPS、InSAR（合成孔径雷达干涉测量）和倾角仪阵列获取的形变数据的时间序列分析，包括小波分解和卡尔曼滤波在趋势提取中的应用。 3. 基于阈值的预警模型： 结合历史灾害数据，建立基于变形速率和累积变形的预警阈值模型，实现多级预警响应机制。 4. 消灾减灾的工程措施： 探讨了针对不同类型地质灾害的工程治理技术，包括锚固灌浆加固技术、重力式挡土墙设计规范，以及排水减压技术的优化应用。 第五部分：数值模拟的前沿进展与多场耦合分析 现代岩土工程分析越来越依赖于高性能的数值计算方法。本部分聚焦于先进的数值模拟平台在解决复杂工程问题中的应用。 章节重点： 1. 离散元法（DEM）在块体结构分析中的应用： 介绍了DEM如何模拟岩石破碎、颗粒运动以及结构面的接触和摩擦行为，特别适用于块石坡和隧道围岩的动态响应分析。 2. 有限元法（FEM）中的先进算法： 讨论了XFEM（扩展有限元法）在模拟裂纹萌生与扩展中的优势，以及如何处理结构单元（如锚杆、桩基）的精确嵌入。 3. 流固耦合（FSI）与热固耦合分析： 详细展示了如何利用多场耦合分析来模拟地下水位的波动对边坡抗剪强度的影响，以及冻融作用对地基承载力的长期影响。 4. 参数反演与模型率定： 阐述了如何结合现场监测数据，利用优化算法对数值模型中的材料参数进行反演和率定，以提高模型预测的可靠性。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 书中包含大量的工程案例分析和现场实测数据，确保理论模型能够有效指导工程实践。 方法前沿性： 涵盖了目前国际岩土工程领域研究的热点和关键技术，如概率风险评估和多场耦合模拟。 强调不确定性管理： 认识到地质环境的复杂性，本书引导读者从传统的确定性思维转向科学管理和量化不确定性。 本书内容全面、深度足够，是岩土工程领域专业人员不可多得的技术参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就相当吸引人，那种深邃的蓝色背景，搭配着抽象的土黄色和橙色线条，仿佛描绘了山体崩塌时那种复杂而充满力量的运动轨迹。我拿到书的时候，第一感觉就是它的份量，不是物理上的厚重，而是知识上的沉甸甸，让人立刻就想翻开一探究竟。虽然我对PFC3D这个软件本身并不十分熟悉，但从书名来看，它似乎是在深入探讨一种特定类型的地质灾害——黏性土体的崩滑运动，而且是通过三维的数值模拟方式来展现。我猜想，书中应该会详细介绍PFC3D软件在处理这类复杂地质问题时的优势，比如它如何模拟颗粒之间的相互作用，以及如何将黏性土体的独特力学特性融入到模型中。我很期待看到书中是如何一步步构建模型，设置参数，然后进行模拟分析的。特别是关于“运动过程研究”，这听起来就充满了动态感，我希望书中能够展示出土体从开始变形到最终失稳滑动的整个过程，包括速度的变化、位移的累积、甚至可能伴随的能量释放等等。如果书中还能附带一些直观的模拟结果图，比如三维动画的截图或者关键时刻的变形示意图，那就更棒了，那样即使是像我这样背景稍弱的读者，也能比较容易地理解其中的原理和结论。总的来说，这本书给我的第一印象是专业、严谨，并且充满研究的深度，它似乎能解答我一直以来对这类地质灾害发生机理的好奇。

评分☆☆☆☆☆

我作为一个在某工程公司工作的工程师，一直以来都非常关注如何更精确地预测和评估边坡失稳的风险。市面上的相关书籍不少，但很多要么过于理论化，要么只停留在二维分析层面，难以真实反映复杂的地质体在三维空间中的受力变形情况。这本书的出现，无疑为我们提供了一个全新的视角。PFC3D，这个名字听起来就很“硬核”，我理解它可能是一种基于离散元方法的数值模拟工具，特别适合处理岩土体这类由无数颗粒组成的复杂介质。书中“黏性崩滑土体”这个词，也正是我日常工作中经常需要面对和处理的问题。黏性土体不同于一般的岩石边坡，它的变形特性更加复杂，塑性变形、蠕变等现象都可能显著影响其稳定性。我非常好奇书中是如何将这些黏性土体的特有性质，例如内摩擦角、黏聚力、屈服准则等，通过PFC3D的颗粒模型来加以模拟的。更重要的是，它提出的“运动过程研究”，我认为这才是真正解决问题的关键。我们需要的不仅仅是事后的分析，更需要的是对事发过程中土体内部应力、应变、位移以及变形速率等动态变化的准确把握，这样才能为工程设计和应急处理提供更可靠的依据。书中如果能详细阐述模拟过程中是如何捕捉到这些动态变化的，并且提供一些实际工程案例的验证，那这本书的价值将是巨大的，绝对是值得我们反复研读的案头必备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目，乍一看就带着一股科学探索的神秘感。我是一名地质爱好者，对大自然的鬼斧神工充满了敬畏，尤其是那些令人震撼的地质灾害，比如山体滑坡和崩塌。虽然我不是专业人士，但我一直对它们背后的成因和演变过程非常好奇。从书名“基于PFC3D黏性崩滑土体运动过程研究”，我能感受到作者一定投入了大量的心血，去解开这些自然现象的奥秘。PFC3D，这个缩写对我来说是陌生的，但“研究”二字告诉我，这背后一定有严谨的科学方法和深入的思考。我猜测，这本书可能不是一本简单的科普读物，而是一本承载着研究成果的学术专著。书名中的“黏性崩滑土体”，暗示了研究对象具有一定的黏性，这使得土体的运动过程可能比一般的岩石崩塌更加复杂和缓慢，也许会涉及到变形、蠕变等过程，而非瞬间的破碎。而“运动过程研究”，则表明作者并非仅仅关注最终的滑塌状态，而是着力于分析土体在整个运动过程中的力学响应和行为变化。这让我联想到，书中可能会有大量的图表和数据，来展示土体在不同阶段的速度、加速度、受力状况等等。我希望这本书能够用一种相对易懂的方式，向我这样的非专业读者解释清楚，PFC3D这个工具是如何模拟出土体运动的，以及研究这些运动过程对于我们理解和预防类似灾害有什么样的意义。如果书中能够穿插一些生动的案例分析，或者作者个人的研究心得，那就更好了，那样会让这本书读起来不那么枯燥，更有温度。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书的名字，我的第一反应是它一定包含了大量的计算和模拟内容，因为“PFC3D”这个术语听起来就非常专业，暗示着一种精密的计算机建模技术。我是一个对工程领域，特别是岩土工程的数值模拟方法非常感兴趣的学生，所以我对这类书籍有着天然的关注。这本书的核心似乎在于“黏性崩滑土体运动过程研究”，这表明它不仅仅是关于PFC3D软件本身的应用，更侧重于利用这个工具来深入理解一类特定的地质灾害——黏性土体的崩滑。我猜测，书中可能会详细介绍PFC3D在处理黏性土体时所面临的挑战，比如如何表征黏性土的流变特性，如何模拟颗粒之间的粘附作用，以及如何将这些复杂的物理过程转化为数值模型。更重要的是，“运动过程研究”这几个字，让我对书中内容的动态性充满了期待。我希望看到的是，如何通过PFC3D模拟出土体从初始状态到发生崩滑，再到运动停止的整个过程，包括速度、加速度、应力应变场的变化，甚至可能还会涉及到土体的破坏模式。书中如果能够提供一些实际工程案例的分析，将模拟结果与实际观测数据进行对比，那将极大地增强这本书的说服力和实用性。我尤其希望书中能够清晰地阐述PFC3D的优势，以及它在分析此类复杂地质问题时，相比于其他数值方法（如有限元法）的独到之处。对于我而言，这是一本极具吸引力的学习资料，有望为我的毕业论文提供重要的研究思路和方法指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，就像一张精美的海报，瞬间就抓住了我的眼球。它给我一种强烈的预感：这本书一定蕴含着前沿的科学思想和严谨的学术探索。我是一名对工程地质，特别是滑坡、崩塌等灾害防治领域充满热情的研究生，一直致力于寻找能够深化我对这些复杂地质现象理解的理论和方法。PFC3D，这个名字对我来说并不陌生，我知道它是一种强大的颗粒流模拟软件，在处理非连续介质方面有着独特的优势。而“黏性崩滑土体运动过程研究”这个副标题，更是精准地概括了本书的研究对象和核心内容。我猜测，书中会详细介绍如何利用PFC3D来构建黏性土体的三维离散元模型，如何引入黏性土特有的力学行为，比如黏聚力、屈服准则以及在不同应力状态下的变形规律。更令我兴奋的是“运动过程研究”这个说法，它意味着这本书不仅仅停留在静态分析，而是深入到土体从诱发到发展的整个动态过程。我希望书中能详细阐述模拟过程中是如何捕捉到土体的微观运动，例如颗粒间的接触力变化、孔隙水压力动态、以及宏观上的变形和位移累积。如果书中能够通过大量的模拟结果图，例如应力云图、位移矢量图、速度剖面图等，来直观地展示土体的运动轨迹和力学响应，那将极大地提升本书的可读性和信息量。我非常期待书中能有关于不同诱发因素（如降雨、地震）对黏性崩滑土体运动过程影响的对比分析，以及基于模拟结果提出的相应防治建议。这本书，无疑是我当前研究中最渴望得到的一份宝贵的研究资料。