岩土工程有限元分析：应用思维导图
有限元法在岩土工程中的应用PPT课件
例一：砼面板坝
砼面板
堆石
上游立视
土与结构的相互作用问题？ 面板是受拉？受压？（顺坡向） 面板哪些部位受压？ 面板哪些部位受拉？
第12页/共100页
例二：土质心墙堆石坝
粘 土 心 墙
糯扎渡、双江口 拱效应
第13页/共100页
例三：三峡二期围堰
一道？ 塑性混凝土？
第14页/共100页
Ry Rx
4
x
有限元基本步骤
（1）用离散结构代替原结构：离散结构由许多 单元体组成，各单元只在结点处有力的联系。 （2）荷载简化到结点上，{R}
（3）由s～ε→[D]→[K] Ke BT DBdxdydz
（4）解线性方程组 [K]{δ}={R} （5）由位移{δ}→应变{ε}→应力{s} （6）对非线性问题，需重复（3）-（6）步。
Center: X: 7.430e-001 Y: 1.808e-001 Z: 2.857e+000 Dist: 1.612e+003
Rotation: X: 20.921 Y: 0.023 Z: 40.064 Mag.: 7.29 Ang.: 22.500
Block Group
tunnel_2#_tun_1 tunnel_2#_tun_2 tunnel_2#_tun_3 tunnel_2#_tun_4 tunnel_1#_tun_1 tunnel_1#_tun_2 tunnel_1#_tun_3 tunnel_1#_tun_4 weiyan
View Title:
Center: X: -1.034e-001 Y: -4.213e-002 Z: 5.556e+000 Dist: 2.396e+002
同济大学岩土工程测试技术思维导图
设备安装和试验操作
尺寸效应
预压与荷载分级
影响因素
加荷速率与沉降稳定标准 反力方式
地基土的均匀性
其他因素
绘制相关曲线
确定地基承载力
整理及应用
计算变形模量
估算土的不排水抗剪强度
估算土的基床反力系数
桩载荷试验
其他类型
水平载荷试验
单桩 地基土
静力触探试验
单桥探头
比贯入阻力
探头种类
双桥探头
锥尖阻力、侧壁摩阻力
柔性好
应变灵敏度大
分类与材料
按敏感材料分
膜式
允许电流密度大 工作范围广
优点
稳定性、温度特性好
缺点
灵敏度系数小
体型
分类
薄膜型
扩散型
电阻应变片式传感器
半导体应变片
优点
应变灵敏度大，分辨率高 体积小，能测加速度
缺点
可重复性不大 较大应变下，非线性误差大
确定方法
5%抽样，试验测定
灵敏度
确定过程
应力仪测ε 电位差计测ΔR/R
温漂
真实反映变化输入量的能力，时间函数差就是动态误差
零阶系统（比例系统）
灵敏度：放大系数
一阶系统（惯性系统）
时间常数τ越小响应越快
动态传递特性
传感器基本动态特性方程
二阶系统
ξ=0，无阻尼 0<ξ<1，欠阻尼 ξ=1，临界阻尼
ξ>1，过阻尼
灵敏度
线性范围
响应特性（动态/静态）
传感器选用原则
精确度
稳定性（可靠度）
土的状态和应力历史
粘土静止侧压力系数K0
砂土静止侧压力系数K0
砂土的相对密实度Dr
基坑有限元分析
为研究本基坑开挖对青山支路及通讯塔的影响，以便指导设计，经综合考虑，采用岩土、隧道结构专用有限元分析软件MIDAS/GTS NX进行计算。
本次二维数值计算分析模型中，土体采用平面应变单元模拟，本构模型为修正摩尔库伦模型；模型左右边界固定水平位移，底部边界固定水平竖向位移，上部边界为地表自由面；自重荷载取重力加速度。
模型一：选取基坑西侧AB剖面段作为典型计算剖面，该断面处基坑深度8.3m，采用“双排桩”的支护方式，双排桩规格：∅1000@1300灌注桩，桩长29.5m，桩底进入6层中风化泥质粉砂岩约2.0m；前排桩后侧设置双轮铣水泥土搅拌墙，桩长L=27.40m，水泥土搅拌墙能够隔断基坑内外的水力联系。
基坑外侧为青山支路，青山支路宽度约20.0m，车流量较大。
工况1：初始地应力形成图1：初始地应力形成工况2：施工支护桩图2：施工支护桩工况3：第一次开挖土体图3：第一次开挖土体工况4：开挖至坑底图4：开挖至坑底模型的横向位移云图详见下列图：图5 工况1横向位移云图（初始地应力形成）图6 工况2横向位移云图（施工支护桩）图7 工况3横向位移云图（第一次开挖土体）图8 工况4横向位移云图（开挖至坑底）图9 工况1竖向位移云图（初始地应力形成）图0 工况2竖向位移云图（施工支护桩）图11 工况3竖向位移云图（第一次开挖土体）图12 工况4竖向位移云图（开挖至坑底）青山支路的横向位移云图详见下列图：图13 工况3横向位移云图（第一次开挖土体）图14 工况4横向位移云图（开挖至坑底）图15 工况3竖向位移云图（第一次开挖土体）图16 工况4竖向位移云图（开挖至坑底）由计算结果可知：当完成基坑土体开挖后，青山支路的最大水平变形为14.7mm（向基坑方向），最大竖向变形为3.4mm（沉降）。
变形均处于基坑开挖允许范围之内，满足要求。
模型二：选取基坑北侧BC剖面段作为典型计算剖面，该断面处基坑深度8.7m，采用“双排桩”的支护方式，双排桩规格：∅1000@1300灌注桩，桩长27.4m，桩底进入6层中风化泥质粉砂岩约1.5m；前排桩后侧设置双轮铣水泥土搅拌墙，桩长L=26.40m，水泥土搅拌墙能够隔断基坑内外的水力联系。
岩土力学与工程离散单元法
这段摘录展示了离散单元法在工程实践中的应用和价值。离散单元法的广泛应 用证明了其在实际工程中的有效性和实用性，为工程领域的发展和进步做出了 重要贡献。
《岩土力学与工程离散单元法》这本书通过深入剖析岩土力学的复杂性和离散 单元法的原理及应用，为读者展现了一个全面而深入的知识体系。书中的精彩 摘录只是其中的冰山一角，但足以让我们感受到这本书的魅力和价值。对于从 事岩土工程研究和实践的人员来说，这本书无疑是一本宝贵的参考书籍。
目录分析
《岩土力学与工程离散单元法》是一本专注于岩土力学领域，特别是离散单元 法（DEM）在岩土工程中的应用的书籍。通过对其目录的详细分析，我们可以 对书中的内容结构、主题深度和广度有一个初步的了解。
目录的结构安排反映了作者的写作意图和书籍的逻辑框架。该书的目录首先介 绍了岩土力学的基本概念和原理，包括岩土体的物理性质、力学特性以及岩土 体在外部作用下的应力、应变和破坏行为。这些基础知识为后续章节中离散单 元法的应用提供了必要的理论支撑。
目录还包含了关于离散单元法的发展趋势和前景展望的内容。这部分内容不仅 总结了离散单元法在当前的研究和应用现状，还展望了未来可能的研究方向和 应用领域，为读者提供了更深入的思考和研究方向。
《岩土力学与工程离散单元法》这本书的目录结构清晰、内容丰富，既包含了 岩土力学的基础知识，又详细介绍了离散单元法的原理和应用，同时还展望了 未来的发展趋势。这样的目录设计既方便读者快速了解书籍的整体框架和内容 要点，也为读者深入学习和研究岩土力学与离散单元法提供了有力的支持。
在阅读这本书的过程中，我深受Cundall P. A.教授提出的离散单元法的启发。 离散单元法通过模拟颗粒之间的相互作用和运动规律，能够准确地反映岩土材 料在颗粒尺度上的力学特性。这种方法不仅适用于岩石块体力学问题的分析， 而且可以广泛应用于土力学领域。
土建思维导图
（大白话简介思维导图）土建思维导图一、准备报审开工二、开工报审三、地基施工四、基坑护坡降水五、基础施工六、主体施工阶段七、屋面施工八、二次结构施工九、装饰装修（非精装修施工）十、竣工验收资料二、开工报审项目准备启动，动工前现场准备资料三、地基施工地基施工（1）地基分为有桩地基以及无桩地基，两种地基要求如下：无桩地基施工是开挖到设计标高后对基槽原状土的承载力试验、检测、报检报验的过程，过程资料比较简单，按照工序结合现场报送就可以了；有桩地基主要给大家讲解砼灌注桩、砼预制桩、CFG 桩（粉煤灰碎石混凝土桩）三种常用桩，掌握了方式方法其他不常见桩施工也会报验工作，具体资料如下：11、基坑支护施工（堆载试验合格，地基基础在开挖前，根据设计基础标高与现地平标高进行检查，根据开挖深度出具可行的支护方案或专家论证，或者不做基坑支护直接进行大放坡开挖施工，大放坡施工直接下步13项土方检验批报验即可。
如果开挖方案需要进行基坑支护，按照以下进行：基坑支护常用有灌注桩排桩围护墙、钢板桩、土钉墙。
A、灌注桩排桩围护墙就是本章节说的钢筋混凝土桩施工，桩挨着打，做成围护墙一样，施工工序报验一样，从头到尾按照本章节报验即可。
B、钢板桩施工：（依据地基与基础工程质量验收标椎 7.3.2 进行施工检验批报检，施工前上报方案交底以及打桩单位的资质和材料进厂报验。
C、土钉墙施工：施工前土钉等物资进场报验、水泥进场复试。
施工时土钉墙施工检验批报检，土钉要进行抗拔承载力试验以及浆体试块留置进行强度检测出具标养 28 天强度报告）12、土方开挖工程检验批验收记录（堆载试验完成合格后，进行土方开挖，开挖至图纸设计桩顶标高位置，开挖前应上报土方开挖方案给监理，对班组做好土方工程技术交底。
土方开挖前要先进行基槽降水，上报降水方案以及井点布置图给监理，工期紧的一边降水一边开挖，所以，降水施工详见导图第 4 项讲解）13、土方开挖隐蔽验收记录（依据群文件报送隐蔽资料或者做施工记录都可以）14、桩位偏差检查记录（开挖后对桩心定位偏差复核资料上报监理、甲方，是由总工技术人员绘制偏差图，由设计调整基础形式，出变更图纸，资料员归档）15、桩身完整性检测报告（土方开挖至设计标高，剔除桩头后在桩头位置进行桩基大应变、小应变试验，检测桩身完整性，有断桩的设计出变更进行补打桩或变更基础，接桩、补桩头的要留置试块。
岩土工程极限分析有限元法及其应用
岩土工程极限分析有限元法及其应用摘要：通过研究分析发现，将工程结构离散化是极限分析有限元法的核心内容，简单地说实际的工程结构是通过想象进行离散一定数量的规则单元组合体，然后分析这些组合，结果应用于实际的结构中，通过这种实践在一定程度上解决了工程建设过程中的问题。
因此，本文笔者将详细对极限分析有限元法进行分析阐述。
关键字：岩土工程；极限分析有限元法；应用引言自上世纪初，岩土工程的极限分析方法（包括极限平衡法、滑移线场法、上下限分析法）取得了较好进展，在实际工程得到了广泛的应用。
其中一些方法需要一些人工架设，一些方法的解决方案非常有限，这限制了该方法的开发和应用。
其中有限元法数值方法适应力较强且应用广泛，但在工程设计中，不能求出稳定安全系数 F 和极限承载力，从而限制了岩土工程中有限元数值分析方法的运用。
一、经典岩土极限分析法的发展及问题基于力学的极限分析方法，土体处于理想的弹塑性或者刚塑性状态，处于极限平衡状态，即土体滑动面上各点的剪应力与土体的抗剪强度相等或者滑动面上的作用力与抗剪力相等。
极限平衡状态下的土体有两个力学性质：第一是土体处于不稳定的状态，所以它可以作为一个岩土工程破坏失稳的判据；第二是岩土材料强度充分发挥，达到最大经济效益，因此，在岩土工程中常把土体极限平衡作为设计依据。
有两种方法可以将地基或土坡引入极限状态：一是增量加载，如地基的极限承载力；二是强度折减，如土坡的稳定安全系数。
经典极限分析方法普遍应用于均质材料。
极限状态的设计计算仅参考破坏条件及屈服条件，不需要参考岩土复杂的本构关系，从而大大简化了岩土工程的设计计算。
极限状态计算应满足以下条件：（1）屈服条件或者破坏条件。
（2）静力平衡条件和力的边界条件。
（3）应变、位移协调条件和位移边界条件。
目前主要采用以下4种经典极限分析法：上、下限分析法、滑移线场法、变分法与极限平衡法。
每种都具有各自的特点，但还有一些需作假定，如上限法、滑移线场法、极限平衡法等都需对临界滑动面作假定，不适用于非均质材料，特别是岩石工程强度的不均性，从而限制了极限分析法的应用，这正是极限分析法在经典岩土工程的缺陷。
注册岩土工程师深基础、桩基总结及思维导图可编辑版
注册岩土工程师深基础、桩基总结及思维导图可编辑版目录深基础（构造、承载力、变形、承台设计）...........................基本规定 (3) (3)软弱下卧层计算： (11)实体深基础模型 (11)桩基负摩阻计算： (12)抗拔桩 (13)桩基沉降计算： (15)深基础承台设计： (18)深基础（构造、承载力、变形、承台设计）基本规定液化稳定以下的长度可能出现负摩阻力抗拔基桩力里网,一日比黄入阻力标0值。
让42 川M>*2 21Ag・幡|»力・冬卜____»±««$±8a±r)tt184MR41tl±«»?KM±««»SK«±<»±C假1＜东■，*窗株■不层小”土■动ma下，之・,且内发・承（1力1门・6*H・・力承・。
依■以上4d也图内的格如■力等gqcl H ■上下保典陶力标充值qcJB幡龄力■墨J-H«＞B71-（大上收）］内初展头❸力军Wig短《1香土层■—力库会•支星««±»±・9^向41*八0力”$—-C wn±. •土”土. s石土-C un±. ♦土e±.netr厩*«葡u±h・2mai内倒•・力无atSSRttM 承餐力每米他AX»MW3Be«F*1«MHr»Wte««lWW J|•Bfli 向♦*承*力y»由千K・不・央金真心阴・号》原*力悦笑金*31亭*入MS*・nn 角■■“R力sa・QqS*先向*0力*一第人“力KJi。
,Q«Hna«<Ap«»±gv« h■9售向松・我整力“a-多■ MMI力工■«力ts合M ■---- KAX£. ;l*b«・H・田•・雄■力8*11»fisavaittsH一MEI T tt«fc上5♦*上下&€m后&•夏ms } eSCMVA«BBaxaa«x*BDi«OCbTmm.• ♦♦RR用我■力M；a・QiAmmttgT.•waft/xtKXMj"w»1a. a不大千3月州・不小于•5W.显■9不小于2即・nA**nuaA-aam±««tzMKNAF<n>t»iMU不•加»tiii 怎9・金于4・・tL Sti.*含“*W闻决取力”«MB土塔H・不•翕_ sesftseais定向承■力”UH上■妫《＞■”“♦籁”塔盟！!•对夏川Ma点状&e的网63林＜作终，--- Bol承X效应而Knc一❸值中书■存■¥械减“6・2事出承台计-•na»waa,加台ittvist. **条总京台”■fiMttSft*pumn±*f**e±w. a<awo0a JjgL力叫卜iK<®n«T *IT------ J-43延霞rr用L]一心a■伶阚下■湾1.单桥法：La：桩长4 15m取0.75,桩长之30取09 中间值为0.75 + 0.01x(/-15)2.桩端比贯入阻力：桩端以上8d范围内：pskl桩端以下4d范围内：psk2(当比贯入阻力大员OMPa时有折减系数C:20 - 30MPdR5 / 6；35MPa取2/ 3； > 40MPa取1 /2)桩端静力触探比贯入阻力标准值psk：当pskl < psk2： psk = 0.5x(pskl + y^psk2)当pskl > psk2： psk = psk23.用每层土的比贯入阻力直确定桩极限侧摩阻力1sik注意点：地面以一Bm内均为15kpa当黏土层位于粉砂层之间时即满足2和4条时取小值即才她计算粉砂层被穿透和未被嬷差穿透系数〃：有psk/下卧层psk查表nQuk = "Zqskixli +aApxqci=l2.经验参数法/大直径桩：1.经验参数法：N63.5不修正；未完成自重腌的填土和生活垃圾土不计侧摩阻力2.扩底高度h +2d范围内，不计桩侧摩阻力3.大于800需要考虑大直径引起IWL壁坍塌的效应，干作也、湿作业大直径灌跳擦桩4.大直径尺寸效应系数：黏土、粉土：桩侧(0.8/d严桩端：(0.8/D)/4砂土、碎石土：桩侧(0.8/d严桩端：(0.8/D产3.双桥法：L桩端阻力系数a：粘性土、粉上/3；饱和砂士1/24.桩端阻力标准值桩端以上4d： pci桩端以下Id： pc2桩端阻力标准值：pc = PC1+ PC25.桩侧各土层极限侧摩阻力综合修正系数：黏土、粉土：^si = 10.04x(fsi)°55砂土：/7si = 5.O5x(fsi)-045116.Quk = 〃Z】i x 佟ixfsi+ax Apxpci=l4 .钢管桩/混凝土空心桩将空心面积按实心算但是乘以一定的折减系数如n Quk = //^q ski + ApAp x qc 1=1 nQuk = q sId x li+q pk (A p x q e + /pA pl )i=l5 .嵌岩桩：嵌入中风化、微风化才味风化内的部分侧阻万口端阻力合在一起考蛛数加 介 嵌岩深径比、岩石软更程度，嵌岩深度如熟斜面取小值 当为干作业成桩（清鼾净），泥浆护壁成孑而注浆qxl.2Quk = //^q sik xl i +e -r Apxf rk6后注浆灌注桩（有应力释放土体松弛，考虑龙＞现象）泥浆护壁成孔灌注桩：注浆截面以上 12m （由于泥浆护壁，周边t 体饱和，浆液只能向上走） 干作业：桩端以上6m,注浆截面上下例mQuk = "Zqsik x L + Qsik xl i x 氏i + Ap x & x q pk干作业钻挖孔，持力勒粘性土、粉土，折解数0.6 持力层为砂土、碎石七寸，折减系数0.8 大直径则需再乘珈G %7 .液化地基满足上面1.5m,下面1m 时取折减系数，不满趣0挤土桩间距不大取d,排数大于5排，桩数大于25根，提高一档Nl = Np +lOOp （l-e/3Np ）zNc 的即不液化，折减系糠1 8 .考虑承台效应的基桩询力 R = Ra + 77c ・fak ・Acf.lk ：台下0.5台宽且不超过5米范围内的h b /d<5：取0.16—dh b /d>5：取0.8当钢管桩有内隔板时,n 为分出的面积个数做题注意点：1.极限承载力标准做uk = 2Ra； Ra竖向承载力特征值2.设计值/标准值；基底/基础顶；3桩长设计注意进入持墟的构造深度要求4.大D桩h + 2d范围内不计侧摩阻力5.承台效应：参数取值坊点众多A：当承台底为可液化、湿陷性、高灵敏、欠雕、新填土、超孔压、土体隆起B后压浆7取低值C饱和粘性土中的挤土桩软土地基上的桩基承台/宜取低值的0.8倍6.单桥和双桥的区别在于是否给了探头平均侧阻力亚。