第1章 绪论 1
引言 1
计算机仿真 2
颗粒流方法 2
颗粒流产生的背景及方法特点 3
颗粒流基本理论 3
颗粒流方法与其他离散单元法相比的特点 4
颗粒流方法解题途径 5
参考文献 6
第2章 基于数字图像技术的砂土模型试验细观结构参数测量 7
数字图像技术基础 7
图像获取 8
图像预处理 9
形态学分水岭分割 13
砂土模型试验细观结构参数测量方法 16
试验设备与操作要求 17
分离砂颗粒 19
求解细观结构参数 24
砂土细观图像定量分析软件的开发与使用 26
软件开发 27
软件使用 35
参考文献 39
第3章 土体剪切带细观分析与数值模拟 40
引言 40
双轴试验中砂土剪切带的形成与发展 41
砂土试样剪切带 41
剪切带倾角 43
砂土室内试验与PFC2D模型剪切带对比 44
平面应变试验中砂土剪切带的形成与发展 45
模型参数 45
颗粒流数值模拟结果分析 46
剪切带影响因素分析 55
黏性土剪切带的颗粒流模拟 59
黏性土剪切带倾角 62
黏性土剪切带宽度 62
细观参数对剪切带的影响 63
参考文献 73
第4章 边坡稳定破坏细观力学机制与数值模拟 74
边坡破坏模型试验及细观参数分析 74
边坡破坏模型试验 74
试验结果定性分析 76
图片数字化分析 79
砂土细观参数分析 84
边坡室内模型试验的颗粒流模拟 86
模拟结果 87
模拟细观分析 88
细观参数对边坡破坏形式的影响 89
颗粒流、FLAC和毕肖普法的计算比较 95
土体宏观参数的选取 95
两种方法的计算比较 96
参考文献 100
第5章 加筋地基的试验研究与颗粒流数值模拟 101
水平加筋地基承载力的模型试验研究 101
模型试验简介 101
试验结果及分析 104
竖向加筋地基承载力的模型试验研究 105
模型试验简介 105
试验结果及分析 108
加筋地基的颗粒流模拟分析 108
模型模拟 108
模型试验数据的获取 110
模拟试验 111
模拟试验结果分析 112
小结 133
参考文献 133
第6章 刚性挡墙试验与颗粒流模拟 134
引言 134
刚性挡墙试验 135
试验设计 135
试验结果分析 139
试验结论 145
被动土压力颗粒流模拟 145
颗粒流模型的建立 145
控制挡墙不同移动方式 146
土压力的量测 147
被动土压力的PFC2D模拟结果 147
计算结果与试验结果的对比 150
主动土压力颗粒流模拟 151
墙土间外摩擦角和土体内摩擦角与位移的关系 152
刚性挡土墙主动土压力颗粒流模型 153
颗粒流模拟结果与试验结果对比 155
结论 156
参考文献 157
第7章 渗流与渗透破坏的模型试验与颗粒流数值模拟 159
模型试验系统 160
试验装置 160
试验土样 166
试验过程 169
不同粒径可动颗粒的试验结果 170
不同粒径可动颗粒的试验结果 170
流失量变化 172
颗粒移动规律和通道形成特点 179
临界水力梯度的研究 180
渗流的颗粒流细观模拟研究 184
达西定律 184
渗流的颗粒流细观模拟原理 184
颗粒流模型的准备 186
数值模拟结果 188
小结 190
砂土渗流侵蚀的细观数值模拟 190
数值模拟原理 191
模拟过程 193
模拟结果分析 194
结论 197
砂土渗透破坏的细观数值模拟 197
固液耦合颗粒流分析模型 197
管涌现象的室内试验模拟 199
管涌现象的颗粒流模拟 200
小结 204
参考文献 205
第8章 砂土地基振冲加固模型试验与颗粒流模拟 207
引言 207
振冲室内模型试验 208
全模振冲模型试验 208
半模振冲模型试验 217
振冲加固颗粒流模拟 224
振冲加固模型的基本要求 224
细观颗粒流模型的建立 225
振冲过程模拟 231
模拟结果分析 232
土体孔隙率变化分析 233
颗粒定向性变化分析 234
振冲影响因素的研究与分析 238
结伦 241
参考文献 242
第9章 桩端刺人及桩间土变形的细观研究与颗粒流模拟 243
引言 243
桩端刺入及桩间土变形的模型试验 244
试验装置 244
试验过程 245
试验内容 246
单桩桩端刺入变形试验 247
桩间土变形试验 254
桩端刺入及桩间土变形的颗粒流模拟 261
单桩桩端刺入变形的颗粒流模拟 261
桩间土变形问题的颗粒流模拟 269
单群桩桩端刺入破坏的颗粒流模拟 273
单桩桩端刺入的颗粒流模拟 273
单排桩桩端刺入的颗粒流模拟 283
小结 289
参考文献 291
第10章 侧向受荷桩模型试验与颗粒流模拟分析 292
引言 292
主动单桩试验研究 293
试验简述 293
试验结果 295
桩周土体位移分布 298
主动单桩颗粒流模拟分析 300
模拟准备工作 300
颗粒流模拟分析 301
小结 304
被动单桩的试验研究 304
实验概述 304
试验结果 305
被动单桩颗粒流分析 309
模拟准备工作 310
颗粒流模拟分析 311
小结 313
侧向受荷单排双桩水平面上性状研究 314
主动桩试验结果 314
颗粒流模拟 317
被动桩试验结果 318
颗粒流模拟 320
其他因素对“拱”效应的影响 322
小结 327
参考文献 328
第11章 风砂土地基扩展基础在上拔荷载作用下的试验研究与数值模拟 329
引言 329
模型试验 331
上拔荷载与上拔位移 333
土体在上拔荷载作用下的破坏形态 334
上拔荷载作用下的土中应力 336
地基土的上拔强度机理 337
颗粒流方法的数值模拟 338
基本颗粒的生成 339
扩展基础的生成 341
模型试验的模拟成型 341
上拔荷载加荷的过程模拟 342
砂土颗粒的细观结构反映分析 343
上拔荷载与上拔位移关系的颗粒流数值模拟 346
颗粒流数值模拟与试验结果的对比分析 347
结论 348
参考文献 350
第12章 饱和砂土液化破坏细观力学机制与数值模拟 351
饱和砂土液化模型试验 352
试验模型 352
试验内容 354
试验宏观结果分析 356
试验细观图像处理分析 358
固液耦合细观模型及其理论 360
饱和砂土的细观力学模型研究 360
PFC2D固液耦合细观模型 362
模型的二维验证 367
饱和砂土地震液化的细观数值模拟 369
饱和砂土液化的数值模拟 369
数值模拟的宏观响应 372
数值模拟的细观响应 377
与模型试验结果的对比 383
参考文献 383
第13章 砂土地基的爆炸法密实细观力学机制与数值模拟 385
引言 385
爆炸法密实吹填砂地基的现场试验 386
试验场地概况 386
试验方案 387
试验结果分析 389
相似定律在颗粒流细观数值模拟中的应用 393
爆炸法密实饱和砂地基细观数值模拟 396
前处理 396
后处理 398
参考文献 416
第14章 筒仓内散体物料压力的颗粒流数值模拟 417
引言 417
筒仓的模型试验与分析 419
试验目的与方法 419
试验的结果与分析 420
筒仓动压力的颗粒流数值模拟分析 422
模拟结果分析 428
筒仓仓壁压力增大机理的颗粒流数值模拟分析 429
概述 429
引起筒仓产生超压的原因分析 430
小结 435
结论 436
参考文献 437