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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