數(shù)值模擬讀書報(bào)告

1、礦業(yè)大學(xué)2022級一碩一士討論生課程考試試卷考試科目巖土工程數(shù)值計(jì)算法考試時(shí)間2022年12月同學(xué)姓名學(xué) 號 ZS1所在院系力學(xué)與建筑工程學(xué)院任課老師中國礦業(yè)高校討論生院培育管理處印制巖土工程數(shù)值計(jì)算法讀書報(bào)告依據(jù)課程要求，我在閱讀了*的一篇關(guān)于壓力拱運(yùn)用于深基坑開挖的碩士畢 業(yè)論文后完成了這篇讀書報(bào)告，并依據(jù)老師的要求指出了他的論文中有關(guān)巖土工 程數(shù)值方法的問題。以下的文章主要從四個(gè)方面對該文章做出相關(guān)的評價(jià)。1.數(shù)值計(jì)算方法的問題1.1.文章表達(dá)、語法、符號等問題(1)文章L1節(jié)中第一段第一句話太長，應(yīng)當(dāng)斷成多句話。應(yīng)將其改為“改 革開放以來，我們國家城市化速度明顯加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，

2、導(dǎo) 致城市建筑用地急劇下降。為了提高城市建設(shè)中土地的采用率，各類 用途的地下空間已經(jīng)在各大城市中得到廣泛的開發(fā)采用。諸如高層建 筑的多層地下室、地下鐵道及地下車站、地下停車庫、地下街道、地 下商場、地下醫(yī)院、地下倉庫、地下民防工事以及多種地下民用和工 業(yè)設(shè)施等J(2)文章1.1節(jié)中第一段的其次句話規(guī)律稍有不通，應(yīng)改為“為了提高城市 建設(shè)中土地的采用率，各大城市的地下空間已經(jīng)廣泛地采用于各種用 途?！?3)文章1.1節(jié)第一段第五行的第一句話中“以及多種”應(yīng)當(dāng)為“等各種二 由于作者前文中所例舉的多層地下室、地下鐵道等與地下民用和工業(yè) 設(shè)施是附屬關(guān)系，所以不行以用“以及”。(4)文章1.1節(jié)第一段第

3、六行的第六個(gè)字“以”改為“數(shù)”字更為合理。(5)文章1.1節(jié)其次段第五行的第一個(gè)逗號應(yīng)當(dāng)為句號。(6)文章1.2節(jié)的小節(jié)第一段其次行“開往深度”應(yīng)為“開挖深度”。(7)文章小節(jié)第四段的其次句話開頭的“尤其是應(yīng)當(dāng)去掉。因其與“較 為突出”表達(dá)有重復(fù)之嫌。(8)文章最終一段最終一句話的最終應(yīng)改為“所以確保深基坑的開挖對城 市生命管線的肯定平安沒有影響”。(9)文章小節(jié)其次段第三行中將“判別基坑內(nèi)土體圍巖的穩(wěn)定”改為“判 別基坑內(nèi)土體圍巖的穩(wěn)定性”。(10)文章第五頁第四段第一句中的“開控過程”應(yīng)當(dāng)是“開挖過程二(11)文章第九頁中最終一段在多種常用的數(shù)值模擬軟件中選擇ANSYS用于 該課題的討論，

4、選擇緣由只用了 “綜合考慮各方面的因素” 一句話概 括，作出簡潔的介紹應(yīng)當(dāng)更為抱負(fù)。(12)文章15頁的圖2-3和第16頁的圖2-4標(biāo)注處的文字太小，不便于讀者 查看。并且作者沒有說明該圖是哪一個(gè)刨面的應(yīng)力云圖。(13)文章17頁的公式(2-1)應(yīng)當(dāng)給作一副圖說明坐標(biāo)轉(zhuǎn)換前后的狀況。(14)文章17頁倒數(shù)其次行的“0=0。”應(yīng)改為“0=90?！?15)文章第21頁的圖2-6、第23頁的圖2-7、第24頁的圖2-8、第26頁的 圖2-9、第28頁的圖2-10、第29頁的圖2-11和第31頁的圖2-12線條 上的數(shù)據(jù)點(diǎn)太大，影響圖片的清楚及美觀。(16)文章第41頁第一段的其次行最終一句話和其次段

5、的第一句話中的“附 件土體”應(yīng)當(dāng)為“四周土體”。(17)文章第45頁的圖3-12中，沒有注釋各種顏色代表什么狀態(tài)，讀者簡潔 困惑。(18)文章第46頁的小結(jié)(1)中描述的三維實(shí)體壓力拱外形應(yīng)當(dāng)像半個(gè)具 有肯定厚度橢圓球殼，而不是半個(gè)橢圓球。描述不是很清楚。1.2.文章作出的假設(shè)文章的基本假設(shè)有以下4點(diǎn)：(1)由于基坑工程一般是一個(gè)臨時(shí)性工程，所以本文忽視深基坑開挖過程 中，地下水滲流場的影響。(2)本文假設(shè)基坑是在一個(gè)均質(zhì)土體的抱負(fù)地質(zhì)條件下開挖的。(3)由于基坑支護(hù)狀況的不確定性，本文沒有考慮基坑的支護(hù)狀況。(4)本文采納土體模形為抱負(fù)彈塑性模形，其破壞準(zhǔn)那么為Drucker-Prager屈

6、 服準(zhǔn)那么。作者作出這4條假設(shè)是合適的，由于假設(shè)的設(shè)計(jì)能夠保證得到的各種結(jié)論能 夠較好的符合實(shí)際狀況，而且給計(jì)算帶來肯定的便利。除了以上四條基本假設(shè)，作者對邊界條件也作出了假設(shè)：計(jì)算區(qū)域邊界上的 邊界條件可分為三類：一是位移邊界條件，二是速度邊界條件，三是應(yīng)力邊界條 件。本次數(shù)值模擬分析依據(jù)位移邊界條件進(jìn)行設(shè)置，即認(rèn)為：基坑的開挖對四周 土體位移的影響隨著土體遠(yuǎn)離基坑而漸漸削減，到了計(jì)算區(qū)域邊界位移影響為0。 取左右邊界為x方向的位移約束，前后邊界為y方向的約束，底邊界為z方向的約 束，頂面自由。由于基坑開挖的影響范圍是肯定的，所以對于模型的尺寸選擇應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮 對計(jì)算機(jī)資源的節(jié)省。作者假設(shè)模

7、形的水平寬度為基坑寬度外各向兩側(cè)延長2.5 倍的基坑寬度，模形的豎直方向(Z方向)的深度為4倍的基坑開挖深度。假設(shè)合 理。.數(shù)值計(jì)算方法創(chuàng)新性分析壓力拱是土木工程中拱效應(yīng)現(xiàn)象之一，自壓力拱效應(yīng)提出以來，其始終在地 下隧道、地下洞室等方面運(yùn)用較多。作者考慮到深基坑的開挖與地下洞室的開挖 存在相像之處，于是討論分析深基坑開挖過程中壓力拱的形成過程。作者在分析壓力拱的形成過程中，定義了壓力拱厚度和卸壓區(qū)深度兩個(gè)概念, 并通過正交試驗(yàn)、線性回歸等方法得到了基坑長寬比、基坑開挖深度、土體彈性 模量、土體粘聚力和土體內(nèi)摩擦角等因素對壓力拱厚度和卸壓區(qū)深度的影響，并 得到其與各個(gè)因素的回歸曲線方程。最終還通

8、過最小二乘法得到了壓力拱厚度的 計(jì)算公式。作者還通過對不同剖面上的壓力拱外形的結(jié)合，得到了圓形深基坑和矩形深 基坑的三維壓力拱示意圖，使讀者能夠更加清楚的了解壓力拱的形成。.數(shù)值計(jì)算方法總體評價(jià)計(jì)算方法的選擇采納了 ANSYS軟件來對深基坑開挖時(shí)壓力拱的形成過程進(jìn)行分析。 采納電子計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬分析，可以考慮各個(gè)方面的因素影響，很好的模擬實(shí)際 狀況，并且處理速度快，經(jīng)濟(jì)適用。在計(jì)算深基坑開挖過程中基坑尺寸、基坑土體力學(xué)參數(shù)等因素的影響時(shí)，采 納了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，由于該設(shè)計(jì)適用于影響因素多的狀況，能很好的找出各因素 敏感度程度。而且正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)相比擬于全面試驗(yàn)分析，減小了試驗(yàn)次數(shù)，大大 削減工作量

9、，所以該方法選擇合理。結(jié)論的有效性本文通過數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗(yàn)兩種種手段對同一基坑實(shí)際問題進(jìn)行了討論， 并且將兩種種手段得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比照論證，得出了肯定的結(jié)論，符合了科學(xué)討 論的論證規(guī)律，具有科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，可以作為一種結(jié)論應(yīng)用到今后的相關(guān)工作 中。.建議針對城市用地急劇下降的問題，提出提高城市建設(shè)中土地的采用率 的有效方法一一開發(fā)地下空間，然后引出文章主題：深基坑的討論。隨后作者提 出了現(xiàn)在深基坑的開發(fā)所遇到的問題，并且對城市深基坑工程的討論現(xiàn)狀作出了 具體的介紹。隨后，作業(yè)介紹了壓力拱的討論現(xiàn)狀，并且闡述了壓力拱效益對深基坑開挖 的討論意義。作者通過數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗(yàn)、正交試驗(yàn)等方法，對深基坑開挖過程產(chǎn)生壓 力拱的狀況進(jìn)行了分析計(jì)算，并得到了深基坑開挖過程中土