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摘要:岩石真正形成的全部过程非常复杂,而且其中也存在着很多裂隙、节理、孔隙还有地下水等,这就直接导致岩体成为了一种由多介质所构成的不连续体。而且由于岩石材料的物理特性和力学特性都非常的复杂,所以要想真正的通过解析手段来对地下洞室、隧道、高速公路以及桥梁基础和大坝等多种地下结构物的力学动态情况进行分析,就必须要真正建立其一种精度非常高的本构关系方程式。
关键词:岩土工程;数值分析;定量分析;思考
1岩土工程数值分析的重要性分析
岩土工程中进行数值分析,是对岩土工程施工具体方案制定提供依据,同时也是保证岩土工程施工的重要基础。从岩土工程施工理论上分析,岩土工程在施工期间,因为其本身属于自然产物,所处区域不同,所以从基本性质上会出现一些差别,当然对于工程施工的可预见性不高。对于岩土工程施工必须采取实地考察的方式,对数据信息准确测定,这样才能保证施工方案制定的科学性。但是在实际施工中,岩土工程施工数据分析方面存在问题,实际落实情况并不理想,特别是岩土信息收集方面,只能掌握岩土工程的基本属性数据,对于使用数值方面并不准确,导致施工方案制定上遇到难题。在此基础上,积极采用数值分析的方式,对岩土工程的基本属性、涉及到的各种数值信息及时掌握,准确判断岩土工程性质。
2岩土工程分析当中的主要问题
在进行岩土工程的分析工作当中,人们通常都会使用一种简化的物理模型来直接对工程问题加以描述,然后再将这种工程问题直接转化成数学方面的问题,最后通过数学的方法来将其直接解出。在这其中最典型的例子就是饱和软粘土地基在经过大面积堆载作用下所产生的沉降问题就直接被简化成一种固结的物理模型,因此就可以将其转化成相应的固结方程来求解。这其中所采用的连续介质力学模型的求解工程问题就包括:运动微分方程式,这种方程式主要包括动力和静力这两种分类;几何方程,这种方程当中就主要包括了大小两种的应变分析类型;本构类方程,这种方程式也被称为力学本构方程,而对于那些非常具体话的工程问题,就需要严格的根据一些具体的边界条件以及初始类条件来直接求解出以上方程当中的有效答案,不过针对那些非常浮渣的工程问题就需要采用相应的数值分析法来进行求解。
而对不同的工程问题则必须建立起连续介质力学的模型来求解,不过所使用的运动微分方程式以及几何方程都大致相同,这其中极不相同的还是本构性的方程、边界条件以及初始条件等等。而如果其中的材料直接为线性弹性体时,那么其本构方程就可以直接定义为广义上的虎克定律。将岩土材料直接视为一种多相体,这就可以采用连续介质力学模型来分析,整个分析的过程就主要包括了以下几种方程:运动微分方程式,主要有动力和静力这两种;总应力方程式,这种总应力通常都是有效应力和孔隙压力两种有效应力原理的总和;连续性方程,这种方程当中总体积变化都是各个相体积变化的总和;几何类方程,这种方程主要包括了大小应变分析这两种分类;本构方程,这种方程其实就是力学和渗流本构方程。
主要是针对各种不同的岩土工程方面的问题来进行,运用基本方程当中的运动微分方程式、有效应力原理以及连续方程和几何方程类的表达式都基本相同,最大的不同只是在本构方程方面。针对这种具体岩土工程的问题,就必须要严格的根据一些具体的边界条件以及初始条件来求解出以上方程的答案,通常都会采用连续介质力学模型来分析出其中不同的岩土工程的问题,这其中最大的不同还是本构模型、初始条件和边界条件等。
3岩土工程的数值分析
岩土工程数值分析的准确性与全面性,是保证岩土工程施工质量的重要条件,同时岩土工程本身在施工期间,地质条件较为复杂,涉及范围比较广泛,所以数值的准确分析,需要掌握正确的分析方法,这样才能保证数值分析能够更加规范与科学。
3.1确定岩土数值分析本构理论的切入点
岩土本构理论是支持岩土工程施工的重要基础,在本构理论不断完善的同时,需要准确掌握数字分析的切入点,实际岩土工程施工中,切入点为本构模型。本构模型是树数值分析的基础,在数值分析期间,需要注意以下几点。首先是对于岩土性质呈现多样性的情况下,需要对获取设置分析的初始数据,但是当前技术初始数据获取具有一定难度。相关专家对这方面提出这方观点,认为反应作用与效应作用之间存在错综复杂的联系,其中的原理变为本构关系。当然涉及到范围相对比传统分析范围广泛,所以其中也存在很多原理。加上岩土结构生产环境与条件的不同,呈现出明显的区域性特点,结合岩土性质以及属性的不同,正确认识到多样性。将介质力学模式应用到分析中,对数值准确分析。其次是岩土工程中岩土也具备多样性特点,造成岩土工程中的岩土一直变化,这种情况对实际岩土工程施工造成影响。对岩土工程施工理论进行分析,因为岩土属于气体与固体以及液体的结合,并且三者相互融合,对其区分存在难度。积极从实践操作中对其中的问题进行分析,将介质力学渗透到其中,对施工数值准确分析,帮助岩土工程解决施工中的问题。以上构成岩土本构模型,所以确定本构模型为切入点,准确分析岩土工程相关数值。
3.2及时对本构模型归类分析
确定岩土工程中的本构模型为切入点,及时对本构模型展开分析。期间需要结合本构模型原理,对其准确分类,这是数值准确分析的重要步骤。针对数值分析,必须关注类别划分以及类别之间的关系。首先是类别划分中,结合本构模型,将其划分为科学模型与工程使用模型两种。其次是对模型之间的关系进行确定,对于这方面,需要结合岩土工程实际情况为基础。对类别划分方面,只需要根据岩土工程反应的情况为参考,观察其中的客观规律就能够发现,但是低于两者的区别以及确定实际施工中存在的规律,必须从简单操作实际应用等角度出发,因此更注重岩土工程施工施工期间,呈现出的数据变化,认清岩土工程施工期间的注意事项,以施工需求作为数值分析的引导,保证工程施工的数值分析准确,这样才能进一步解决岩土工程施工中存在的问题,同时提升岩土工程施工分析的准确性与严谨性。
3.3完善岩土工程数值分析体系
岩土工程在数值分析期间,具备一定的分析体系,当然这个体系还需要不断完善。首先需要对数值分析相关的理论展开详细研究分析,不断提高数值分析的标准化与规范化,同时还要针对岩土工程数值分析具体事项,对岩土工程内部研究做好充实的基础,在打好前提量的基础上,岩土工程数值分析更加准确。制定详细的岩土工程计算方案,采取适当的数值分析方法,准确对岩土数值工作展开分析。其次还要对岩土工程方面加强专业培训力度,不间断的为岩土工程数值分析培养专业人才,认真践行岩土工程数值分析原则与规范,保证数值分析的准确全面。最后是专业培训方面,结合岩土工程数值分析体系,不断积累岩土工程经验,提升岩土工程发展的力度,增强岩土工程发展效能。
4结束语
总之,在岩土数值分析工程中对分析的方法的应用,对工程中存在的问题、采取的措施和对策进行总结和分析。从不同的方面的细节的问题的分析和研究是为了方便岩土工程数值分析的顺利进行。岩土工程数值分析师一个系统性的工作,每一个细节性的问题都会影响着工程的进展的情况。所以在各种的基础之上我们进行全方位的、多层次的研究和分析。这样能给广大的工程建设者和使用者提供必要的理论参考和一定的依据。
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