巖土與地下工程虛擬仿真實(shí)驗室- 專(zhuān)業(yè)定制

巖土與地下工程虛擬仿真實(shí)驗室- 專(zhuān)業(yè)定制

巖土與地下工程虛擬仿真實(shí)驗室- 專(zhuān)業(yè)定制

1、土力學(xué)試驗

（1）二維滲透與流網(wǎng)分析實(shí)驗

利用土工有限元計算程序，開(kāi)發(fā)相應的用戶(hù)界面，依據土力學(xué)二維滲透計算原理和流網(wǎng)的基本性質(zhì)，進(jìn)行各種土工問(wèn)題（如基坑，土石壩）的二維滲流計算，繪制二維流網(wǎng)，計算斷面單位時(shí)間透水量。

（2）一維壓縮試驗

利用土工有限元計算程序，采用劍橋土體模型，開(kāi)發(fā)相應的用戶(hù)界面，模擬一維固結壓維試驗過(guò)程，繪制一維壓縮試驗的e-p曲線(xiàn)和e-log(p)曲線(xiàn)，確定相應的土體體積壓縮系數，側限壓縮模量、壓縮指數以回彈模量。

（3）一維固結仿真試驗

利用BIOT固結原理土工有限元計算程序，開(kāi)發(fā)相應的用戶(hù)界面，進(jìn)行一維壓縮試驗的數值仿真，確定土樣壓縮量隨時(shí)間的變化過(guò)程，平均固結度隨時(shí)間的變形過(guò)程以及超孔隙水壓力的變化性狀。

（４）直剪試驗仿真

采用土工有限元分析方法，開(kāi)發(fā)相應的數值試驗處理界面，模擬仿真直剪試驗的過(guò)程。通過(guò)數值仿真，學(xué)生學(xué)習并撐握直剪試驗的原理，試驗過(guò)程和土體抗剪強度參數的確定。

（５）三軸試驗仿真 

采用土工有限元分析方法，開(kāi)發(fā)相應的數值試驗處理界面，模擬仿真三軸試驗的過(guò)程，包括不固結不排水、固結不排水和固結排水的三種三軸試驗，學(xué)生通過(guò)仿真試驗的操作，熟悉并掌握三軸試驗的原理，試驗操作和試驗過(guò)程；領(lǐng)會(huì )并撐握不同的土體（緊砂、松砂，正常固結土和超固結土）在不同的三軸剪切試驗中的土樣體積和超靜孔隙水壓力，應力與應變等變化性狀。

（6）地基極限承載力仿真試驗

采用土工有限元分析方法，土體采用摩爾-庫倫模型模擬，開(kāi)發(fā)相應的數值試驗處理界面。采用數值分析方法，進(jìn)行地基承載性狀進(jìn)行數值虛擬試驗，使學(xué)習掌握條形基礎和短形基礎荷載作用下的地基極限破壞模式；比較、領(lǐng)會(huì )并掌握普朗德?tīng)柡吞郴鼗鶚O限承載力計算原理的假定及計算方法。

（7）邊坡穩定分析的虛擬試驗

采用極限平衡方法和強度折減有限元方法，分析邊坡穩定。使學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì )瑞典條分法、BISHOP條分法及Janbu條分法的力的平衡假定和計算原理。通過(guò)強度折減有限元方法的邊坡失穩滑動(dòng)的虛擬試驗，理解邊坡的坡壞機理，并與極限平衡法進(jìn)行比較，充分地掌握邊坡穩定的分析方法。

在平時(shí)教學(xué)中展開(kāi)數值虛擬仿真試驗。相應的有限元計算程序和極限平衡法的邊坡穩定分析程序本實(shí)驗室已具備，后繼只要開(kāi)發(fā)相應的前后處理模塊即可，將計算內核作為后臺處理，使本科生不必接觸有限元等相應的計算原理，即可獨立開(kāi)展數值仿真試驗。

2、基礎工程實(shí)訓實(shí)驗

（1）基坑開(kāi)挖過(guò)程仿真分析試驗

采用商業(yè)土工有限元分析軟件，通過(guò)數值分析仿真分析試驗，使學(xué)生充分掌握基坑支護結構隨開(kāi)挖過(guò)程的內力與位移變化性狀，各種基坑支護結構的各種破壞模式（隆起，失穩及滲透破壞）與機理，并與傳統的經(jīng)驗計算公式進(jìn)行比較，學(xué)習并領(lǐng)會(huì )相應的計算方法。

（2）樁基礎的堅向和水平承載性狀分析試驗

采用商業(yè)土工有限元分析軟件，分析單樁和群樁的堅向和水平承載性狀，學(xué)習領(lǐng)會(huì )樁基礎的荷載傳遞機理。

 在平時(shí)教學(xué)和基礎工程課程設計中展開(kāi)數值虛擬仿真計算。

3. 地下工程實(shí)訓實(shí)驗

采用商業(yè)土工數值分析軟件，展開(kāi)超大復雜基坑開(kāi)挖的數值分析，各種隧道開(kāi)挖（如礦山開(kāi)挖、新奧爾良法及盾構開(kāi)挖，以及錨桿和注漿的施工過(guò)程模擬）的數值分析。

在地下結構課程教學(xué)和相應的畢業(yè)設計中展開(kāi)數值仿真的應用。