數值模擬讀書報告

1、礦業(yè)大學2022級一碩一士討論生課程考試試卷考試科目巖土工程數值計算法考試時間2022年12月同學姓名學 號 ZS1所在院系力學與建筑工程學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值計算法讀書報告依據課程要求，我在閱讀了*的一篇關于壓力拱運用于深基坑開挖的碩士畢 業(yè)論文后完成了這篇讀書報告，并依據老師的要求指出了他的論文中有關巖土工 程數值方法的問題。以下的文章主要從四個方面對該文章做出相關的評價。1.數值計算方法的問題1.1.文章表達、語法、符號等問題(1)文章L1節(jié)中第一段第一句話太長，應當斷成多句話。應將其改為“改 革開放以來，我們國家城市化速度明顯加快，城市規(guī)模不斷擴大，

2、導 致城市建筑用地急劇下降。為了提高城市建設中土地的采用率，各類 用途的地下空間已經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，應改為“為了提高城市 建設中土地的采用率，各大城市的地下空間已經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”應當為“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) 設施是附屬關系，所以不行以用“以及”。(4)文章1.1節(jié)第一段第

3、六行的第六個字“以”改為“數”字更為合理。(5)文章1.1節(jié)其次段第五行的第一個逗號應當為句號。(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“尤其是應當去掉。因其與“較 為突出”表達有重復之嫌。(8)文章最終一段最終一句話的最終應改為“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“判別基坑內土體圍巖的穩(wěn)定”改為“判 別基坑內土體圍巖的穩(wěn)定性”。(10)文章第五頁第四段第一句中的“開控過程”應當是“開挖過程二(11)文章第九頁中最終一段在多種常用的數值模擬軟件中選擇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，作出簡潔的介紹應當更為抱負。(12)文章15頁的圖2-3和第16頁的圖2-4標注處的文字太小，不便于讀者 查看。并且作者沒有說明該圖是哪一個刨面的應力云圖。(13)文章17頁的公式(2-1)應當給作一副圖說明坐標轉換前后的狀況。(14)文章17頁倒數其次行的“0=0。”應改為“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 上的數據點太大，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”應當為“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(1)中描述的三維實體壓力拱外形應當像半個具 有肯定厚度橢圓球殼，而不是半個橢圓球。描述不是很清楚。1.2.文章作出的假設文章的基本假設有以下4點：(1)由于基坑工程一般是一個臨時性工程，所以本文忽視深基坑開挖過程 中，地下水滲流場的影響。(2)本文假設基坑是在一個均質土體的抱負地質條件下開挖的。(3)由于基坑支護狀況的不確定性，本文沒有考慮基坑的支護狀況。(4)本文采納土體模形為抱負彈塑性模形，其破壞準那么為Drucker-Prager屈

6、 服準那么。作者作出這4條假設是合適的，由于假設的設計能夠保證得到的各種結論能 夠較好的符合實際狀況，而且給計算帶來肯定的便利。除了以上四條基本假設，作者對邊界條件也作出了假設：計算區(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，三是應力邊界條 件。本次數值模擬分析依據位移邊界條件進行設置，即認為：基坑的開挖對四周 土體位移的影響隨著土體遠離基坑而漸漸削減，到了計算區(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當同時考慮 對計算機資源的節(jié)省。作者假設模

7、形的水平寬度為基坑寬度外各向兩側延長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。假設合 理。.數值計算方法創(chuàng)新性分析壓力拱是土木工程中拱效應現象之一，自壓力拱效應提出以來，其始終在地 下隧道、地下洞室等方面運用較多。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)深度兩個概念, 并通過正交試驗、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 計算公式。作者還通過對不同剖面上的壓力拱外形的結合，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。.數值計算方法總體評價計算方法的選擇采納了 ANSYS軟件來對深基坑開挖時壓力拱的形成過程進行分析。 采納電子計算機數值模擬分析，可以考慮各個方面的因素影響，很好的模擬實際 狀況，并且處理速度快，經濟適用。在計算深基坑開挖過程中基坑尺寸、基坑土體力學參數等因素的影響時，采 納了正交試驗設計，由于該設計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。而且正交試驗設計相比擬于全面試驗分析，減小了試驗次數，大大 削減工作量

9、，所以該方法選擇合理。結論的有效性本文通過數值模擬、室內試驗兩種種手段對同一基坑實際問題進行了討論， 并且將兩種種手段得到的數據進行比照論證，得出了肯定的結論，符合了科學討 論的論證規(guī)律，具有科學性和嚴謹性，可以作為一種結論應用到今后的相關工作 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狀作出了 具體的介紹。隨后，作業(yè)介紹了壓力拱的討論現狀，并且闡述了壓力拱效益對深基坑開挖 的討論意義。作者通過數值模擬、室內試驗、正交試驗等方法，對深基坑開挖過程產生壓 力拱的狀況進行了分析計算，并得到了深基坑開挖過程中土