砂土材料在土木工程中應(yīng)用廣泛,傳統(tǒng)的理論研究和工程設(shè)計方法都是基于連續(xù)介質(zhì)的理論對砂土進(jìn)行研究的,并沒有考慮土樣中顆粒的大小、形狀、顆粒之間接觸力的相互關(guān)系和顆粒的排列方式等,所以基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論對砂土進(jìn)行研究與現(xiàn)實(shí)是不符的。離散單元法是一種不連續(xù)的數(shù)值模擬方法,與傳統(tǒng)的數(shù)值方法相比,它能夠更合理的描述顆粒粒度、物性、形狀的分散性,以及運(yùn)動的瞬態(tài)、波動、碰撞、顆粒凝聚和聚團(tuán)的破裂、破碎行為,特別適用于土的非連續(xù)性變形等問題的研究。在離散元理論中,準(zhǔn)確的細(xì)觀參數(shù)是采用離散元進(jìn)行合理模擬的前提。然而,由于表述離散元細(xì)觀參數(shù)與宏觀參數(shù)之間關(guān)系的精確理論還不完善,確定砂土材料宏-細(xì)觀力學(xué)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系還未建立,目前離散元模擬的細(xì)觀參數(shù)選取具有相當(dāng)?shù)闹饔^性和不確定性,嚴(yán)重影響了分析結(jié)果的可靠性。因此,準(zhǔn)確的細(xì)觀參數(shù)確定方法已成為離散元應(yīng)用亟待解決的關(guān)鍵問題。本文基于最優(yōu)化理論,提出了砂土材料離散元細(xì)觀參數(shù)自動識別的方法。首先,采用PFC離散元軟件模擬砂土的雙軸壓縮試驗(yàn),對細(xì)觀參數(shù)的靈敏度進(jìn)行了分析,得出砂土材料的顆粒摩擦系數(shù)和顆粒接觸剛度對宏觀參數(shù)的影響較為敏感。然后,在此雙軸壓縮數(shù)值試驗(yàn)...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 離散元方法的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 離散元細(xì)-宏觀力學(xué)參數(shù)關(guān)系研究的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 優(yōu)化算法概述
        1.2.4 離散元方法在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用
    1.3 本論文的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 砂土材料離散元細(xì)觀參數(shù)的靈敏度分杯
    2.1 顆粒流的物理模型概述
    2.2 試樣模型的構(gòu)建
    2.3 摩擦系數(shù)對彈性模量、峰值強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角的影響
        2.3.1 摩擦系數(shù)對彈性模量的影響
        2.3.2 摩擦系數(shù)對峰值強(qiáng)度的影響
        2.3.3 摩擦系數(shù)對內(nèi)摩擦角的影響
    2.4 法向接觸剛度對彈性模量、峰值強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角的影響
        2.4.1 法向接觸剛度對彈性模量的影響
        2.4.2 法向接觸剛度對峰值強(qiáng)度的影響
        2.4.3 法向接觸剛度對內(nèi)摩擦角的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于模式搜索算法的砂土材料離散元細(xì)觀參數(shù)的自動識別
    3.1 模式搜索算法介紹
    3.2 砂土材料離散元細(xì)觀力學(xué)參數(shù)自動識別的理論基礎(chǔ)
        3.2.1 優(yōu)化問題的提出
        3.2.2 細(xì)觀參數(shù)識別的PFC程序?qū)崿F(xiàn)
    3.3 算例
        3.3.1 實(shí)例應(yīng)用一
        3.3.2 實(shí)例應(yīng)用二
    3.4 細(xì)觀參數(shù)識別的部分輸出結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的砂土材料離散元細(xì)觀參數(shù)自動識別
    4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法介紹
        4.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)規(guī)則
        4.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程
    4.2 砂土材料細(xì)觀力學(xué)參數(shù)反分析的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立
        4.2.1 輸入、輸出樣本的選擇和設(shè)計
        4.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立
        4.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與仿真
        4.2.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演能力驗(yàn)證
        4.2.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 邊坡穩(wěn)定性分析的顆粒流模擬
    5.1 工程概況
    5.2 邊坡模型的建立
        5.2.1 邊坡土體離散元細(xì)觀參數(shù)識別
        5.2.2 模型建立
    5.3 邊坡模擬結(jié)果及穩(wěn)定性分析
        5.3.1 邊坡模擬結(jié)果
        5.3.2 強(qiáng)度折減法邊坡穩(wěn)定性分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號：4043120