数学力学在岩土工程中的应用课件.ppt

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1、数学力学在岩土工程中应用煤炭科学研究总院西安研究院工程地质研究所徐拴海所长研究员提纲一、岩土工程的概念和范畴二、数学力学在岩土工程的应用三、岩土工程面临的对象和问题四、岩土工程对数学力学的需求五、数学力学工作者的机遇岩土工程概念和范畴岩土工程的学科定位岩土工程土木工程的分支学科，解决土木工程地面以下的问题。地质学科的延伸和应用，以地质及相关学科为基础。岩土工程的学科定位土木工程岩土工程结构工程市政工程供热、供燃气、通风及空调工程防灾减灾工程及防护工程桥梁与隧道工程什么是土木工程土木工程的定义土木工程是指运用数学、物理、化学等基础学科知识，力学、

2、材料等技术科学知识以及工程技术来规划、设计、修建各种建筑物和构筑物的一门学科。土木工程的范围土木工程的范围非常广泛，它包括建筑工程、桥梁工程、公路与城市道路工程、市政管道工程、铁路工程、水利工程、矿业工程、港口工程、海洋工程等。具体的形式有：房屋、桥梁、隧道、水坝、运河，卫生系统、运输系统、矿业系统、能源系统、电力系统、通信系统的各种固定部分——公路、铁路、机场、矿井、油井以及港口设施、电力设施、通信设施。土木工程的应用建筑工程中的应用土木工程的应用公路工程中的应用土木工程的应用铁路工程中的应用贵昆铁路线新干线铁路土木工程的应用桥梁工程中的应用

3、润杨长江公路大桥土木工程的应用桥梁工程中的应用润杨长江公路大桥锚碇基础开挖土木工程的应用隧道工程中的应用土木工程的应用机场工程中的应用土木工程的应用市政管道工程中的应用土木工程的应用电力工程中的应用土木工程的应用电力工程中的应用土木工程的应用通信工程中的应用土木工程的应用矿业工程中的应用土木工程的应用石油天然气工程中的应用土木工程的应用水利水电工程中的应用THREEGORGESPROJECT（中国三峡水利水电项目）土木工程的应用港口码头工程中的应用土木工程的应用海洋工程中的应用什么是岩土工程岩土工程的定义岩土工程是土木工程领域专门研究关于土体和

4、岩体的工程性质及其应用的一个学科分支。它的研究对象是岩土体，它的研究内容是对岩土体的整治、改造和利用问题。岩土工程的范围土木工程中所有涉及土体和岩体的部分都包括在岩土工程的范围之内。岩土工程范围岩土工程的范围土质学地质学（包括水文）工程勘察地基基础（地基处理、基础工程）开挖工程（基坑开挖、隧洞开挖）支护工程（基坑支护、边坡支护及泥石流防治）工程检测与监测岩土工程历史岩土工程的发展历史第一历史发展时期18世纪工业革命以前，岩土技术仅是积累的零星的工程经验。第二历史发展时期18世纪60年代工业革命期后建立一系列经典的土力学理论。如1776年库仑发表

5、了建立在滑动土楔平衡条件分析基础上的土压力理论；Mohr—Coulomb强度理论，为土压力、地基承载力和土坡稳定分析奠定基础。1856年达西建立了有孔介质中水的渗透理论，即著名的达西定律；1857年朗肯提出了建立在土体的极限平衡条件分析基础上的土压力理论，它与库伦理论被后人并称为古典土压力理论。岩土工程历史岩土工程的发展历史1885年包辛内斯克和1892年弗拉曼分别提出均匀的、各向同性的半无限体表面在竖直集中力和线荷载作用下位移和应力分布理论。1920年普朗德尔根据塑性平衡的原理，导出了著名的极限承载力公式。第三历史发展时期20世纪初，铁路、大

6、坝和高层建筑的兴建为岩土工程的发展提供了客观条件；太沙基提出的有效应力原理为代表，在试验技术和计算方法方面形成了完整的土力学体系。第四历史发展时期人们对于岩土特性的认识还远不能满足工程实践的要求，岩土工程设计仍然是在很大的不确定性条件下进行的，随着工程规模和难度的增大，岩土工程中新的技术问题不断出现，工程事故仍时有发生。在21世纪社会、经济和科学技术的飞跃发展，岩土工程将在充满矛盾和挑战中进入新的发展历史时期。岩土工程内容工程勘察岩土工程内容地基处理高真空击密法岩土工程内容基础工程岩土工程内容基坑开挖岩土工程内容隧洞开挖岩土工程内容基坑支护南平

7、武夷花园岩土工程内容边坡支护锚索框架岩土工程内容泥石流防治北峰泥石流灾后现场数学力学在岩土工程中应用三、岩土工程与数学力学关系数学是岩土工程的工具数学工具高等数学线性代数概率与统计数值分析与计算计算机编程（FORTRAN,C,VB）岩土工程与数学力学关系力学是岩土工程量化的基础工程力学理论力学固体力学流体力学（液体、气体、磁流）计算力学（数值分析与计算）实验力学（用实验的方法和手段）岩土工程与数学力学关系力学是岩土工程量化的基础固体力学材料力学、复合材料力学弹性力学、塑性力学（引入有限元等数值方法）结构力学振动力学损伤力学、断裂力学数学力学在岩

8、土工程中应用数学工具引入岩土工程形成土工数值分析与计算土工数值分析与计算（计算土力学）有限元（ANSYS,ADINA,ABAQUS,FLAC,MARC