離散元顆粒流軟件（PFC）在道路工程中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳俊，張東，黃曉明 著

圖書標籤:

• 離散元法
• 顆粒流
• PFC
• 道路工程
• 岩土工程
• 數值模擬
• 力學分析
• 土力學
• 工程應用
• 計算力學

齣版社： 人民交通齣版社股份有限公司

ISBN：9787114116674

版次：1

商品編碼：11646693

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：242

字數：275000

正文語種：中文

內容簡介

　　《離散元顆粒流軟件（PFC）在道路工程中的應用》係統地講述瞭在道路工 程材料性能分析中應用離散元顆粒流軟件PFC2D／3D 的基本理論和方法。主要內容包括：離散元方法的基 本原理、PFC2D／3D軟件介紹、PFC的接觸模型及其參 數、集料的重構與瀝青混閤料離散元試件的生成、集 料和瀝青混凝土基本力學性能的離散元分析實例、瀝 青混凝土開裂問題的離散元分析實例、瀝青混凝土高 溫變形問題的離散元分析實例以及荷載作用下瀝青路 麵結構響應的離散元分析實例。
　　《離散元顆粒流軟件（PFC）在道路工程中的應用》適閤於從事公路設計、研究的技術人員以及 各院校師生學習參考。

內頁插圖

目錄

第1章 概述
1.1 土木工程中的數值分析方法
1.2 離散元方法的曆史、發展及應用現狀
1.3 道路工程中的典型問題
1.4 本書的主要內容
本章參考文獻

第2章 離散元方法的基本原理
2.1 離散元方法的基本思想
2.2 離散元方法的基本假定
2.3 離散元方法的計算原理
本章參考文獻

第3章 顆粒流程序PFC2D／3D
3.1 離散元方法與顆粒流程序PFC
3.2 顆粒流程序PFC的組成與工具
3.3 顆粒流程序PFC的常用命令
3.4 顆粒流程序PFC的文件類型
3.5 顆粒流程序PFC的FISH語言
本章參考文獻

第4章 顆粒流程序PFC的接觸模型及其參數
4.1 PFC中的接觸本構模型
4.2 微觀參數和宏觀參數的關係
4.3 瀝青混閤料的接觸本構模型和微觀力學參數
本章參考文獻

第5章 集料的重構與瀝青混閤料離散元試件的生成
5.1 二維瀝青混閤料離散元試件的生成
5.2 基於離散單元相互重疊算法的三維集料顆粒重構和瀝青混閤料離散元試件的生成
5.3 基於隨機切割算法的三維集料顆粒重構和瀝青混閤料離散元試件的生成
本章參考文獻

第6章 集料和瀝青混凝土基本力學性能的離散元分析實例
6.1 瀝青混閤料中集料力學特性研究
6.2 集料的三軸剪切試驗模擬
6.3 瀝青混閤料動態模量試驗的離散元模擬
6.4 瀝青混閤料各嚮異性研究
本章參考文獻

第7章 瀝青混凝土開裂問題的離散元分析實例
7.1 瀝青混閤料小梁斷裂試驗模擬
7.2 瀝青混閤料劈裂試驗的離散元模擬
本章參考文獻

第8章 瀝青混凝土高溫變形問題的離散元分析實例
8.1 瀝青混閤料蠕變試驗的離散元模擬
8.2 瀝青混閤料車轍試驗的離散元模擬
本章參考文獻

第9章 荷載作用下瀝青路麵結構響應的離散元分析實例
9.1 路麵結構的離散元模型與參數
9.2 靜止荷載作用下路麵結構響應
9.3 振動荷載作用下路麵結構響應
9.4 移動荷載作用下路麵結構響應
本章參考文獻

離散元法在土木工程中的前沿應用與實踐 本書聚焦於離散元方法（DEM）在土木工程領域，特彆是岩土工程、結構工程以及材料科學中的前沿應用與深入實踐。本書旨在為從事土木工程、岩土工程、材料科學、結構設計與施工領域的工程師、研究人員及高校師生提供一本係統、全麵且兼具理論深度與工程實用性的參考手冊。 內容概述與結構安排 本書內容分為理論基礎、關鍵技術、典型應用案例三大闆塊，層層遞進，確保讀者能夠從宏觀認知到微觀模擬，再到實際工程問題的解決。 第一部分：離散元理論與數值方法基礎 本部分深入淺齣地介紹瞭離散元法的基本原理、發展曆程及其在土木工程中的理論優勢。 1. 離散元法的基本原理與數學模型 接觸力學基礎： 詳細闡述瞭顆粒間的接觸模型，包括粘滯接觸、摩擦接觸、粘結接觸等，重點分析瞭Hertz-Mindlin接觸模型的適用性及參數標定。 運動學與動力學： 講解瞭牛頓-歐拉方程在顆粒係統中的應用，時間步長的選擇標準，以及如何處理係統的穩定性和收斂性問題。 顆粒形狀的模擬： 區彆於傳統的圓形或球形顆粒，本書深入探討瞭非球形顆粒（如橢球、凸多麵體、多麵體組閤）的建模方法及其對宏觀力學性能的影響。討論瞭如何通過聚閤物或Super-quadric模型提高幾何描述的真實性。 2. 擴展的離散元模型（FEM/DEM耦閤） 有限元與離散元的耦閤（FEM/DEM）： 重點闡述瞭如何將宏觀連續體（如混凝土梁、麵闆）用有限元網格離散化，而將填料、骨料、裂縫擴展用離散元模擬，實現更精細的相互作用分析。 流固耦閤（FVM/DEM）： 介紹瞭如何將流體力學計算（如CFD）與顆粒運動模擬相結閤，用於分析水土相互作用、泥石流、地下水滲流對邊坡穩定性的影響。 3. 隨機性與本構關係 隨機性引入： 討論瞭如何根據工程材料的實際分布，通過概率統計方法生成具有真實粒徑分布、孔隙率和密實度的顆粒係統。 宏觀本構關係推導： 闡述瞭如何通過離散元模擬，反演齣岩土材料（如砂土、碎石土、混凝土拌閤物）的宏觀應力-應變關係、剪脹性、屈服麵等關鍵本構參數。 第二部分：關鍵計算技術與軟件實現 本部分側重於離散元模擬中的實際操作技巧、算法優化以及後處理方法。 1. 高效計算策略與並行化 近鄰搜索算法優化： 詳細分析瞭空間劃分技術（如單元格列錶法、樹結構）在加速接觸檢測中的應用與效率對比。 GPU加速與並行計算： 探討瞭如何利用現代圖形處理器（GPU）和多核中央處理器（CPU）進行大規模顆粒係統的並行計算，以應對百萬級甚至韆萬級顆粒的模擬需求。 2. 模擬過程中的邊界條件與約束 周期性邊界條件： 講解瞭周期性邊界在模擬無限大材料體時的應用，以及如何處理周期性邊界下的接觸力計算。 加載方式模擬： 詳細描述瞭模擬單軸壓縮、三軸剪切、動三軸加載等標準岩土試驗的詳細步驟和參數設置。 3. 模擬結果的後處理與可視化 微觀參數提取： 介紹瞭如何從模擬結果中提取諸如接觸力鏈、孔隙結構演化、應力傳遞路徑等微觀信息。 可視化技術： 討論瞭如何高效地可視化顆粒運動、應力分布和裂紋擴展過程，並強調瞭數據降維和特徵提取的重要性。 第三部分：離散元在土木工程中的典型應用研究 本部分結閤前沿研究成果，展示瞭離散元方法解決復雜工程問題的能力。 1. 岩石力學與隧道工程 岩體結構與損傷模擬： 模擬不同節理或裂隙組閤的岩體在圍岩壓力下的力學響應，預測隧道開挖過程中的圍岩穩定性。 爆破效應分析： 結閤爆炸力學模型，模擬爆破荷載作用下岩體的破碎過程與飛濺效應。 2. 結構材料的細觀力學 混凝土微裂縫萌生與擴展： 模擬骨料、水泥漿體和界麵過渡區（ITZ）的離散單元特性，研究混凝土在受拉、受壓狀態下的損傷機製和抗裂性能。 砌體結構與磚石抗震： 模擬磚塊與砂漿的接觸行為，分析砌體結構在地震荷載下的非綫性響應和整體破壞模式。 3. 邊坡穩定與地質災害模擬 降雨入滲與固結影響： 模擬降雨入滲對土體孔隙水壓力和有效應力的影響，進而分析邊坡失穩的觸發機製。 鬆散堆積體分析： 模擬滑坡或泥石流中鬆散顆粒流體的運動特性、能量耗散以及流態化過程。 4. 特殊工程環境模擬 凍土力學： 探討在考慮冰晶或凍結界麵影響下，凍土的力學特性與凍融循環下的強度退化。 高應變率加載： 模擬衝擊或爆炸荷載下土體和結構的響應，研究材料的動態增強效應。 讀者對象與學習價值 本書不僅適閤於需要使用商業或開源離散元軟件（如LIGGGHTS, YADE, EDEM等）進行高級模擬的研究生和工程師，也為土木工程專業本科生提供瞭深入瞭解材料微觀行為和先進數值模擬方法的窗口。通過本書的學習，讀者將能夠： 1. 建立精確的離散元模型： 掌握如何將真實的工程問題抽象為閤適的顆粒係統和接觸模型。 2. 優化計算效率： 瞭解並行計算和算法優化的關鍵技術，以處理大規模工程模擬。 3. 深度解讀模擬結果： 能夠從微觀層麵分析宏觀力學現象背後的物理機製。 4. 拓寬應用視野： 掌握離散元方法在處理非連續介質問題上的強大能力，並能將其應用於解決復雜的岩土、結構及材料科學問題。 本書強調從工程實際問題齣發，結閤嚴格的數值方法，為土木工程的數字化模擬和性能預測提供瞭一套強有力的工具和方法論支撐。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對這本書抱持著一種審慎的樂觀態度。道路工程領域的研究資料汗牛充 বুকে，但真正能將復雜的數值模擬方法與工程實際的成本控製和施工效率緊密結閤的著作卻鳳毛麟角。我更關注的是，作者如何處理PFC模型中材料本構模型的選擇與參數校準的難度。理論上，PFC可以模擬砂石、碎石、瀝青等多種顆粒的接觸行為，但在實際應用中，如何根據室內試驗數據（如直剪試驗、三軸壓縮試驗）反演齣精確的摩擦角、恢復係數和粘結力參數，是決定模擬結果可靠性的生命綫。如果書中隻是簡單地給齣一組參數值，而沒有深入探討敏感性分析——即哪幾個參數對整體宏觀力學響應影響最大，以及在參數不確定時如何進行魯棒性評估，那麼這本書的指導意義就會大打摺扣。我希望看到的是一套詳盡的、可供復製的參數化工作流程，指導工程師們如何高效地將試驗數據轉化為可信的CFD輸入，從而指導我們優化路麵結構的層間粘結和基層穩定性設計。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題直指“應用”，這讓我不禁想到瞭復雜交通荷載下的結構響應模擬。現階段的道路設計多依賴於傳統的有限元分析，它在處理不連續體和界麵行為時總是顯得力不從心。PFC在模擬車輛長期荷載作用下的疲勞損傷纍積和車轍形成機製方麵具有得天獨厚的優勢。我特彆期待書中能詳細闡述如何將動態的交通流信息（速度、軸載、頻率）轉化為PFC中的加載條件。例如，如何模擬瀝青層在低溫和高溫下的不同粘彈性行為，並通過顆粒間的滑動和重排來解釋車轍的産生，而非僅僅歸咎於宏觀材料的蠕變。如果書中能深入到水分侵入對路基顆粒接觸網絡的影響，並以此解釋鼕季凍融循環對路麵早期破壞的加速作用，那這本書的深度和前瞻性將得到質的飛躍。簡而言之，我需要看到的是，PFC如何幫助我們預判那些需要數年纔能顯現的結構退化過程，而不是僅僅復現已知的破壞現象。

評分☆☆☆☆☆

作為一名側重於新材料研發與結構試驗的研究人員，我更關注的是PFC在非常規材料模擬中的潛力，尤其是對於新型再生骨料或改性瀝青混閤料的力學特性解析。傳統試驗難以清晰捕捉到改性劑（如聚閤物）在顆粒間形成的微觀界麵層對整體強度的貢獻。這本書如果能提供關於如何定製PFC中的復雜接觸模型（例如，引入粘附力或溫度依賴性粘彈性接觸算法）的章節，那就太有價值瞭。我希望看到，通過PFC模擬，我們能夠清晰地區分齣骨料顆粒間的剪切破壞和瀝青膜的拉伸破壞在整體破壞過程中的貢獻比例。這不僅僅是模擬，更是一種“虛擬試驗”的手段，能夠指導我們優化新材料的配閤比，用更少的現場試錯成本來確定最佳設計方案。如果這本書僅停留在標準級配砂石的模擬上，那麼它對前沿材料研究的推動力就顯得有些保守瞭。

評分☆☆☆☆☆

從工程教育和知識傳承的角度來看，我關注的是這本書的可讀性和教學實用性。對於剛接觸離散元方法的學生或初級工程師而言，PFC的輸入文件和復雜的後處理流程往往是勸退的主要原因。因此，這本書的價值不僅在於其研究深度，更在於其知識傳遞的效率。我希望看到，書中不僅有理論講解，更要有大量的、注釋清晰的輸入文件實例和圖形化後處理腳本。例如，如何快速生成一個符閤特定級配麯綫的顆粒集閤，如何用Python或C++接口實現自定義的反饋機製，這些都是提升學習麯綫的關鍵。如果這本書能像一本高質量的工具手冊一樣，讓讀者能夠帶著自己的工程問題，迅速上手並完成第一個有效的模擬項目，那麼它將成為道路工程領域一個不可或缺的參考資料，極大地降低高新技術在行業內普及的門檻。

評分☆☆☆☆☆

《離散元顆粒流軟件（PFC）在道路工程中的應用》這本書的齣版，無疑為我們這些長期在道路工程領域摸爬滾打的工程師們提供瞭一張進入數字化模擬新世界的通行證。不過，作為一名實際操作者，我更關心的是，這本書能否真正解決我們日常工作中遇到的那些棘手的“疑難雜癥”。我特彆期待看到它如何深入剖析瀝青混閤料的級配優化與壓實過程的微觀機理。畢竟，現場的壓實度問題一直是睏擾我們的一大難題，傳統的經驗公式往往難以精確預測不同溫度、不同壓實功度下的顆粒重排規律。這本書如果能結閤PFC軟件的強大可視化能力，詳細展示瀝青和集料顆粒在振動壓實過程中動態接觸力的變化，以及孔隙率是如何隨時間演變的，那纔算真正抓住瞭問題的核心。我希望看到的是，書中能提供具體的案例研究，比如如何利用軟件模擬不同形狀和粒徑的骨料組閤，找齣在特定交通荷載和氣候條件下，結構最穩定的顆粒骨架形態，而不是停留在軟件功能的簡單羅列上。對我們來說，從理論到實踐的無縫對接纔是衡量一本技術專著價值的關鍵標尺。

評分☆☆☆☆☆

感覺還可以，買的書質量好，紙張質量還行，看著不錯

評分☆☆☆☆☆

還沒看，應該還行

評分☆☆☆☆☆

不錯的，挺好，以後還來。

評分☆☆☆☆☆

好好好 好好好 好好好

評分☆☆☆☆☆

這本書非常好，紙質好，內容詳實

評分☆☆☆☆☆

不錯 蠻好的

評分☆☆☆☆☆

沒其他相關書籍瞭隻好買這本。。。。

評分☆☆☆☆☆

西還ok，但是有點髒瞭，希望下次發貨的時候多注意一下

評分☆☆☆☆☆

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