Analytical and Numerical Methods in Geotechnical Engineering

课程简介

1. 介绍（0.5 周）：设计目标，理论考虑，地基结构。 2. 固体力学基础（1.5 周）：应力分析，应变分析；弹性；塑性；一些典型土壤模型。 3. 分析方法（3 周）：塑性理论的基本概念，极限平衡法，极限分析方法，上下限原理及其在承载力、侧向土压力问题和边坡稳定性分析中的应用。 4. 有限元方法及实践（5 周）：有限元方法（FEM）的基本原理，数学基础，节点、单元和形函数，虚位移原理，外力和内力；显式/隐式求解；多物理场建模；编程实践；本构模型的实现；有限元软件接口（如：PLAXIS）；如何运行软件并进行结果分析；几个关于基础、隧道、开挖和大坝的应用实例。 5. 有限差分法及实践（2 周）：有限差分法的基本原理；一维问题；二维问题；有限差分法在地基问题中的应用；Terzaghi 一维固结。 6. 离散元法及实践（1 周）：离散元法的基本原理；数学基础；力学基础；编程实践；相关理论下的结果分析。

学习目标

1. 使学生熟悉地基工程中的基本弹塑性理论和分析方法的基本原理 2. 理解常用数值方法，即有限元方法和有限差分法的基本理论和简单实现 3. 将土壤力学知识与不同的分析和数值方法结合，分析简单和更复杂地基工程问题。

先修要求

学生应具备微积分、土壤力学和基础工程方面的本科水平知识和基本理解。

教学模式

1. 课堂讲授教学材料； 2. 辅导课讨论各种主题的实例和案例研究； 3. 计算机房的教学和编程实践； 4. 作业； 5. 考试。