离散元方法与有限元方法的比较

《基于DEM-FEM耦合模型的有砟-无砟过渡段力学行为分析》篇一一、引言随着铁路交通的快速发展，有砟轨道和无砟轨道因其各自独特的优势在铁路工程中广泛应用。

有砟轨道与无砟轨道之间的过渡段设计及力学行为分析成为了研究的热点问题。

为了准确研究这一过渡段的力学行为，本文提出了一种基于DEM-FEM耦合模型的分析方法。

二、DEM-FEM耦合模型概述DEM（离散元法）和FEM（有限元法）是两种常用的数值模拟方法。

DEM主要用于模拟颗粒介质的力学行为，如土壤、岩石等；而FEM则适用于连续介质，如固体结构。

在有砟-无砟过渡段的分析中，这两种方法各自的优势可以互补，因此我们采用了DEM-FEM耦合模型。

该模型将DEM和FEM通过特定方式进行耦合，从而能更全面、准确地模拟和分析过渡段的力学行为。

三、有砟-无砟过渡段的结构特点有砟轨道与无砟轨道的过渡段是铁路工程中的关键部位，其结构特点包括：轨道结构由有砟轨道逐渐过渡到无砟轨道，这种过渡往往伴随着几何形状、材料性质和力学性能的变化。

这些变化使得过渡段成为了铁路运营中易发生病害和事故的区域。

因此，深入分析其力学行为，对保证铁路运营安全具有重要意义。

四、基于DEM-FEM耦合模型的分析过程我们利用DEM-FEM耦合模型对有砟-无砟过渡段的力学行为进行了分析。

具体过程如下：1. 建立模型：根据实际工程情况，建立有砟-无砟过渡段的DEM-FEM耦合模型。

2. 设定参数：根据材料性质和实际工况，设定模型中的相关参数。

3. 模拟分析：利用DEM和FEM的耦合特性，对模型进行力学分析。

通过施加外部载荷、约束条件等，模拟实际工况下的力学行为。

4. 结果分析：对模拟结果进行分析，包括应力分布、位移变化等，以了解过渡段的力学性能。

五、结果与讨论通过DEM-FEM耦合模型的分析，我们得到了有砟-无砟过渡段的力学行为特征。

结果表明，在外部载荷作用下，过渡段的应力分布和位移变化具有一定的规律性。

混凝土结构多物理场耦合分析方法研究一、研究背景混凝土结构是现代建筑中常用的结构材料之一，具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。

然而，在实际使用中，混凝土结构会受到多种物理场的作用，如荷载、温度、湿度等，这些物理场的作用会相互耦合，影响混凝土结构的安全性和使用寿命。

因此，混凝土结构多物理场耦合分析方法的研究具有重要的理论和实践意义。

二、研究现状目前，混凝土结构的多物理场耦合分析方法主要包括有限元方法、边界元方法、离散元方法等。

其中，有限元方法是最常用的一种方法，它可以将混凝土结构分为有限个小单元进行分析，建立数学模型，求解各个物理场的相互作用，得到混凝土结构的应力、应变等参数。

边界元方法则是将混凝土结构的边界分为有限个小区域进行分析，求解边界上的物理量，然后利用边界条件得到混凝土结构的应力、应变等参数。

离散元方法则是将混凝土结构分为有限个小颗粒进行分析，求解颗粒间的相互作用，得到混凝土结构的应力、应变等参数。

三、研究内容本研究旨在探讨混凝土结构多物理场耦合分析方法的研究，具体研究内容如下：1.建立混凝土结构多物理场耦合分析的数学模型。

根据混凝土结构受到的物理场和相互作用关系，建立相应的数学模型，包括有限元模型、边界元模型、离散元模型等。

2.求解混凝土结构的应力、应变等参数。

利用数学模型，求解混凝土结构在荷载、温度、湿度等物理场作用下的应力、应变等参数，分析混凝土结构的变形、破坏等情况。

3.分析不同物理场的相互作用对混凝土结构的影响。

研究不同物理场的相互作用对混凝土结构的影响，如荷载和温度、湿度和荷载等因素的相互作用，分析不同情况下混凝土结构的稳定性、安全性等参数。

4.优化混凝土结构设计和维护方案。

根据研究结果，对混凝土结构的设计和维护方案进行优化，提高混凝土结构的耐久性和安全性。

四、研究方法本研究采用有限元方法和边界元方法相结合的方法，建立混凝土结构多物理场耦合分析的数学模型，求解混凝土结构的应力、应变等参数，并分析不同物理场的相互作用对混凝土结构的影响。

岩石力学性质的实验与模拟研究引言：岩石是地壳中最常见的地质体，对于地球科学研究和工程实践至关重要。

岩石力学是研究岩石及其围岩的力学性质和力学行为的学科，对于矿山、隧道、地铁、水利、核工程等领域起着重要的作用。

在实验室和模拟研究中，通过探索岩石的物理、力学性质可以更好地理解岩石结构、变形、破裂及围岩的稳定性，为相关工程项目提供科学依据，也为资源勘探提供技术支持。

一、岩石力学实验方法岩石力学的实验研究旨在通过实验手段来获得岩石的物理力学参数，为后续的数值模拟和工程设计提供基础数据。

岩石力学实验方法多种多样，主要包括材料力学试验、岩石强度试验、变形试验等。

1. 材料力学试验材料力学试验是最基本的研究方法之一，它通过对岩石试样进行拉伸、压缩、弯曲等加载，测试岩石的力学参数。

常用的试验方法包括拉压试验、剪切试验、三轴试验等。

在这些试验中，通过加载试样并测量力和变形，可以得到岩石的荷载-变形曲线，从而计算出各种力学参数，如岩石的弹性模量、抗拉强度、抗压强度等。

2. 岩石强度试验岩石强度试验主要是通过加载试样，观察其破坏形态，以及测量岩石的破坏强度等参数。

其中，抗拉强度试验和抗压强度试验是常用的试验方法。

在抗拉强度试验中，通过加载试样，观察其是否发生断裂，同时测量拉断强度。

而在抗压强度试验中，试样在加载过程中发生破裂，测量岩石的抗压强度。

3. 变形试验变形试验主要研究岩石在外力作用下的变形行为，常用的方法包括岩石变形试验、弹塑性试验、弹性恢复试验等。

通过这些试验，可以大致了解岩石在不同应力条件下的变形特点，如岩石的应变硬化、塑性变形、岩石的弹性恢复等。

二、岩石力学的数值模拟方法岩石力学的数值模拟通过建立岩石性质的数学模型，模拟岩石在不同力学条件下的行为，为工程设计和科学研究提供定量预测和评估。

常用的数值模拟方法包括有限元法、离散元法和边界元法等。

1. 有限元法有限元法是最常用的数值模拟方法之一，它将连续体分割成有限数量的小单元，通过有限元的位移函数和加权残差方法，求解各个单元上的力学行为，最终得到整个岩石体系的应力、应变分布。

岩土工程中的土体液化分析方法引言：岩土工程是研究地下工程和地表工程中的土石材料的力学性质和工程行为的学科。

其中，土体液化是岩土工程中一个重要的问题，涉及到地震工程、港口工程、堤坝工程等各个领域。

本文将介绍一些常用的土体液化分析方法。

1. 液化现象及影响因素液化是指在土体受到地震或其他外界荷载刺激时，土体失去固结性质并表现出像液体一样流动的现象。

液化会对地下工程产生巨大的破坏性，因此了解土体液化的分析方法至关重要。

影响土体液化的主要因素包括土体的物理性质（如颗粒大小、粒度分布、形状等）、土体的力学性质（如剪切模量、压缩模量等）、地震力的强度和频率特性等。

2. 常用液化分析方法2.1. 常规试验方法常规试验方法是指通过室内试验设备对土体材料进行工程力学性质的试验研究。

常用的常规试验方法有颗粒分析试验、液限试验、塑限试验、抗剪试验等。

颗粒分析试验可以确定土体的颗粒大小、颗粒分布和含水量等重要参数。

液限试验可以确定土体的液态指标，从而了解土体的液态特性。

塑限试验可以评估土体的可塑性，即在荷载作用下发生塑性变形的能力。

抗剪试验可以测定土体的剪切强度参数，为土体液化分析提供基础数据。

2.2. 土体液化潜势分析方法土体液化潜势分析方法主要用于评估土体在地震作用下可能发生液化的潜在风险。

常用的土体液化潜势分析方法有地震地质调查、地震地质应力比分析和CPT 触探法。

地震地质调查通过对地震烈度、地下水位、地震历史等因素的调查，评估土体液化的潜在性。

地震地质应力比分析通过比较土体剪切强度和地震荷载所产生的切应力，判断土体液化的潜在性。

CPT触探法通过对土体的静力触探来评估土体的液化潜势。

2.3. 数值模拟方法数值模拟方法是一种基于数学方程和计算机算法的土体液化分析方法。

常用的数值模拟方法有有限元法和离散元法。

有限元法通过将土体划分成多个小单元，利用数学方程和边界条件计算出土体的应力、应变和位移等工程参数，从而分析土体的液化潜势和变形行为。

离散元方法也被称为散体单元法最早是1971年由Cundall 提出的一种不连续数值方法模型离散元理论是由分析离散单元的块间接触入手找出其接触的本构关系建立接触的物理力学模型并根据牛顿第二定律建立力、加速度、速度及其位移之间的关系对非连续、离散的单元进行模拟仿真。

离散元法是专门用来解决不连续介质问题的数值模拟方法。

该方法把节理岩体视为由离散的岩块和岩块间的节理面所组成,允许岩块平移、转动和变形,而节理面可被压缩、分离或滑动。

因此,岩体被看作一种不连续的离散介质。

其内部可存在大位移、旋转和滑动乃至块体的分离,从而可以较真实地模拟节理岩体中的非线性大变形特征。

离散元法的一般求解过程为:将求解空间离散为离散元单元阵,并根据实际问题用合理的连接元件将相邻两单元连接起来;单元间相对位移是基本变量,由力与相对位移的关系可得到两单元间法向和切向的作用力;对单元在各个方向上与其它单元间的作用力以及其它物理场对单元作用所引起的外力求合力和合力矩,根据牛顿运动第二定律可以求得单元的加速度;对其进行时间积分,进而得到单元的速度和位移。

从而得到所有单元在任意时刻的速度、加速度、角速度、线位移和转角等物理量。

离散单元法的特点岩体或颗粒组合体被模拟成通过角或边的相互接触而产生相互作用。

块体之间边界的相互作用可以体现其不连续性和节理的特性。

使用显式积分迭代算法允许有大的位移、转动和使用。

在岩体计算力学方面，由于离散单元能更真实地表达节理岩体的几何特点，便于处理所有非线性变形和破坏都集中在节理面上的岩体破坏问题，被广泛应用于模拟边坡、滑坡和节理岩体地下水渗流等力学过程离散单元法的求解过程离散元法具体的求解过程分为显式解法和隐式解法下面分别介绍其适用范围。

显式解法显式解法用于动力问题的求解或动态松弛法的静力求解显式算法无须建立像有限元法那样的大型刚度矩阵只需将单元的运动分别求出计算比较简单数据量较少并且允许单元发生很大的平移和转动可以用来求解一些含有复杂物理力学模型的非线性问题时间积分采用中心差分法由于条件收敛的限制使得计算步长不能太大因而增加了计算时间。

金属材料疲劳断裂机理的数值仿真模拟与分析疲劳断裂是金属材料在受到交变载荷作用下出现的一种常见破坏形式。

为了准确分析金属材料的疲劳断裂机理，并预测其寿命，数值仿真模拟成为一种重要的研究方法。

本文将介绍金属材料疲劳断裂机理的数值仿真模拟与分析的方法和应用。

首先，金属材料疲劳断裂机理包括载荷作用、裂纹萌芽、扩展和最终破裂四个基本阶段。

数值仿真模拟的目的是通过对这些阶段的模拟和分析，揭示金属材料疲劳断裂的本质规律。

在模拟过程中，需要考虑金属材料的力学性能、材料参数以及结构尺寸等因素。

其次，数值仿真模拟金属材料疲劳断裂的方法可以分为两大类：基于有限元分析的方法和基于离散元分析的方法。

基于有限元分析的方法是一种常用的金属材料疲劳断裂模拟方法。

该方法首先将金属材料的力学模型建立为一组有限元模型，然后在有限元模型中引入载荷作用，并考虑材料的损伤和断裂准则，通过求解有限元方程组得到材料的应力和应变分布。

最后，根据应力和应变分布的结果，可以进一步计算金属材料的损伤积累和裂纹扩展速率，从而预测疲劳寿命。

基于离散元分析的方法是一种较新的金属材料疲劳断裂模拟方法。

该方法将金属材料分为一组离散的粒子，通过模拟粒子间的相互作用和运动行为，来研究材料的疲劳断裂过程。

该方法可以更加直观地反映金属材料疲劳断裂的微观机制，提高仿真的准确性。

无论是基于有限元分析的方法还是基于离散元分析的方法，数值仿真模拟金属材料疲劳断裂时，都需要准确模拟载荷作用、裂纹萌芽和扩展过程。

在模拟载荷作用时，可以根据实际工况和应力历程来确定载荷类型和大小。

在模拟裂纹萌芽过程时，可以考虑材料的应变能和应力强度因子等参数。

在模拟裂纹扩展过程时，可以使用一些经验公式或材料本身的断裂准则。

数值仿真模拟金属材料疲劳断裂的结果可以通过实验进行验证和验证。

将仿真结果与实验结果进行比较和分析，可以验证模拟方法的有效性和准确性，并可以进一步优化模拟参数和模型。

总之，数值仿真模拟是一种研究金属材料疲劳断裂机理的重要方法。

《基于DEM-FEM耦合模型的有砟-无砟过渡段力学行为分析》篇一一、引言在铁路工程建设中，有砟轨道与无砟轨道是两种主要的轨道结构形式。

为了实现两者的平滑过渡，研究其力学行为变得尤为重要。

本文利用DEM（离散元法）与FEM（有限元法）耦合模型，对有砟-无砟过渡段的力学行为进行了深入分析。

二、DEM-FEM耦合模型概述DEM与FEM是两种常用的数值分析方法，分别适用于不同的问题类型。

DEM主要用于模拟颗粒介质的力学行为，如土壤、岩石等；而FEM则适用于连续介质，如混凝土、金属等。

通过将这两种方法进行耦合，可以实现对复杂结构与介质的综合模拟。

在有砟-无砟过渡段的力学行为分析中，DEM用于模拟道砟的力学特性，而FEM则用于模拟混凝土道床板、路基等结构。

通过这两种方法的耦合，可以更准确地分析过渡段的力学行为。

三、有砟-无砟过渡段力学行为分析1. 模型建立本文建立了有砟-无砟过渡段的DEM-FEM耦合模型。

模型中，道砟采用DEM进行模拟，而混凝土道床板、路基等采用FEM进行模拟。

通过设定合理的边界条件与材料参数，实现了模型的精确建立。

2. 力学行为分析在模型中，我们施加了列车荷载、温度荷载、湿度荷载等多种荷载条件，分析了过渡段的力学行为。

通过对比有砟段与无砟段的应力、位移等参数，揭示了过渡段的力学特性。

在列车荷载作用下，过渡段出现了明显的应力集中现象。

道砟与混凝土道床板之间的相互作用使得应力得到了有效传递，从而减少了局部的应力集中。

同时，道砟的变形吸收了部分能量，减轻了结构物的振动。

在温度荷载与湿度荷载的作用下，过渡段的变形与应力分布也发生了变化。

温度变化导致混凝土道床板产生热胀冷缩现象，而湿度变化则影响了道砟的物理特性。

这些因素共同作用，使得过渡段的力学行为变得更加复杂。

四、结论通过基于DEM-FEM耦合模型的有砟-无砟过渡段力学行为分析，我们得到了以下结论：1. 过渡段在列车荷载作用下存在明显的应力集中现象，但道砟的参与使得应力得到了有效传递，减轻了局部的应力集中。

《三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究》篇一一、引言岩石破裂过程是地质学、岩土工程学等领域的重要研究内容。

随着科技的发展，三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究逐渐成为研究热点。

本文旨在探讨三维条件下的岩石破裂过程，并对其数值试验方法进行研究，以期为相关领域的研究提供参考。

二、岩石破裂的基本理论岩石破裂是指岩石在受到外力作用时，内部应力超过其承受极限，导致岩石结构破坏的现象。

岩石的破裂过程受到多种因素的影响，如岩石的物理性质、地质构造、应力状态等。

在三维条件下，岩石的破裂过程更为复杂，需要考虑多方向应力、温度、湿度等因素的影响。

三、三维条件下的岩石破裂过程分析1. 理论模型：在三维条件下，岩石的破裂过程可以通过建立理论模型进行分析。

常用的模型包括弹性力学模型、塑性力学模型、断裂力学模型等。

这些模型可以描述岩石在不同条件下的应力、应变及破裂过程。

2. 数值模拟：通过数值模拟方法，可以更直观地了解岩石的破裂过程。

常用的数值模拟方法包括有限元法、离散元法、边界元法等。

这些方法可以模拟岩石在不同条件下的应力分布、裂纹扩展及最终破裂形态。

3. 实验观察：通过实验观察，可以更深入地了解岩石的破裂过程。

实验方法包括光学显微镜观察、电子显微镜观察、声发射监测等。

这些方法可以观察岩石的微观结构变化、裂纹扩展及破裂模式。

四、数值试验方法研究1. 有限元法：有限元法是一种常用的数值试验方法，通过将岩石划分为有限个单元，求解每个单元的应力、应变及位移等参数，从而分析岩石的破裂过程。

该方法可以处理复杂的几何形状和边界条件，但需要较高的计算成本。

2. 离散元法：离散元法是一种基于刚性块体运动的数值试验方法，适用于模拟岩体的不连续性。

该方法通过考虑块体间的接触和相互作用，模拟岩体的破裂过程。

其优点是可以处理大变形和失稳问题，但需要较细致的模型构建。

3. 结合实际：在实际应用中，可以根据研究目的和岩石性质选择合适的数值试验方法。

离散元方法是由分析离散单元的块间接触入手找出其接触的本构关系建立接触的物理力学模型并根据牛顿第二定律对非连续、离散的单元进行模拟仿真。

而有限元方法是将介质复杂几何区域离散为具有简单几何形状的单元通过单元集成、外载和约束条件的处理得到方程组再求解该方程组就可以得到该介质行为的近似表达。

离散元方法的基本概念离散元方法也被称为散体单元法最早是1971年由Cundall 提出的一种不连续数值方法模型离散元理论是由分析离散单元的块间接触入手找出其接触的本构关系建立接触的物理力学模型并根据牛顿第二定律建立力、加速度、速度及其位移之间的关系对非连续、离散的单元进行模拟仿真。

离散元法是专门用来解决不连续介质问题的数值模拟方法。

该方法把节理岩体视为由离散的岩块和岩块间的节理面所组成,允许岩块平移、转动和变形,而节理面可被压缩、分离或滑动。

因此,岩体被看作一种不连续的离散介质。

其内部可存在大位移、旋转和滑动乃至块体的分离,从而可以较真实地模拟节理岩体中的非线性大变形特征。

离散元法的一般求解过程为:将求解空间离散为离散元单元阵,并根据实际问题用合理的连接元件将相邻两单元连接起来;单元间相对位移是基本变量,由力与相对位移的关系可得到两单元间法向和切向的作用力;对单元在各个方向上与其它单元间的作用力以及其它物理场对单元作用所引起的外力求合力和合力矩,根据牛顿运动第二定律可以求得单元的加速度;对其进行时间积分,进而得到单元的速度和位移。

从而得到所有单元在任意时刻的速度、加速度、角速度、线位移和转角等物理量。

离散单元法的特点岩体或颗粒组合体被模拟成通过角或边的相互接触而产生相互作用。

块体之间边界的相互作用可以体现其不连续性和节理的特性。

使用显式积分迭代算法允许有大的位移、转动和使用。

在岩体计算力学方面，由于离散单元能更真实地表达节理岩体的几何特点，便于处理所有非线性变形和破坏都集中在节理面上的岩体破坏问题，被广泛应用于模拟边坡、滑坡和节理岩体地下水渗流等力学过程离散单元法的求解过程离散元法具体的求解过程分为显式解法和隐式解法下面分别介绍其适用范围。

有限差分法已经发展的一些近似数值分析方法中，最初常用的是有限差分法，它可以处理一些相当困难的问题。

但对于几何形状复杂的边界条件，其解的精度受到限制，甚至发生困难。

作为60年代最重要的科技成就之一的有单元法。

在理论和工程应用上都_得到迅速发展，几乎所有用经典力学解析方法难以解决的工程力学问题郁可以用有限元方法求解。

它将连续的求解域离散为一组有限个单元的组合体，解析地模拟或逼近求解区域。

由于单元能按各种不同的联结方式组合在一起，且单元本身又可有不同的几何形状，因此可以适应几何形状复杂的求解域。

相限元的另一特点是利用每一单元内假设的近似函数来表示全求解区域上待求的未知场函数。

单元内的近似函数由未知场函数在各个单元结点上数值以及插值函数表达，这就使未知场函数的结点值成为新的未知量，把一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题，只要结点来知量解出，便可以确定单元组合体上的场函数。

随着单元数目的增加，近似解收敛于精确解。

但是有限元方法常常需要很大的存贮容量，甚至大得无法计算；由于相邻界面上只能位移协调，对于奇异性问题(应力出现间断)的处理比较麻烦。

这是有限单元法的不足之处。

边界元法边界元法是在有限元法之后发展起来的一种较精确有效的工程数值分析方法。

与有限元法在连续体域内划分单元的基本思想不同，边界元法是在定义域的边界上划分单元，用满足控制方程的函数去逼近边界条件，通过对边界分元插值离散，化为代数方程组求解。

降低了问题的维数，可用较简单的单元准确地模拟边界形状，利用微分算子的解析的基本解作为边界积分方程的核函数，而具有解析与数值相结合的特点，通常具有较高的精度。

边界元法的主要缺点是它的应用范围以存在相应微分算子的基本解为前提，对于非均匀介质等问题难以应用，故其适用范围远不如有限元法广泛，而且通常由它建立的求解代数方程组的系数阵是非对称满阵，对解题规模产生较大限制。

上述两种数值方法的主要区别在于，边界元法是“边界”方法，而有限元法是“区域”方法，但都是针对连续介质而言，只能获得某一荷载或边界条件下的稳定解。

应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比第38卷第l1期?58?2012年4月山西建筑SHANXIARCHnCTUREV o1.38No.11Apr.2012文章编号:1009-6825(2012)11-0058—03应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比陈有亮任旭凯刘明亮(上海理工大学土木工程系,上海200093)摘要:利用有限元和离散元两种方法对同一连续性岩质边坡的稳定性进行分析,从计算原理,计算有若干节理的岩质边坡两方面对有限元与离散元计算结果进行了比较,得出相关结论,从而更好地指导边坡稳定性计算.关键词:有限元,离散元,边坡稳定,安全系数中图分类号:U413.62文献标识码:A1概述边坡是指由于天然地质或工程地质的作用形成的具有一定倾斜度的地质体,按成因共分为两种:自然边坡和人工边坡….例如,意大利1963年发生的瓦依昂水库库岸滑坡,造成了严重的损失,水库也因此失效.2..由此可见,对边坡失稳进行有效的计算刻不容缓.目前,边坡稳定分析的方法较多,主要有定性分析法,定量分析法,非确定分析法.本文将利用有限元和离散元对同一边坡的稳定性进行计算分析,并基于计算结果对两种计算方法进行对比.2有限元法在边坡算例中的应用2.1有限元强度折减法公式c,,=(1)』-=arctan(tanq~/F)(2)其中,C,均为岩土体参数;F为折减系数;,均为计算新参数.2.2边坡算例’选取国内某矿,边坡尺寸如图1所示.该边坡围岩材料属性见表1.量蠹一图1边坡模型尺寸(单位-.m)裹1边坡围岩参数表弹性模量泊松比容重内聚力摩擦角I类型GPakN/m3MPa/(.)围岩2(弹1生)300.25250o0.942由于边坡为线性工程,假设沿边坡方向为无限延伸,因此计算模型取二维平面为断面就可满足要求.计算模型见图2.快速接头工艺增加了连接销,钢销板荷压力弹簧等,每个接头费用增加l0元左右,批量生产成本可以更低.焊接接桩损坏热镀锌层,接头防腐性能降低.机械快速接头镀锌层较厚,能在各种地质环境中长期使用.快速接头对中性好,受力更合理,施工便捷,质量稳定.节约人工,材料和机械等综合费用,经济效益显着.本工法的成功应用,为预应力混凝土管桩机械快速接头技术的推广提供较成功实例,具有很高的推广应用价值.福建省住房和城乡建设厅在《关于加强预应力混凝土管桩机械快速接头技术推广应用的通知》(2010~2号)中,针对福建省近年来预应力混凝土抗拔管桩施工中存在接头焊接质量问题,明确要求凡是采用预应力混凝土抗拔管桩的,其接头均应采用管桩机械快速接头技术.在福州大学第四学科群工程项目施工管理过程中,由于采用了预应力混凝土机械快速接头技术,不但使桩基工程施工速度加快,而且桩基施工质量更加稳定可靠,取得了较好的技术效益,经济效益和社会效益.参考文献:[1】GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[s].[2]GB50300-2001,建筑工程施工质量验收统一标准[s].[3]JGJ94-94-2008,建筑桩基技术规范[s].[4]JGJ106-2003,建筑基桩检测技术规范[s].[5]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[s].[6]DFJ13-58-2004,先张法预应力混凝土管桩基础技术规程[s].[7]DBJ13-58-2004,预应力混凝土管桩机械快速连接接头施工及验收规程[S].[8]闽2007Gl19,先张法预应力高强混凝土管桩[s].[9]福建省建筑结构抗震设计暂行规定[s].[10]DBJ13-86-21X)7,先张法预应力混凝土管桩基础技术规程[s]. Applicationoffastmechanicaljointconnec~techniqueinprestressedconcrete precastingpneCHENJia-cai(FujianJiulongConstructionGroupCo.,,Xiamen361008,China) Abstract:Integratingwithcharacteristicsoffastmechanicaljoint,thethesisintr oducestheconnectionmethodoffastmechanicaljoint,construc—tiontechnologyoffastpipepile,andprocessingtechniqueoffastjointacCeSSori esandSOon,anddescribesitsqualitycontrollingpoints.Prac- deeprovesthattheconnectiontechniquemakestheconstructionefficiencyofpr estressedconcretepihhigherandthequalityreliableandstable,whichiswoahpromoting.Keywords:prestress,fastmechanicaljoint,connectionmethod,operationmeth od收稿日期:2012-02-20’作者简介:陈有亮(1966-),男,博士后,教授爹81荤霄陈有亮等:应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比?59?图2有限元模型网格划分当折减系数F:1.4时,在坡脚开始出现塑性区(见图3,图4);随着F继续增大,方向最大位移继续增大,塑性区继续扩展(见图5,图6);当F=3.0时,计算不能收敛,水平位移达到最大值】016mm(见图7),塑性区经坡脚贯通至坡顶(见图8),而这也是边坡即将破坏的重要标志,所以有限元计算得到的此边坡的安全系数为2.8.图3F=1.4时边坡x方向位移云图图4F=I.4时边坡模型塑性应变云图图5F=2.2时图6F=2.2时持原有性质.离散单元法是以牛顿第二定理为理论依据.将目标体看作为刚体,并按照整个目标体的节理裂隙互相镶嵌排列,在空间每个岩块有自己的位置并处于平衡状态.U.250U.7501.25UI.7502.25U×l0图9边坡破坏时位移矢量图4.2在计算有若干节理的岩质边坡方面的比较运用有限元塑性极限分析方法研究节理岩体边坡的稳定性,含成组节理岩体的力学行为受控于节理面的方位和强度参数,从宏观上将节理岩体视为均质各向异性体,在有限元塑性极限分析中引入节理岩体各向异性的屈服条件,建立了节理岩体边坡有限元塑性极限分析的上,下限法数学模型.而对于节理组比较多,节理比较密集或者比较复杂的时候有限元方法则无能为力,并且其计算结果很难收敛.而用离散元则可以根据节理的参数,计算得到安全系数2.47,小于上文用离散元计算得到的没有节理的完整岩质边坡的安全系数2.52.得到的位移矢量图如图10所示,将其与图9比较可以发现,其破坏形式无节理的情况相似,说明此边坡因为节理的强度比较高,并没有在节理部位发生相对滑移等失稳破坏,但是由于节理的存在,其安全系数有所降低.一一.…离搴能!譬兰1)有限元法在处理连续性问题时明显优于离散元;2)离散元警;,妻圭烹.,色墨苎警耄!在处暑理的坡等j问,琵具掌竺塞,!譬兰运性.芜是薮五蓓:散甚警,些鋈力?简单果口’精磊边苎篓要模.芎圭芒等.辛苎嵌桑,运晶妻雹竺篓:昔垩蓑衰圭孽二响:是高:夏--L相哩关要r=零分离等非连续.失坏;螽聂算薮妥,计现象,璺为岩÷..……孬复痞F妄.,算.考,坡警要.,譬.段完全藉萎,全.薮二;,的迭代,得到安全系数为2?2.边坡破坏时的位移矢量图见图9.晶度籍磊蓓;)在岩边时,经苦_【×,∞如∞7272”们加第38卷第l1期?60?2012年4月山西建筑SHANXIARCHnECTUREV01.38No.11Apr.2012文章编号:1009-6825(2012)11?OO6O一02鄂钢某工程桩基单桩竖向抗压静载试验分析周华林(1.武汉理3-大学资源与安全工程学院,湖北武汉430070王东华黄涛2.武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公93-程管理部,湖北鄂州436000) 摘要:以鄂钢干熄焦桩基工程为实例,采用堆载平台法,对3根钻孔灌注桩和1根预制管桩进行单桩竖向抗压静载试验,将得到的数据进行处理,作出各个试桩的Q—s,s_曲线图,试验结果表明承载力满足设计要求.关键词:钻孔灌注桩,预制管桩,静载试验,回弹率,抗压承载力特征值中图分类号:TU473文献标识码:A单桩静载试验的目的是以实测桩的荷载沉降关系为实质,以测定桩的承载能力和观测桩的破坏形式为试验目的的具体表现形式J,单桩静载试验在实际工程检测中应用十分广泛.经过大量的实际工程验证,在确定单桩极限承载力方面,它是目前最为准确,可靠的检验方法.1工程概况鄂钢干熄焦工程包括干熄焦本体装置,干熄焦锅炉,除盐水站和除氧给水泵房,汽轮发电站,综合电气室,运焦系统,干熄焦循环水等,以及与之相配套的地基处理,供电,电信,仪表,总图运输,消防等辅助的配套设施.该工程基础主要采用直径为6O0nⅡn的钻孔灌注桩,部分采用直径600mm的管桩,混凝土设计强度等级C25一C30,工程桩总数320根.建设场地地层结构与特征由上至下依次为:①杂填土,场区内均有分布,层厚0.80m一12.80m;②淤泥质粉质粘土,主要分布在除氧水泵房,干熄焦和综合电气室一带,层厚0.70m—l3.20m;③粉质粘土,主要分布在除盐水站和汽轮发电站附近,层厚O.70m～9.5m(c35);④残积土,全场分布,厚度0.8m一6.3m,层面埋深9.55m～20.63m;⑤中风化砂岩,全场分布,厚度0.70m～12.15m,层面埋深15.50m一23.50m.在厂区内未发现岩溶,滑坡,危岩,泥石流,采空区等不良地质作用,地下水及土壤对混凝土无腐蚀性. 2试桩选取及基本参数根据本工程的进度安排和现场的实际情况,这次试验共选取了有代表性四根桩来检验工程桩的单桩竖向抗压承载力.这四根分别是27号桩,38号桩,4l号桩和21号桩,其中27号桩,38号桩,41号桩的设计类型为钻孔灌注桩,2l号桩为预制管桩.它们的基本参数见表1.2.1试验方法本次试验依据JGJ106-2003建筑基桩检测技术规程(以下简称规范),本试验采用堆载平台法,上面堆放钢条,堆放时要均匀,构成加载反力系统(见图1).用油压千斤顶进行加载.通过对称布置于桩头的百分表测量桩的变形情况,百分表的分辨力不小于O.01mm,量程为500mm.所有百分表均用磁性表座固定在具有一定刚度的基准梁上.裹1试桩的基本参数混凝土桩长桩身承载力最大实验桩号桩端持力层强度等级直径/mill特征值/kN荷~~/kN27号C25⑤中风化砂岩16.260o10b02O0038号C⑤中风化砂岩16.16001O00200041号C25⑤中风化砂岩21.16001O0o20002l号C25⑤中风化砂岩22.0600l30o26oO2.2试验设备及桩基实验前的准备工作5000kN千斤顶1台;压力传感器1只;百分表2只;位移测量基准梁采用60mm×2000mm钢管1根;手动油泵站一个;堆载用钢条约150根,每根重约1.8t,规格6000tonix200咖×200mm;圆形钢板2块,规格6seemillx20nlnl,分别安置在桩头和千斤顶顶部;所有设备总加载能力不小于3000kN;50t吊车一台.实验前,对试桩进行开挖,清除桩头浮浆,以方便放置仪器,桩帽进行特别制作.所有准备工作做好后,安置仪器.加载装置示意图如图1所示.注:l—桩身;2一千斤顶;3一百分表;4一圆形钢板;5--位移测量基准梁上部堆毅物为钢条圈1加载装置示意圈2.3试验荷栽分级及沉降观测[3]卢廷浩.岩土数值分析[M].北京:中国水利水电出版社,[4]20o8:6o_78.熊种.边坡稳定性分析方法综述[J].山西建筑,2010,36(15):121—122.ComparisononapplicationOffiIliteelement anddiscreteelementmethodanalysisonslopestabilityCHENYou-liangRENXu?kaiLIUMing-liang (DepartmentofCivilEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTech nology,Shanghai200093,China)Abstract:Thispaperanalysedthestabilityofsanlecontinuityrockslopeusingfi niteelementanddiscretedementtwomethods,comparedthefi—niteelementanddiscreteelementcalculationresultsfromthecalculatedprincip le,calculationofanumberofjointrockslopetwoaspects,gained someconclusions.SOa8tobetterguidethecalculationofslopestability. Keywords:finiteelement,discreteelement,slopestability,safetyfactor收稿日期:2012—02—15作者简介:周华林(1987-),男,在读硕士。

混凝土破坏机理及其分析方法混凝土是一种常用于建筑和工程结构中的材料，它具有较高的强度和耐久性。

然而，混凝土在受到外力作用时也会出现破坏，如何分析混凝土的破坏机理是混凝土工程中的一个重要问题。

混凝土的破坏机理可以用弹性理论和断裂力学来描述。

弹性理论是基于材料的线性弹性行为建立的，它假设材料在受到外力作用时会发生弹性变形，即在去除外力后可以恢复到原来的形状。

然而，当外力超过了材料的极限强度时，材料就会发生破坏。

断裂力学则是研究材料在破坏前和破坏后的行为，它可以用来描述非线性弹性行为和裂纹扩展现象。

混凝土的弹性模量是一个重要的参数，它可以用来描述混凝土在受到外力作用时的变形程度。

弹性模量与混凝土的组成、密度、水泥含量等因素有关。

混凝土的抗拉强度远远低于其抗压强度，这是由于混凝土中的裂纹会在受拉伸力作用下迅速扩展。

混凝土的破坏可以分为两种类型：拉伸破坏和压缩破坏。

拉伸破坏通常发生在混凝土中的裂纹处，当外力作用超过裂纹的承载能力时，裂纹就会继续扩展，导致混凝土的破坏。

压缩破坏则通常发生在混凝土中的孔隙和缺陷处，当外力作用超过混凝土的承载能力时，孔隙和缺陷处就会发生塌陷，导致混凝土的破坏。

混凝土的破坏机理可以通过实验和数值模拟来研究。

实验可以通过在混凝土试件上施加外力并观察其变形和破坏来研究混凝土的破坏机理。

数值模拟则可以通过建立混凝土的数学模型，并使用计算机程序来模拟混凝土的破坏过程。

常用的数值模拟方法包括有限元方法和离散元方法。

有限元方法是一种基于连续介质力学的数值模拟方法，它将混凝土试件分割为有限数量的子元素，并在每个子元素上建立数学模型，然后通过求解这些子元素的力学方程来模拟混凝土的破坏过程。

离散元方法则是一种基于颗粒力学的数值模拟方法，它将混凝土试件分割为离散的颗粒，并在每个颗粒上建立数学模型，然后通过求解颗粒之间的力学关系来模拟混凝土的破坏过程。

在进行混凝土的破坏分析时，需要考虑多种因素，如混凝土的组成、受力方式、大小和形状等。

离散元方法与有限元方法的比较摘要离散元方法是由分析离散单元的块间接触入手找出其接触的本构关系建立接触的物理力学模型并根据牛顿第二定律对非连续、离散的单元进行模拟仿真。

而有限元方法是将介质复杂几何区域离散为具有简单几何形状的单元通过单元集成、外载和约束条件的处理得到方程组再求解该方程组就可以得到该介质行为的近似表达。

本文中并介绍刚体弹簧元法及极限平衡法还有离散元法有限元法结合之应用以及工程中的离散元方法的应用实例。

本文中介绍的实例有丽江地震区应力场研究及离散变量结构拓扑优化设计研究及基于混合离散复合形法的工程优化设计及离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用以及昌马水库枢纽工程右岸岩石边坡稳定性的离散元法分析。

关键词离散元方法、有限元方法、刚体弹簧元法、极限平衡法1. 离散元方法 1.1 离散元方法的基本概念【1】离散元方法也被称为散体单元法最早是1971年由Cundall 提出的一种不连续数值方法模型离散元理论是由分析离散单元的块间接触入手找出其接触的本构关系建立接触的物理力学模型并根据牛顿第二定律建立力、加速度、速度及其位移之间的关系对非连续、离散的单元进行模拟仿真。

1.2 离散元方法的历史背景【2】离散元法又称DEMDiscrete Element Method法它的思想源于较早的分子动力学Molecular Dynamics。

1971年由Cundall最先提出其研究对象是岩石等非连续介质的力学行为。

1979年Cundall和Strack又提出适于土力学的离散元法。

国内出现了用于土木工程设计的块体离散元分析系统2D-Block和三维离散单元法软件TRUDEC在冲击波研究方面唐志平等建立了二维和三维细观离散元理论和DM2程序。

1.3 离散单元法的特点【3】岩体或颗粒组合体被模拟成通过角或边的相互接触而产生相互作用。

块体之间边界的相互作用可以体现其不连续性和节理的特性。

使用显式积分迭代算法允许有大的位移、转动和使用。

应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比陈有亮;任旭凯;刘明亮【摘要】This paper analysed the stability of same continuity rock slope using finite element and discrete element two methods,compared the finite element and discrete element calculation results from the calculated principle,calculation of a number of joint rock slope two aspects,gained some conclusions,so as to better guide the calculation of slope stability.%利用有限元和离散元两种方法对同一连续性岩质边坡的稳定性进行分析,从计算原理、计算有若干节理的岩质边坡两方面对有限元与离散元计算结果进行了比较,得出相关结论,从而更好地指导边坡稳定性计算。

【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)011【总页数】3页(P58-60)【关键词】有限元;离散元;边坡稳定;安全系数【作者】陈有亮;任旭凯;刘明亮【作者单位】上海理工大学土木工程系,上海200093;上海理工大学土木工程系,上海200093;上海理工大学土木工程系,上海200093【正文语种】中文【中图分类】U413.621 概述边坡是指由于天然地质或工程地质的作用形成的具有一定倾斜度的地质体，按成因共分为两种:自然边坡和人工边坡[1]。

例如，意大利1963年发生的瓦依昂水库库岸滑坡，造成了严重的损失，水库也因此失效[2]。

由此可见，对边坡失稳进行有效的计算刻不容缓。

目前，边坡稳定分析的方法较多，主要有定性分析法、定量分析法、非确定分析法。

有限差分，有限元，有限体积等离散方法的区别介绍1 有限差分方法(FDM)是计算机数值模拟最早采用的方法，至今仍被广泛运用。

该方法将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域。

有限差分法以Taylor级数展开等方法，把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散，从而建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组。

该方法是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法，数学概念直观，表达简单，是发展较早且比较成熟的数值方法。

对于有限差分格式，从格式的精度来划分，有一阶格式、二阶格式和高阶格式。

从差分的空间形式来考虑，可分为中心格式和逆风格式。

考虑时间因子的影响，差分格式还可以分为显格式、隐格式、显隐交替格式等。

目前常见的差分格式，主要是上述几种形式的组合，不同的组合构成不同的差分格式。

差分方法主要适用于有结构网格，网格的步长一般根据实际地形的情况和柯朗稳定条件来决定。

构造差分的方法有多种形式，目前主要采用的是泰勒级数展开方法。

其基本的差分表达式主要有三种形式：一阶向前差分、一阶向后差分、一阶中心差分和二阶中心差分等，其中前两种格式为一阶计算精度，后两种格式为二阶计算精度。

通过对时间和空间这几种不同差分格式的组合，可以组合成不同的差分计算格式。

2 有限元方法的基础是变分原理和加权余量法，其基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。

采用不同的权函数和插值函数形式，便构成不同的有限元方法。

在有限元方法中，把计算域离散剖分为有限个互不重叠且相互连接的单元，在每个单元内选择基函数，用单元基函数的线形组合来逼近单元中的真解，整个计算域上总体的基函数可以看为由每个单元基函数组成的，则整个计算域内的解可以看作是由所有单元上的近似解构成。

潜艇磁场建模方法的分析与比较潜艇磁场建模是通过利用计算机仿真、实验数据与实际条件相结合的方式，对潜艇磁性进行分析和研究，以实现潜艇的隐蔽探测和有效隐身。

目前在潜艇磁场建模中，主要使用的方法有离散元法和有限元法。

离散元法主要是在不断改变外界条件后，寻找潜艇最适的状态，以达到减小其磁场干扰效应的目的。

而有限元法则是通过对潜艇内部磁体构造的模拟，进一步得出其磁场分布情况，以配合潜艇的航行。

离散元法建模的难点在于如何通过有限的条件和计算过程，取得尽可能的信息判断状态。

同时，离散化也是一个很大的问题，涉及到的范围和细节越高，计算量也就越大，加之磁场干扰可能受到不确定性影响，使用该方法进行建模较为复杂。

而有限元法相对于离散元法更加精确和直观，准确的模拟出实际潜艇的磁场分布情况。

但同样也存在着对潜艇内部结构的很大要求，如需要对潜艇的钢板、螺旋桨等器件进行细致的建模，才能进行数据的准确解算。

除此之外，更加高级的磁场建模方法包括神经网络、代数逼近等方法，这些方法将更多的实验数据和条件性因素进行考虑，以提高建模的准确性和可靠性。

同时，这些方法更适应于大规模计算，加速了磁场建模的求解。

需要注意的是，潜艇磁场建模方法的选择要根据具体情况而定，它取决于众多因素，包括计算时间、计算精度等方面。

同时，单一的磁场建模方法难以完整地分析和描述潜艇的磁场情况，而应选择结合多种方法进行的磁场建模，以获得更加完整和准确的数据。

总之，潜艇磁场建模方法是一个不断发展进步的领域，涉及多个学科，需要综合考虑各种因素，通过结合各种方法以更加全面、准确地解析潜艇的磁场情况。

未来，随着科技发展的不断进步，潜艇磁场建模方法将不断提升其准确度和精度，进一步提高潜艇的隐蔽性。

数据分析是指根据经过收集、整理和处理的数据来研究和分析其内在规律的过程。

以下是一些常见的数据：1.销售数据销售数据体现了一个企业销售的情况，包括销售额、销售量、销售地区、销售渠道等。

地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析地下隧道工程多数是在复杂的地质环境中进行，而在隧道工程中，如何预测和抵制灾害风险一直是难点和热点问题。

其中爆炸灾害是较为严重的一种情况。

因此，进行地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析的研究，对提高隧道工程安全性具有重要意义。

一、地下隧道爆炸灾害模拟原理地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析是通过建立数学模型，模拟爆炸过程及其对地下结构环境的影响，从而预测灾害的程度和范围。

数值模拟主要包括以下几个过程：1.建模：根据实际情况，将空间划分为若干有限元单元，并采用有限元方法建立模型。

2.激波传递计算：采用欧拉方程和Riemann问题求解器，模拟激波在隧道中传播并对其影响进行分析。

3.材料响应计算：模拟各种结构材料在流体作用下的响应，包括应力、应变和变形等。

4.动力响应计算：模拟某些结构和地质环境的响应，包括加速度、位移、速度和应力等。

5.应变能量计算：计算能量传递的量和方向，评估结构的稳定性和破坏。

二、地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析的需要地下隧道工程往往是在复杂的地质环境中进行的，预测和控制灾害风险是保障隧道工程施工和运行安全的重要环节。

然而，爆炸灾害是最危险的一种环境因素，预测和控制其风险具有难度。

通过地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析，可以得到以下优势：1. 准确预测爆炸灾害危害程度和范围，帮助工程师和决策者在工程规划和设计阶段确定合适的安全措施。

2. 提供科学依据，可帮助决策者制定相应的爆炸灾害应急预案，保障隧道工程安全运行。

3. 通过模拟和分析，可发现隧道内其他潜在的安全隐患，从而提高对隧道安全的警惕性。

三、地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析的相关技术地下隧道爆炸灾害数值模拟与分析相关技术目前已比较成熟。

主要技术包括以下几种：1. 有限元方法：包括静力和动力分析，可以模拟地下结构的响应。

2. 计算流体动力学（CFD）方法：适用于模拟爆炸前后介质的流动情况，具有较好的可视化效果。

3. 离散元方法（DEM）：适用于模拟大规模碎屑流影响，可以使该方法在理解隧道破坏机理和灾害减缓方面具有明显的优势。

离散元方法与有限元方法的比较离散元方法与有限元方法的比较摘要离散元方法是由分析离散单元的块间接触入手，找出其接触的本构关系，建立接触的物理力学模型，并根据牛顿第二定律，对非连续、离散的单元进行模拟仿真。

而有限元方法是将介质复杂几何区域离散为具有简单几何形状的单元，通过单元集成、外载和约束条件的处理，得到方程组，再求解该方程组就可以得到该介质行为的近似表达。

本文中并介绍刚体－弹簧元法及极限平衡法，还有离散元法有限元法结合之应用，以及工程中的离散元方法的应用实例。

本文中介绍的实例有：丽江地震区应力场研究及离散变量结构拓扑优化设计研究及基于混合离散复合形法的工程优化设计及离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用以及昌马水库枢纽工程右岸岩石边坡稳定性的离散元法分析。

关键词：离散元方法、有限元方法、刚体－弹簧元法、极限平衡法1.离散元方法1.1离散元方法的基本概念【1】离散元方法也被称为散体单元法，最早是1971年由Cundall 提出的一种不连续数值方法模型，离散元理论是由分析离散单元的块间接触入手，找出其接触的本构关系，建立接触的物理力学模型，并根据牛顿第二定律建立力、加速度、速度及其位移之间的关系，对非连续、离散的单元进行模拟仿真。

1.2离散元方法的历史背景【2】离散元法又称DEM（Discrete Element Method）法，它的思想源于较早的分子动力学（Molecular Dynamics）。

1971年由Cundall 最先提出，其研究对象是岩石等非连续介质的力学行为。

1979年，Cundall和Strack又提出适于土力学的离散元法。

国内出现了用于土木工程设计的块体离散元分析系统2D-Block和三维离散单元法软件TRUDEC；在冲击波研究方面，唐志平等建立了二维和三维细观离散元理论和DM2程序。

1.3离散单元法的特点【3】●岩体或颗粒组合体被模拟成通过角或边的相互接触而产生相互作用。

有限元与离散元目前世界上结构计算方法一般分为有限元（FEM finite element method）、离散元（DEM discrete element method）、还有边界元(EEM)。

有兴趣的朋友可以google以下，还是很有意思的。

有限元就是把计算的物体看成均匀单一材质，成为一整体，然后划分细小网格；离散元就是按照物体本身实际物理模型，比如散沙、谷物、还有我研究的道碴，按照物理实体本身划分单元利用牛二定律进行计算道碴是散体，先前计算道碴变形都是利用有限元方法，但是由于道碴变形主要是道碴破裂，所以有限元不能更好的反映道碴变形；同时有限元计算中不能允许大位移，这样就不连续了，但是道碴是有孔隙，在机车荷载作用下能移动、错位。

但是有限元软件也并非对我研究毫无用处：目前研究道碴受力断裂，其中有2个难题，第一是如何最大限度的仿真道碴形状，因为道碴形状是影响受力重要原因，所以从道碴颗粒形状从二维发展到近期三维；形状从单一球形颗粒发展到球体组合，也有几个国家利用激光三维成像扫描，将道碴颗粒形状完全导入计算机中，然后获取形状参数，进而导入计算软件，科学还是美国人搞的深入，他们面临的问题是，形状太复杂了，计算太耗时；另一个就是道碴颗粒在他们离散元软件中是不可变形体，即道碴颗粒单元不能模拟破裂。

第二问题就是微观上断裂的模拟，英国利用PFC3D，将几个球体捆绑起来，利用模拟捆绑的bond破裂模拟道碴破裂。

我目前采用的思路是：利用离散元软件，采用可变形体单元进行计算，但是这个软件建立模型，生成单元手段比较单一，说白一点，人家比较笨，其实不怪人家笨，主要人家主要不是干这个的，人家主要计算岩石、地层、边坡的，正所谓术业有专攻。

但是有限元软件，比如我学习过的ANSYS有比较出色的建模特点，所以一条路就是利用有限元建立道碴颗粒模型导入离散元软件由ANSYS到3DEC ，下面的工作就是要做这个工作，欣喜与期待希望以后一切顺利！科学上给我人生感悟就是天下事合久必分、分久必合就像土木，经过长期发展以后建筑学、城市规划等等就从里面分家独立过日子了，但是永远是一个整体，所以出色设计师，从整体入手，整体与局部，辩证统一有限元与离散元也是，离散元从有限元发展而来，开始看来越来越远，但是某个时刻，还能重新走到一起合作！。