关于岩土工程数值研究研究探究【摘要】岩土力学数值分析法在岩土工程设计、应用中，成为了一个不可分割的部分。数值分析法逐渐发展,形成百家争鸣的态势。本文着重介绍各种方法现状和研究成果，以及各种方法在多、高层建筑中的应用。【关键词】岩土工程数值分析多高层建筑反分析中图分类号：S29文献标识码：A文章编号：0前言随着我国城市集中化越来越严重，城市中出现了越来越多的高层建筑。不过，千里之行始于足下。建筑层数越高，对地基的要求越高。岩土工程就是一门研究基础的工程。岩土工程是一门综合学科，包涵土力学、岩石力学、工程地质学等学科随着科技发展，人们对岩土工程的了解也取得了长足的进步。目前，岩土工程中常用的数值分析方法分为：线性数值分析、非线性数值分析。随着岩土工程的深入研究和发展，人们渐渐了解到线性数值分析法在岩土工程中不具备代表性，应用面也越来越窄。随之而来的，非线性数值分析在岩土工程中占有了越来越多的比例。非线性数值分析主要包含：弹性有限元数值分析法、塑性有限元数值分析法、位移反分析法、离散元法、边界元法、限差分法等方法。1常用数值分析法简介1.1弹塑性理论求解岩石力学问题岩石力学中应用到的弹塑性理论是一种假设（假设岩石介质、土介质是一种连续性介质），因为只有在连续性介质中才存在所谓的应力、应变等岩石力学概念。构成岩石这种杂质体的矿物组成有很多种，造成了它的节理、缝隙等存在不连续的截面，因此，岩石在微观上是一种不连续介质。在弹塑性理论中，岩石力学的主要矛盾应该是存在于宏观方面的，所以在宏观小尺度方面可以认为岩石是连续介质，同时各类力学量和力学指标可取平均值。例如，某多高层建筑工程地形地貌包含丘陵坡地、冲沟、山间凹地等复杂地形。其下地质情况也较为复杂，底层主要土质为：人工填土层、第四系坡洪积层、第四系残积层，伏基岩为震旦系岗片麻岩。在此类地质中，如果采用常规方法，计算量颇大。如果利用弹塑性理论追究主要矛盾，在宏观小范围采用连续性分析,计算量减少百分之四十。弹塑性力学研究方面为以下两点:数字表达式（通过对材料固有属性研究，建立应变、应力、温度之间的关系表达式）和塑性稳定性（在外部荷载作用下，通过对物体内部塑性分析，得出内部应力应变图及变化关系）。1.2边界元法和有限元法边界元法和有限元法在近代才并行发展的两种方法。自20世纪60年代以后，我国在对这两种方法在岩石力学中的应用进行了深入的研究，这段时间也是我国岩土工程蓬勃发展，缩小与世界顶尖岩土工程技术的差距的年代。我国主要通过应用这两种方法解决岩体稳定性分析、地下工程支护等方面工作。边界元法与有限元法略有不同，边界元法通常离散了边界部分位置，因此在数据处理上面和时间上面占有较大优势。但是缺点在于边界元法在处理多介质、非物质问题上或介质情况复杂的问题上研究不全面、结果不精确等问题。例如某多高层建筑工地基坑支护问题。在永久支护部分，支护范围内大部分为中风化和微风化花岗片麻岩。支护高度17.65-21.65m,支护长度为348.0m,通过边界元法和有限元法分析，得出结果一致，采用三级支护，锚杆加喷面支护设计。其中分级支护平台宽度1.0m分级高度8-10mo1.3断裂力学方法断裂力学法与弹塑性法正好相反，不再把岩石、土等介质看成连续的，而是将其视为一种间断、多缺陷的复杂结构体。这样在对介质强度分析时，问题面将建立在间断面或者缺陷面上，通过对间断面的应力集中现象研究（因为应力集中区域往往是结构最危险的区域），结合断裂力学知识可以得出相对实际并真是的岩体现状。通过各国科学家的努力，断裂力学在岩土工程中应用获得了较大进展，不过断裂力学的局限性也比较明显，大多数对断裂面的研究都局限于宏观圆形或椭圆形研究而且，对于密集型断裂面断裂力学也同样不适用。在某多高层建筑中，对于抗震结构的设计就采用了断裂力学方法。根据结构物抗震等级，在对结构抗震设计过程中，假设结构基础断裂通过对假设断裂面的分析（地震过程中产生的断裂面大多数为非密集型断裂面），即可得出相应的材料应力、应变关系。参照设计规范可得出地震加速度，进而设计抗...