前言 土是由岩石经过风化后产生的松散物集合体，其最主要的特点是不连续性和 三相性，这使得土的变形和强度等力学性质不同于其他连续介质，变得报其复 杂。
目前，岩土工程领域的研究主要是从宏观角度探求机理，其实宏观现象的本 质需要从细观机理上去解释，这才是各种复杂岩土工程问题研究的关键切入点， 并且从细观角度进行研究也是未来岩土工程研究的发展趋势。
Cundall和Strack 创立并发展起来的离散单元法为以离散性为重要特征的岩土工程问题进行细观研 究提供了很好的数值分析工具，它可以较全面地给出从细观变化到宏现响应的各 种信息，并能够有效地通过各种细观参数对宏观现象的影响进行延伸讨论，有益 于从本质上揭示现象，由于岩土工程问题的复杂性，对土体材料进行离散化，从 细观角度研究其力学性质只是刚刚起步，与相对成熟的宏观土力学及相应的研究 手段相比，细观土力学的研究还有许多工作需要开展。
将理论分析、物理试验和 数值模拟有机结合是进行细观土力学研究的一种有效途径，通过理论分析构建合 理的细观数值模型，由物理试验确定合理的组构参数并为数值模拟提供试验依 据，再通过细观数值模拟与物理试验进行相互验证，井探索其潜在的细观机理， 解释宏观现象，这种试验结合理论分析的方法可以从细观角度揭示某些岩土工程 间题的本质。
本书凝聚了作者多年来在土体颗粒流细观仿真模拟技术领域的最新研究成 果，也反映了岩土工程研究的发展趋势，作者及所领导的课题组从1999年开始对 颗粒流细观仿真模拟技术进行二次开发，提出了从细观力学角度研究土工问题的 新思路，以室内细观模型试验为基础，利用颗粒流理论对岩土工程领域中的相关 问题进行了系统研究，并在包括数字图像处理技术、土体剪切带、土坡稳定、桩 土变形、砂土液化、地基加固、渗流及渗透破坏等方面提出了自己独特的见解。
作者主持了多项相关的国家自然科学基金项目和其他科研项目，已在国内外发表 相关论文30余篇。
希塑本书的出版能够起到抛砖引玉的作用，为更复杂岩土工程 间题的细观数值仿真研究打下基础。
本书内容涉及岩土工程领域中多种间题的细观力学机制，共分14章，第1 章，绪论（周健、贾敏才）；第2章，基于数字图像技术的砂土模型试验细观结构 参数测量（贾敏才、余荣传、周健）：第3章，土体剪切带细观分析与数值模拟（周 健、池永、贾敏才）：第4章，边坡稳定破坏细观力学机制与数值模拟（周健、曾 远、贾敏才）：第5章，加筋地基的试验研究与颗粒流数值模拟（周健、王孝存、贾
i 土工细观模型试验与数值模损 敏才）：第6章，刚性挡墙试验与颗粒流模拟（周健、彭述权、贾敏才）：第7章， 涉流与渗透敬坏的模型试验与颗粒流数值模拟（周健、姚志雄、张刚、贾敏才）； 第8章，砂土地基报冲加固模型试验与顾粒流模拟（贾敏才、周健）：第9章，桩端 刺入及桩间土变形的细观研究与颗粒流模拟（周健、王浩、叶建忠、贾敏才）：第 10章，侧向受荷桩模型试验与颗粒流模拟分析（周健、曾庆有、贾敏才）；第11 章，风砂土地基扩展基础在上拔荷载作用下的试验研究与数值模拟（周健、刘文 白）：第12章，饱和砂土液化破坏细观力学机制与数值模拟（周健、刘洋、贾敏 才）；第13章，砂土地基的爆炸法密实细观力学机制与数值模拟（周健、屈俊量、 贾敏才），第14章，简仓内散体物料压力的颗粒流数值模拟（周健、杜明劳）。
本书的部分研究成果得到了国家自然科学基金项目（50178054、50379037、 50578122），高等学校博士学科点专项科研基金项目（2000024724）和上海市科委 基金项目（005111056）资助，在此表示衷心的感谢.同时感谢崔积弘、邓益兵、郭 建军、孔祥利、元宾、史旦达、王冠英、王家金、王磊、杨永香、魏志雄、张姣、张 思峰、张昭等在本书编排、整理和校阅过程中所付出的辛勤劳动。
特别感谢中国科学院科学出版基金资助本书出版。
由于作者水平有限，书中难免有错误和不当之处，敬请读者批评指正。
作者 2008年1月于网济园
目录 前言 第1章绪论 1.1引言 1.2计算机仿真 1.3颗粒流方法 1.3.1颗粒流产生的背景及方法特点 1.3.2颗腔流基本理论 1.3.3颗粒流方法与其他高散单元法相比的特点 1.3.4颗粒流方法解题途径**. 参考文献... 第2章基于数字图像技术的砂土模型试验细观结构参数测量 2.1数字图像技术基础 2.1.1图像获取* 2.1.2图像预处理 9 2.1.3形态学分水岭分别 2.2砂土模型试验细观结构参数测量方法 16 2.2.1试验设备与操作要求 17 2.2.2分离砂颗粒 61 2.2.3求解细观结构参数 2.3土细观图像定量分析软件的开发与使用 26 2.3.1软件开发. 27 2.3.2软件使用. 参考文献...