Analysis Geotechnical Engineering problems with the Finite Element Method

Abstract

Οι αριθμητικές μέθοδοι αποτελούν ένα από τα πιο σημαντικά εργαλεία προσομοίωσης και ανάλυσης προβλημάτων της Μηχανικής γενικά, αλλά και της Γεωτεχνικής Μηχανικής ειδικότερα. Η ραγδαία ανάπτυξη των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών τα τελευταία χρόνια, σε συνδυασμό με την αντίστοιχη πρόοδο που παρατηρείται στην περιοχή της Υπολογιστικής Μηχανικής, έχουν καταστήσει ουσιαστικά τη χρήση των αριθμητικών μεθόδων και κυρίως της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων, ως αποκλειστική επιλογή κατά την επίλυση προβλημάτων όπως π.χ. αυτών των θεμελιώσεων, των εκσκαφών, των αντιστηρίξεων και της διάνοιξης σηράγγων σε αστικό ή μη περιβάλλον. Για τον σκοπό αυτό κρίνεται απαραίτητη η κατανόηση της Θεωρίας της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων και της εφαρμογής της σε προβλήματα Γεωτεχνικής Μηχανικής.Το βιβλίο «Ανάλυση Προβλημάτων Γεωτεχνικής Μηχανικής με τη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων» επιχειρεί να εισαγάγει τον αναγνώστη στη διαδικασία της προσομοίωσης του φυσικού προβλήματος ως μια διαδικασία σύνθεσης στοιχείων και τεχνικών της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων. Το βιβλίο διαρθρώνεται σε 3 βασικούς άξονες: 1. Την παρουσίαση της θεωρητικού υπόβαθρου, αλλά και στοιχείων προγραμματισμού της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων. 2. Την κατανόηση των ιδιαιτεροτήτων που παρουσιάζουν τα γεωτεχνικά προβλήματα κατά την ανάλυση/προσομοίωση με τη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων. 3. Την εφαρμογή της Μεθόδου, ως μια συνθετική διαδικασία, σε προβλήματα Γεωτεχνικής Μηχανικής. Το βιβλίο απευθύνεται σε προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές και ερευνητές στο πεδίο της Γεωτεχνικής Μηχανικής, και γενικότερα σε μηχανικούς που ασχολούνται με γεωτεχνικά προβλήματα.

Numerical methods is one of the most important tools for the simulation and analysis of problems in Engineering in general, but also in Geotechnical Engineering in particular. The rapid development of computers in recent years, combined with the corresponding progress in the field of Computational Engineering, have essentially made the use of numerical methods, and especially the Finite Element Method, the exclusive choice when solving problems such as those of foundations, excavations, retaining walls and tunnelling in urban or non-urban environments. For this purpose, an understanding of the theory of the Finite Element Method and its application to geotechnical engineering problems is essential. The book "Analysis of Geotechnical Engineering Problems by the Finite Element Method" attempts to introduce the reader to the process of simulating the physical problem as a process of synthesis of elements and techniques of the Finite Element Method. The book is structured in 3 main axes. 2. The understanding of the peculiarities of geotechnical problems when analyzing/simulating with the Finite Element Method. 3. The application of the Method, as a synthetic process, to Geotechnical Engineering problems. The book is addressed to undergraduate, postgraduate students and researchers in the field of Geotechnical Engineering and, in general, to engineers working on geotechnical problems.