第1章
绪论：桩土相互作用
研究背景与意义 · 单桩应用场景 · 学习目标与路径
背景概述
第2章
土力学基础回顾
有效应力原理 · 抗剪强度 · 摩尔库伦/Drucker-Prager
本构强度
第3章
桩基础类型与受力特性
端承桩与摩擦桩 · 竖向/水平承载力 · 侧摩阻力与端阻力
分类承载力
第4章
桩土相互作用机理
荷载传递机制 · 桩侧/桩端土体破坏模式
机理破坏
第5章
数值模拟方法概述
FEM · FDM · DEM 在桩土问题中的应用
有限元差分离散元
第6章
Python与数值模拟环境搭建
Anaconda · NumPy/SciPy · Matplotlib入门
Python环境
第7章
土体本构模型的Python实现
线弹性 · 摩尔库伦 · Drucker-Prager代码实现
本构编程
第8章
单桩竖向荷载-沉降曲线分析
荷载传递法 · 双曲线模型 · Python拟合与绘图
沉降拟合
第9章
桩侧摩阻力分布规律
α法 · β法 · λ法 · Python计算与可视化
摩阻力侧阻
第10章
桩端阻力计算
太沙基公式 · Vesic公式 · Python参数分析
端阻承载力
第11章
单桩竖向承载力计算
静力法 · 经验法 · Python综合计算程序
竖向编程
第12章
单桩水平荷载响应
p-y曲线法 · m法 · c法 · Python实现
水平p-y
第13章
桩身内力与变形分析
梁弯曲理论 · 有限差分求解 · Python编程
内力差分
第14章
群桩效应基础
群桩效率 · 沉降比 · Python简单模拟
群桩效率
第15章
桩土接触面模拟
接触力学 · 界面单元 · Python接触算法
接触界面
第16章
有限元法基础
刚度矩阵 · 形函数 · 高斯积分 · 一维桩单元
FEM形函数
第17章
二维轴对称模型建立
几何建模 · 网格划分 · 边界条件 · Python脚本
轴对称建模
第18章
三维单桩模型简化
对称性利用 · 计算域选取 · Python参数化
3D简化
第19章
Python调用FEniCS
安装 · 桩土模型求解 · 结果后处理
FEniCS开源
第20章
Python调用Abaqus脚本化
脚本编写 · 提交作业 · 结果提取
Abaqus商业
第21章
参数敏感性分析
桩长/桩径/土体模量 · Python批量计算
敏感性批量
第22章
机器学习在桩土预测中的应用
数据准备 · 线性回归 · 随机森林预测承载力
ML随机森林
第23章
深度学习初步
神经网络基础 · PyTorch/TensorFlow预测模型
DLPyTorch
第24章
模型验证与对比
数值解vs解析解 · 与现场试验对比
验证对比
第25章
不确定性分析
蒙特卡洛模拟 · 可靠度指标 · Python实现
可靠度蒙特卡洛
第26章
优化设计初步
遗传算法优化桩径与桩长 · Python实现
优化GA
第27章
动态荷载下的桩土响应
简谐荷载 · 地震荷载 · Python时程分析
动力时程
第28章
桩基检测模拟
低应变反射波法 · Python信号处理与模拟
检测信号
第29章
综合案例1：桥梁单桩竖向承载力
完整流程 · 荷载沉降 · 参数分析
案例桥梁
第30章
综合案例2：海上风机单桩水平响应
水平荷载 · p-y曲线 · 完整流程
案例风机