1樓：申昊
完全不同意題主和樓上各位對數值模擬在岩土工程中很大侷限性這個概念，相反數值模擬是給岩土工程的研究提供了更大的可能性！
數值模擬強調兩點，第一是方法即採用的理論基礎即求解方程，如有限元，差分法，離散元，物理引擎等等；第二是本構模型。下面以這兩個方面分成兩段來講。
不同的數值模擬方法都有自己擅長的領域，有限元相對來說比較通用，結合了大變形理論後可以做更多的分析，也是現在科研和工程諮詢領域最常用的方法，代表軟體：PLAXIS, Abaqus, ANSYS. 而有限差分法基於差分方程，執行程式小，對電腦記憶體要求小，特別對於動力學的研究來講是十分方便的，代表軟體FLAC 3d。
離散元和物理引擎等對於無粘性土的研究也大有裨益就不展開講了。
相對於金屬、混凝土來說，土作為乙個土顆粒、水、空氣三相性的存在本來就沒有乙個統一的本構模型能夠模擬，不管是修正劍橋模型還是鄧肯-張模型或是其他千百種本構模型，都有其侷限性，即只對部分型別的土的部分性質有效。要想獲得越精確地解答需要定義的引數就越多，往往這些引數都缺乏實際的物理意義且難以確定。
基於上述，大家可以發現描述岩石和土，本來就是一件很困難的事情，再加上覆雜的邊界問題，要想獲得乙個closed-form的解析解是難上加難的事情。因此數值的方法在這裡提供了最大的可能性，根據所分析的岩土材料性質和目的，去合理的選擇數值方法以及本構模型和引數就能獲得良好的結果，解決其他方法無法解決的問題！
題主提到的突破侷限，如果真的有突破就是人類更加清楚地認識到了岩石和土這種物質，提出更加合理的本構去描述這種物質的時候，那就不光是數值模擬的突破了，需要的是整個學科的躍進！
2樓：大常
個人理解：岩石、土體的不均勻性、離散性決定了它不可能像鋼材、混凝土有較為準確的本構描述，岩土的數值計算建立在大量土工試驗基礎上，想要用數值計算精確的解決大型岩土問題不現實，小規模、區域性、單
一、勻質問題數值計算還是有一定精度的。
3樓：yang outman
如果把工程問題理解為先列算式（建模）再計算（模型計算），那麼數值演算法就是計算階段的計算器，岩土相對於土木其他方向，其本身的算式都不清楚，計算器用起來當然就不那麼順手。如果想要突破侷限，當然一是要把算式搞清楚，二是要設計更好的計算器，現在的計算器種類很多，效能不同，但對岩土的適應性卻不是很好。
4樓：
數值法是一種求解問題的方法，其侷限性或者說他的求解精度，是完全取決於模型的準確性的。
例如簡單的乙個問題：小球的自由落體
我們可以寫出運動方程，
由此我們可以解析的寫出小球的位移，速度，加速度等表示式；我們也可以數值的求解出小球任何時刻的位移，速度與加速度。
在這裡，數值法的侷限性不在於求解精度，而在於運動方程本身的侷限性。
例如：運動方程的假設前提是自由落體，而實際有空氣阻力，模型具有侷限性；不同位置的重力加速度不一致，因此引數具有侷限性。
把這個問題換到土木工程上，仍然是這個問題。
模型本身的侷限性與模型引數的侷限性。
具體到岩土工程上，可能這兩個問題比較突出，所以認為侷限性比較大。
至於要如何突破，那就是解決如何建立更逼真的模型，如何更準確的模擬引數？
這也是岩土工程研究的重要問題。
另外工程上還會遇到求解精度的問題。
從原理上說，數值法的網格數目增加會有可能提高計算精度，而網格數量的增加將大大增加計算量與可能引發數值畸變。
所以，研究數值演算法，也是研究方向之一。
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