分區有限元-界面元互動解法及其在高壩工程中的套用

《分區有限元-界面元互動解法及其在高壩工程中的套用》是2021年河海大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：分區有限元-界面元互動解法及其在高壩工程中的套用
• 作者：齊慧君,李同春,劉曉青
• 出版社：河海大學出版社
• 出版時間：2021年
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787563071241

內容簡介

《分區有限元－界面元互動解法及其在高壩工程中的套用》一書旨在研究一種新的數值分析方法及其在水利水電工程中的套用。《分區有限元－界面元互動解法及其在高壩工程中的套用》一書總結岩體及混凝土等結構的非線性特性，分析非線性問題的研究狀況；研究分區有限元靜動力方法、分區剛體－界面元法以及PFE－IE動力互動解法在解決結構非線性問題的優勢和適用性。上述方法的有效性在典型的重力壩、拱壩、土石壩及邊坡工程的套用中得到驗證。

圖書目錄

第一部分 理論與方法

第1章 緒論

1.1 工程中常見的非線性特性

1.2 國內外研究現狀

1.2.1 混凝土損傷力學研究進展

1.2.2 岩體裂縫模擬分析方法

1.2.3 局部非線性問題求解方法

1.2.4 鋼筋混凝土研究進展

1.2.5 岩質邊坡中的局部非連續問題

1.2.5.1 局部非連續問題

1.2.5.2 動力荷載下的局部非連續問題

1.2.5.3 模擬非連續區域的薄層單元模型

1.2.6 極限分析方法綜述

1.2.6.1 極限分析的上限法方法及套用

1.2.6.2 極限分析的下限法方法及套用

1.2.6.3 極限平衡方法

1.2.6.4 數值分析方法

1.2.7 動力穩定分析研究現狀

1.2.7.1 擬靜力法

1.2.7.2 Newmark滑塊法

1.2.7.3 動力時程分析法

1.2.7.4 動力強度折減法

1.2.7.5 動力超載法

第2章 分區有限元靜動力解法

2.1 考慮接觸非線性的分區有限元-界面元互動解法

2.1.1 接觸問題力學模型

2.1.2 剛體位移分解

2.1.3 基於最小勢能原理的方程建立

2.2 靜力分區有限元方程

2.3 界面元靜力疊代方程

2.3.1 塊體界面節點剛體位移增量

2.3.2 塊體界面節點靜力總位移方程

2.3.3 塊體形心力的平衡方程

2.3.4 塊體界面靜力疊代方程

2.4 分區有限元-界面元動力互動方法

2.4.1 動力分區有限元方程

2.4.2 接觸塊體內節點的剛性運動

2.4.3 動力支配方程

2.4.4 離散單元方程

2.4.5 時域方程的離散化

2.4.6 局部非連續界面的相對位移方程

2.4.7 包含剛體轉動位移和不連續界面接觸力的求解方程

2.5 分區有限元-界面元動力互動方法的實現

2.6 考慮材料非線性的分區求解方法

2.6.1 塊體材料非線性的分區求解

2.6.2 接觸面材料非線性特性模擬

2.7 靜力算例

2.7.1 裂縫開度算例

2.7.2 接觸力算例

2.7.3 懸臂樑受均布荷載

2.7.4 拱圈受均勻徑向荷載

2.8 動力算例

2.8.1 重力衝擊穩定性算例

2.8.2 動切向力算例

2.8.3 切口三點彎曲梁動荷載下開裂過程算例

2.8.4 含斷裂裂縫的Koyna大壩數值模型驗證

2.8.5 楔形體滑塊實驗驗證

第3章 分區剛體-界面元方法

3.1 引言

3.2 分區剛體一界面元方法

3.2.1 分區剛體元力學模型

3.2.2 剛體位移方程

3.2.3 界面總位移方程

3.2.4 剛體質(形)心點力的平衡方程

3.2.5 塊體界面靜力疊代方程

3.3 分區剛體-界面元方法的實現

3.4 靜力算例

3.4.1 矩形截面懸臂樑

3.4.2 剛性基礎上塊體

3.4.3 對稱楔形體

第4章 岩質邊坡靜力穩定分析的PRB-IE極限平衡方法

4.1 引言

4.2 岩質邊坡靜力穩定安全係數

4.2.1 強度折減安全係數

4.2.2 超載安全係數

4.2.3 其他方法的安全係數

4.3 PRK-IE極限平衡法

4.3.1 平衡理論

4.3.2 安全係數的疊代解法

4.3.3 解法實現

4.4 算例

4.4.1 單滑面邊坡穩定性

4.4.2 雙滑面岩質邊坡

4.4.3 對稱楔形體

4.4.4 非對稱楔形體穩定性算例

4.4.5 橢球形滑動面邊坡穩定性

第5章 岩質邊坡動力穩定分析的PFF-IF動力互動解法

5.1 引言

5.2 動力人工邊界

5.3 基於PFDIE的強度折減法

5.3.1 強度折減求解思路

5.3.2 動力失穩判據

5.3.3 解法實現

5.4 算例

5.4.1 單裂隙岩質邊坡受地震作用的穩定性

5.4.2 含軟弱結構面三維邊坡的數值模擬

第6章 常用的本構模型

6.1 混凝土損傷模型

6.1.1 Loland損傷模型

6.1.2 MaZars損傷模型

6.1.3 Sidoroff損傷模型

6.1.4 單軸等效應力或應變損傷模型

6.2 四參數等效應變損傷模型

6.2.1 應變空間四參數破壞準則

6.2.2 四參數等效應變

6.2.3 損傷變數值計算

6.2.4 基於不可逆熱力學的混凝土四參數損傷模型

6.2.4.1 基本公式

6.2.4.2 循環載入、塑性變形和“單邊效應”

6.2.4.3 數值實現

6.2.5 混凝土的變參數損傷模型

6.3 變參數的參數曲線擬合

6.4 變參數模型相關問題的討論

6.4.1 變參數模型與固定參數模型對比

6.4.2 基準曲線選擇

6.4.3 格線敏感性

6.5 算例

6.5.1 A.Toumi試驗

6.5.2 Nooru Mohamed試驗

6.6 土的本構模型

6.6.1 兩相介質的廣義塑性模型(P—Z模型)

6.6.1.1 廣義塑性理論

6.6.1.2 土體的P—Z模型

6.6.2 算例

6.6.2.1 計算結果分析

6.6.2.2 滲透係數的影響

6.7 鄧肯一張本構模型

6.7.1 鄧肯一張參數隨施工期變化的分析

6.7.2 K值變化規律研究

6.7.3 鄧肯一張模型參數最佳化研究