岩石類材料塑性力學

《岩石類材料塑性力學》是2015年北京大學出版社出版的圖書，作者是殷有泉。

基本介紹

• 中文名：岩石類材料塑性力學
• 作者：殷有泉
• 出版社：北京大學出版社
• 出版時間：2015年1月1日
• ISBN：9787301251515

編輯推薦

傳統的塑性力學主要是討論金屬材料和金屬結構，金屬材料是穩定性材料。在土木、水利、能源、採礦和地下結構等工程領域經常涉及岩石類材料（岩石、土體等地質材料，混凝土等工程材料）。這些材料在峰後具有軟化和彈塑性耦合特性，以致具有不穩定性，並可由此導致工程結構的破壞失效。研究和處理這些問題需要構建反映這些情況的新的塑性理論。《中外物理學精品書系：岩石類材料塑性力學》介紹了這種塑性理論的內容、方法和意義，建立了岩石類材料塑性理論的理論框架和學科體系。《中外物理學精品書系：岩石類材料塑性力學》所涉及的內容很多是岩石塑性力學的前沿課題，具有重要的學術價值和理論創新。

岩石類材料塑性理論是諸多工程領域高端科學研究的力學基礎。邊坡滑動的失衡機制和失穩機制的研究，豎井開挖發生岩爆的理論模型的建立，都是塑性理論套用研究的重要成果。許多工程結構的失效和破壞具有突發性和雪崩性，工程師們憑藉直覺認為這些是結構喪失穩定性的結果，時至今日他們還在用簡單的極限平衡概念或用強度分析方法處理這些問題。按照岩石類材料塑性理論，可以用力學意義下的穩定性概念和方法重新審視和研究這些問題，使工程設計提高到一個新的水平。因此，岩石類材料塑性理論具有廣闊的套用前景和重大的實用價值。

《中外物理學精品書系：岩石類材料塑性力學》的側重點在於理論方面，理論敘述嚴謹和深入淺出是本書的特點，所例舉的套用是為了使讀者更深入地理解理論，並看到岩石類材料塑性理論在實際套用方面的深度和廣度。

在國內外尚未發現類似的著作或教材。

圖書目錄

第一部分 岩石類材料本構特性及其正確表述

第1章 連續介質力學的基本概念

1-1 連續介質模型

1-2變形和應變

1-3應力和平衡

1-4工程岩石類材料的本構性質

1-5張量的下標標記和矩陣標記

1-6討論

第2章 本構關係的應力空間表述和應變空間表述

2-1 彈性材料的本構方程

2-2 彈塑性材料本構性質的應力空間表述

2-3 彈塑性材料本構性質的應變空間表述

2-4討論

第3章 工程岩石類材料的本構理論

3-1岩石類材料的本構理論框架

3-2應變空間本構方程的實用形式

3-3常用的屈服準則和本構方程

3-4討論

第4章 岩體中的間斷面及其本構表述

4-1間斷面力學性質的表述

4-2用層狀材料退化的方法建立間斷面本構方程

4-3用位移間斷和應變比擬方法建立是間斷面本構方程

4-4討論

第5章 本構關係的塑性勢理論

5-1應變空間表述的塑性勢本構理論

5-2如何選取岩石類材料和間斷面的塑性勢

5-3塑性勢理論與耦合塑性理論

5-4討論

第6章 岩石類材料和岩體間斷面的不穩定性

6-1耦合塑性材料的不穩定性

6-2滿足正交法則的岩石類材料的不穩定性

6-3非關聯流動塑性材料的不穩定性

6-4材料不穩定性問題的幾點注釋

6-5岩體間斷面的不穩定性

6-6討論

第二部分 岩石類材料塑性力學邊值問題及其有限元表述

第7章 簡單的彈塑性問題

7-1 自由端受力矩作用的混凝土懸臂樑

7-2 受均布內壓的厚壁圓筒

7-3討論

第8章 岩石類材料塑性力學邊值問題

8-1 增量邊值問題的表述

8-2虛功原理

8-3平衡的穩定性

8-4討論

第9章 岩石類材料塑性力學邊值問題的有限元方法

9-1 有限元系統

9-2線性彈性問題的有限元分析

9-3穩定材料彈塑性問題的有限元分析

9-4不穩定材料彈塑性問題的弧長延拓算法

9-5岩石力學問題平衡穩定性的特徵值準則

9-6 廣義力,廣義位移及平衡路徑曲線

9-7討論

第三部分 岩石類材料塑性力學在工程中的套用

第10章 邊坡穩定性，失衡分析和失穩分析

10-1 極限平衡方法

10-2 強度折減法

10-3 邊坡失穩的判據

10-4 強度折減法的有限元分析

10-5 邊坡的不穩定平衡（在擾動下失穩）

10-6 全應力-應變曲線的簡化模型

10-7 邊坡失穩的判據

10-8 用弧長延拓算法研究邊坡的平衡穩定性

10-9 討論

第11章 豎井開挖計算和井壁穩定性，岩爆

11-1 開挖計算的特點

11-2 在均勻等向原場應力情況豎井開挖的理論解

11-3 豎井開挖過程的平衡路徑，穩定性的臨界載荷

11-4 後臨界問題，岩爆

11-5 用弧長延拓算法研究豎井穩定性

11-6討論

第四部分 附錄

附錄1 用試驗方法建立屈服面的某些困難

附1-1 岩石試驗資料的離散性

附1-2 用試驗方法確定屈服面的一些實際困難

附錄2 奇異屈服準則的本構理論

附2-1 奇異點本構關係的理論表述

附2-2 岩石類材料的帽蓋模型

附2-3 奇異點的光滑化處理

附錄3 水對岩石類材料性質的影響

附3-1 孔隙水壓力對強度的影響

附3-2 水化學作用

附3-3 水對岩石類材料穩定性的影響

參考文獻

名詞索引

作者簡介

殷有泉，北京大學力學與工程科學系教授，博士生導師,已退休，主要從事固體力學、計算力學和岩石力學等學科的教學和科研工作。以出版書籍5冊，論文100多篇。

內容簡介

岩石類材料（Rock-Like Materials）指岩石等地質材料和混凝土等工程材料。這些材料的全應力-應變曲線（從剛性實驗機壓縮試驗得到）顯示了岩石類材料是一種具有不穩定性的彈塑性材料。筆者針對這種不穩定性構建了岩石類材料塑性理論新的學科內容和理論體系。

《中外物理學精品書系：岩石類材料塑性力學》包含四部分。第一部分（1-6章）介紹岩石類材料和岩體中間斷面的本構性質及其本構表述。論證了應變空間表述的重要性和必要性，材料不穩定性等價於本構矩陣的不正定性。第二部分（7-9章）討論了岩石塑性力學的邊值問題及其有限元表述。介紹了簡單問題（懸臂樑、厚壁筒）的理論解，討論了邊值問題解的穩定性的充分和必要條件，以及不穩定材料彈塑性有限元分析的弧長延拓算法。第三部分（10-11章）介紹岩石塑性理論在工程中的套用。討論了邊坡穩定性分析的失衡機制和失穩機制，在豎井開挖中井壁不穩定的地應力條件和材料條件，給出了岩爆的力學機制。第四部分（附錄1-4）以附錄的形式對正文未涉及或未充分討論的一些重要問題給予補充，包括奇異屈服準則的本構理論以及水對岩石類材料穩定性的影響等內容。