岩體工程非線性分析理論與數值仿真

《岩體工程非線性分析理論與數值仿真》是清華大學出版社於2021年出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：岩體工程非線性分析理論與數值仿真
• 作者：劉耀儒、楊強 
• 出版時間：2021年
• 出版社：清華大學出版社 
• ISBN：9787302576792 
• 類別：工業技術類圖書
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝-膠訂

內容簡介

書系統介紹了作者近些年來在岩體工程穩定性和加固措施評價方面的研究成果以及在國內重大工程中的套用。主要針對岩體工程的整體穩定性分析、加固措施評價和最佳化、長期安全性分析、動力情況下的安全性分析、水對岩體結構的影響相關的理論模型和分析方法進行了敘述，還對錦屏一級、拉西瓦、溪洛渡等重大工程的安全性數值仿真進行了詳細介紹。本書可供從事岩石力學、岩體工程和水工結構工程領域的科研和人員使用，同時對交通、採礦和能源工程領域的相關科研人員提供有益幫助。也可以作為高等院校岩土相關專業的研究生教學用書。

圖書目錄

第1章緒論

1.1岩體工程安全

1.2岩體工程的穩定和加固分析

1.2.1岩體工程的穩定性評價

1.2.2岩體工程加固效果的評價

1.2.3基於地質力學模型試驗的岩體工程穩定分析

1.2.4岩體工程穩定分析要考慮的其他因素

參考文獻

第2章基於彈塑性理論的岩體結構穩定性和加固分析

2.1關聯理想彈塑性本構關係及其增量拓展

2.1.1關聯理想彈塑性本構關係

2.1.2彈塑性本構關係的增量拓展

2.2變形穩定和控制理論

2.2.1彈塑性結構的失穩及穩定性評價

2.2.2變形穩定和控制理論的有限元實現和加固分析

2.2.3長方柱體的壓縮數值試驗

2.2.4條形基礎和地基系統加固數值試驗

2.2.5壩踵區不同尺寸有限元格線數值試驗

2.3關於變形穩定和控制理論的進一步討論

2.3.1結構變形和加固之間的關係

2.3.2結構穩定性分析

2.3.3變形穩定和控制理論與剛體極限平衡法的對比

2.4基於彈塑性數值模擬的岩體結構抗滑穩定分析

2.4.1滑塊的極限平衡分析

2.4.2基於多重格線法的滑面受力分析

2.4.3計算精度分析

2.4.4與剛體極限平衡法的對比

參考文獻

第3章岩體非平衡演化及時效變形穩定和控制理論

3.1概述

3.1.1岩體結構工程中的非平衡演化

3.1.2新奧法施工原理和非平衡演化機制

3.2時效變形穩定和控制理論

3.2.1Lyapunov穩定性

3.2.2基於過應力的黏塑性模型

3.2.3時效塑性余能範數

3.2.4時效不平衡力

3.2.5非平衡演化特性與時效變形穩定和控制理論

3.3時效變形穩定和控制理論的數值實現及驗證

3.3.1基於蠕變損傷模型的數值實現

3.3.2數值算例和驗證

3.4岩體結構非平衡演化的驅動機制

3.4.1岩體結構的非平衡演化規律

3.4.2驅動岩體結構非平衡演化的有效應力

3.4.3有效應力形式本構方程及非彈性余能

3.4.4岩體結構非平衡演化穩定性分析

參考文獻

第4章基於內變數熱力學的蠕變損傷本構模型

4.1概述

4.1.1岩體結構工程時效分析的數值方法

4.1.2流變試驗研究

4.1.3流變模型研究

4.1.4岩體流變與損傷耦合的本構方程研究

4.2基於內變數熱力學理論的流變模型

4.2.1Rice內變數熱力學理論

4.2.2內變數流變模型

4.2.3黏彈性本構方程及其基本性質

4.2.4黏塑性本構方程及其基本性質

4.3單軸蠕變試驗驗證和參數辨識

4.3.1試驗材料和設備

4.3.2單軸蠕變加卸載試驗

4.3.3黏彈性本構方程參數擬合

4.3.4黏塑性本構方程參數擬合

4.3.5方程參數敏感性分析

4.4基於內變數熱力學理論的岩體結構長期穩定性評價

4.4.1材料系統的熱力學穩定分析

4.4.2蠕變的熱力學性質

4.4.3岩體結構的長期穩定性評價

4.5蠕變損傷模型的程式實現

4.5.1內變數蠕變本構方程的中心差分形式

4.5.2流變模型的程式實現

4.5.3計算程式驗證

4.6蠕變與應力鬆弛的內在一致性

4.6.1應力鬆弛研究綜述

4.6.2應力鬆弛本構方程

4.6.3蠕變和鬆弛的內在一致性

參考文獻

第5章水對岩體結構的影響分析

5.1概述

5.2水對岩體的作用機理和有效應力原理

5.2.1水對岩石的影響研究

5.2.2裂隙岩體非飽和有效應力原理

5.3水庫誘發地震的機理分析及與庫岸變形的相關性

5.3.1水庫誘發地震

5.3.2庫區及周邊區域地震統計分析

5.3.3庫岸變形與水庫誘發地震機理分析

5.4考慮水影響的非線性蠕變損傷模型及數值實現

5.4.1水對岩石變形和強度的影響

5.4.2考慮水影響的非線性蠕變損傷模型

5.4.3數值實現

5.4.4蠕變試驗及模型驗證

5.5水對樞紐區地質體作用機理及工程套用

5.5.1水對樞紐區地質體作用機理

5.5.2溪洛渡拱壩谷幅變形及長期穩定性分析

參考文獻

第6章岩體結構仿真分析平台及大規模數值計算

6.1概述

6.1.1數值仿真分析平台

6.1.2大規模數值計算

6.2岩體結構靜動仿真分析平台

6.2.1程式框架設計和程式界面

6.2.2方程組求解

6.2.3剛度矩陣的生成和存儲

6.2.4本構關係積分

6.2.5綜合收斂準則的程式實現

6.2.6程式驗證

6.3基於EBE策略的有限元並行計算

6.3.1有限元EBE方法的基本思想

6.3.2EBEPCG算法

6.3.3有限元EBEPCG方法的並行實現

6.3.4程式驗證及效率分析

6.4基於CPU/GPU異構並行的大規模數值計算

6.4.1有限元CPU/GPU異構並行策略

6.4.2基於OpenMP的控制方程並行組裝

6.4.3線性方程組求解的GPU並行實現

6.4.4並行計算效率分析

參考文獻

第7章高拱壩穩定分析和加固評價

7.1基於三維非線性分析的壩肩抗滑穩定校核

7.1.1拱壩壩肩抗滑穩定分析

7.1.2溪洛渡右岸塊體的抗滑穩定校核

7.1.3基於非線性分析的高拱壩壩肩抗滑安全控制標準

7.2基於變形穩定和控制理論的高拱壩整體穩定性和加固分析

7.2.1拱壩整體穩定性分析

7.2.2壩趾錨固分析

7.2.3壩踵開裂分析

7.2.4壩基斷層加固處理研究

7.3基於非線性分析的拱壩壩肩動力穩定和加固分析

7.3.1基於變形穩定和控制理論的結構抗震穩定與加固分析

7.3.2基於變形穩定和控制理論的壩肩整體穩定性分析

7.4高拱壩基礎的相互作用機理研究

7.4.1基於監測資料的高壩壩基變形模式分析

7.4.2壩基變形模式對壩體受力性態和破壞的影響研究

7.5高拱壩基礎的破壞演化規律研究

7.5.1基於地質力學模型試驗的拱壩破壞過程分析

7.5.2非線性起始安全係數K2對壩體破壞演化的控制作用

7.6高拱壩加固最佳化研究

7.6.1加固最佳化分析方法和工程概況

7.6.2拱壩工程加固最佳化分析

7.6.3高拱壩破壞與加固分析

7.7高拱壩建基面開挖卸荷鬆弛及對拱壩的影響研究

7.7.1卸荷計算方法與模型

7.7.2白鶴灘拱壩建基面開挖卸荷鬆弛分析

7.7.3建基面卸荷鬆弛對拱壩穩定性的影響

7.8高拱壩長期安全性評價

7.8.1高拱壩長期穩定性分析

7.8.2壩基長期變形及對拱壩的影響分析

參考文獻

第8章水電岩質高邊坡的非平衡演化和穩定性控制

8.1基於非線性數值模擬的岩質邊坡抗滑穩定分析

8.1.1錦屏一級左岸高邊坡的穩定分析

8.1.2大崗山右岸高邊坡的穩定分析

8.2基於變形穩定和控制理論的邊坡穩定性和加固分析

8.2.1邊坡整體穩定性分析

8.2.2邊坡的局部失穩和加固分析

8.2.3邊坡穩定和加固分析中的關鍵問題分析

8.3大崗山右岸邊坡穩定和加固分析

8.3.1工程概況

8.3.2計算模型及參數

8.3.3右岸邊坡自重應力場分析

8.3.4右岸邊坡整體穩定性分析

8.3.5改善邊坡穩定性的加固最佳化分析

8.3.6邊坡工程效果及效益評價

8.4錦屏一級左岸壩肩邊坡長期穩定性分析

8.4.1工程概況

8.4.2計算模型及參數

8.4.3長期變形對壩體影響分析

8.4.4壩肩邊坡變形分析

8.4.5左岸邊坡長期穩定性分析

8.4.6蠕變計算與超載計算結果比較分析

8.5基於強度參數反演的高邊坡穩定性評價

8.5.1紅石岩堰塞體邊坡工程概況及分析思路

8.5.2震後監測數據分析

8.5.3地質力學參數反演

8.5.4地震作用下整體穩定分析

8.6近壩高邊坡穩定性分析及滑坡涌浪風險評價

8.6.1拉西瓦工程概況

8.6.2邊坡穩定性、滑坡和涌浪的聯合分析

8.6.3邊坡穩定性分析及潛在滑坡體的確定

8.6.4滑坡涌浪分析

8.6.5分析框架效果評價

參考文獻

第9章地下岩體工程的穩定和加固分析

9.1水電地下廠房的施工最佳化分析

9.1.1水布埡地下廠房概述

9.1.2計算模型和施工方案

9.1.3施工最佳化分析

9.2隧洞TBM施工過程仿真和支護時機研究

9.2.1概述

9.2.2深埋隧洞雙護盾TBM數值模型

9.2.3圍岩蠕變本構參數反演

9.2.4支護時機研究

9.2.5小結

9.3地下洞室群的連鎖破壞分析

9.3.1地下儲庫洞群注採氣情況下的連鎖破壞分析

9.3.2地下鹽岩儲庫的長期穩定性和破壞分析

9.4深埋地下隧洞的長期穩定性分析

9.4.1計算模型

9.4.2長期穩定性分析

參考文獻