高混凝土壩結構安全與最佳化理論及套用

《高混凝土壩結構安全與最佳化理論及套用》是2014年中國水利水電出版社出版的圖書，作者是常曉林、 周偉、 賴國偉 、劉杏紅。

基本介紹

• 中文名：高混凝土壩結構安全與最佳化理論及套用
• 作者：常曉林、周偉、賴國偉、劉杏紅
• 出版社：中國水利水電出版社
• 出版時間：2014年12月01日
• ISBN：9787517027959 

內容簡介

本書以高混凝土壩的結構安全與最佳化為主題，重點闡述高混凝土壩的結構安全與最佳化理論與和模型，提出了高混凝土壩巨觀力學參數模型、高混凝土重力壩壩基失穩機理及控制標準、高混凝土壩穩定安全設計理論等，系統介紹了適用於重力壩壩基多滑面抗滑穩定分析的廣義等K法、重力壩壩基深層抗滑穩定分析的新設計表達式及分項係數、高混凝土壩抗滑穩定分析的分項係數有限元法等。

目錄

序

前言

第1章 緒論

1.1 研究對象及研究意義

1.2 研究現狀及發展趨勢

1.2.1 高混凝土壩壩基失穩機理研究

1.2.2 高混凝土壩抗滑穩定分析方法與控制標準研究

1.2.3 高混凝土壩溫度及徐變應力仿真分析方法研究

1.2.4 高混凝土壩體形最佳化研究

1.3 研究內容

1.4 研究思路

主要參考文獻

第2章 高混凝土壩巨觀力學參數研究

2.1 大尺度壩工材料巨觀抗剪強度的隨機——臨界研究

2.1.1 大尺度材料性能的隨機場機率模型

2.1.2 基岩材料抗剪強度的隨機參數估計方法

2.1.3 逾滲(Percolation)理論的啟示

2.1.4 大面積軟弱結構面的抗剪強度

2.1.5 大體積岩土、混凝土的抗剪強度

2.2 混凝土壩基面的巨觀抗剪強度研究

2.2.1 壩基面巨觀屈服的臨界條件

2.2.2 混凝土壩基面的巨觀抗剪強度

2.2.3 壩基面巨觀抗剪強度的數值求解方法

2.3 大體積岩土混凝土巨觀力學的計算機隨機模擬方法研究

2.3.1 大體積岩土混凝土巨觀力學性質

2.3.2 深厚覆蓋層高壓旋噴凝結體的巨觀力學參數研究

2.4 小結

主要參考文獻

第3章 高混凝土壩壩基岩體力學模型研究

3.1 壩基岩體力學模型概述

3.1.1 Mohr-Coulomb屈服準則

3.1.2 廣義Mises屈服準則

3.1.3 壩基軟弱結構面的各向異性屈服準則

3.1.4 節理力學模型

3.1.5 壩基岩體的本構模型

3.2 壩基穩定分析的廣義Mises屈服準則

3.2.1 Mohr-Coulomb屈服準則的改進

3.2.2 廣義Mises屈服準則精度的研究

3.3 壩基穩定分析的彈塑性損傷演化本構模型

3.3.1 彈塑性損傷演化的一般格式

3.3.2 損傷場的計算策略

3.3.3 損傷場的半解耦計算

3.4 小結

主要參考文獻

第4章 高混凝土壩結構安全的非線性隨機有限元法及非機率可靠性分析

4.1 高混凝土壩結構非線性隨機有限元分析

4.1.1 非線性隨機有限元的疊代格式

4.1.2 基於非線性隨機有限元法的可靠度計算

4.1.3 算例

4.2 隨機滲流場分析

4.2.1 確定性滲流場

4.2.2 隨機性滲流場

4.3 基於集合理論凸模型的非機率分析方法

4.3.1 非機率凸集模型理論的魯棒性準則

4.3.2 Ben—Haim魯棒可靠性準則剖析

4.3.3 基於區間分析的非機率可靠性指標計算

4.3.4 可靠性非機率模型與機率模型的比較

4.4 高拱壩的非機率可靠性分析

4.4.1 基於隨機有限元回響面法的非機率可靠度計算模型的建立

4.4.2 分析算例

4.5 小結

主要參考文獻

第5章 重力壩深層抗滑穩定設計表達式及分項係數研究

5.1 概述

5.2 深層抗滑穩定分析分項係數極限狀態設計方法產生背景

5.3 深層抗滑穩定分析的極限平衡法

5.3.1 深層抗滑穩定傳統計算方法與99版規範建議公式

5.3.2 對99版規範建議公式的討論

5.3.3 基於sarma法的安全係數廣義計算公式

5.3.4 雙滑面等K1法計算公式

5.3.5 多滑面等K1法計算公式

5.4 壩基雙滑面抗滑穩定可靠度分析和目標可靠指標確定

5.4.1 極限狀態方程

5.4.2 可靠指標計算

5.4.3 目標可靠指標確定

5.5 混凝土重力壩深層抗滑穩定極限狀態設計表達式和分項係數

5.5.1 分項係數的種類

5.5.2 重力壩深層抗滑穩定分項係數極限狀態設計表達式

5.5.3 標準值和分項係數

5.5.4 結構係數計算

5.5.5 成果分析

5.5.6 建議的設計表達式以及相應分項係數

5.6 工程算例

5.7 小結

主要參考文獻

第6章 高混凝土壩抗滑穩定分析的分項係數有限元法研究

6.1 基於非線性有限元法的漸進破壞過程模擬

6.2 分項係數有限元法

6.3 基於非線性有限元法的系統整體失穩判據

6.3.1 塑性屈服區貫通法

6.3.2 位移突變法

6.3.3 有限元疊代不收斂判據

6.3.4 變形穩定判據

6.3.5 能量法

6.4 影響重力壩深層抗滑穩定分析的因素研究

6.4.1 參與降強度參數的區域對壩基穩定性的影響分析

6.4.2 彈性模量和泊松比對壩基穩定性的影響分析

6.5 運用分項係數有限元法的算例分析

6.6 小結

主要參考文獻

第7章 高混凝土重力壩壩基失穩機理及控制標準研究

7.1 高混凝土重力壩均質壩基的失穩機理研究

7.1.1 計算分析方法

7.1.2 壩基破壞過程及失穩機理分析

7.2 重力壩壩基失穩準則以及穩定審查方法研究

7.2.1 壩基失穩形態

7.2.2 壩基穩定設計的“準彈性”準則

7.2.3 “準彈性”準則的公式及算例分析

7.3 高碾壓混凝土重力壩的失穩機理研究

7.4 高混凝土重力壩的穩定臨界準則及設計安全係數研究

7.4.1 穩定臨界準則公式

7.4.2 等比例降強度穩定臨界準則公式的設計安全係數研究

7.4.3 不等比例降強度穩定臨界準則公式的設計安全係數研究

7.5 小結

主要參考文獻

第8章 高混凝土壩溫度控制理論及溫控仿真分析方法

8.1 高混凝土壩水庫水溫數值分析方法

8.1.1 水庫水溫一維數值分析模型

8.1.2 水庫水溫二維數值分析模型

8.1.3 考慮淤沙影響的二灘水庫水溫數值分析

8.1.4 考慮淤沙影響的水庫水溫對封拱溫度及運行期壩體應力的影響

8.2 高混凝土壩溫度場及溫度應力分析理論

8.2.1 溫度場計算的基本原理

8.2.2 混凝土壩彈性徐變溫度應力場計算方法

8.2.3 溫度場及溫度應力全過程仿真流程

8.3 大體積混凝土非線性徐變模型理論

8.3.1 混凝土非線性徐變模型

8.3.2 基於非線性徐變模型的溫度應力仿真計算方法

8.3.3 混凝土非線性徐變模型的試驗驗證

8.3.4 大體積混凝土氣溫驟降條件下的表面溫度應力計算

8.4 大體積混凝土溫度應力分析的時間非線性彌散裂縫模型

8.4.1 單個時步內溫度應力的增量

8.4.2 考慮時間效應的混凝土本構模型和破壞準則

8.4.3 混凝土時間非線性彌散裂縫模型

8.5 大體積混凝土溫度裂縫擴展分析的無格線方法

8.5.1 熱傳導問題的無格線法控制方程

8.5.2 無格線法求解瞬態熱傳導的過程

8.5.3 混凝土溫度裂縫擴展過程模擬

8.5.4 數值算例驗證

8.6 高拱壩施工期橫縫接觸模型及橫縫開合度模擬方法

8.6.1 接觸摩擦算法

8.6.2 基於擴展拉格朗日算法的接觸單元

8.6.3 橫縫三維有厚度接縫單元

8.6.4 接觸一接縫複合單元格式

8.7 基於可靠度理論的混凝土壩隨機開裂模型及安全評價

8.7.1 混凝土壩的隨機開裂模型

8.7.2 大體積混凝土裂縫的可靠度分析算例

8.8 小結

主要參考文獻

第9章 高混凝土壩體形最佳化理論研究

9.1 概述

9.2 最佳化原理和方法

9.2.1 最最佳化問題的數學模型

9.2.2 最最佳化問題的分類

9.2.3 最最佳化問題的求解方法概述

9.3 混凝土壩體形最佳化中常用的最佳化求解算法

9.3.1 複合形法

9.3.2 序列二次規劃法(SQP法)

9.4 常態混凝土重力壩體形最佳化方法

9.4.1 最佳化變數

9.4.2 目標函式

9.4.3 約束條件

9.4.4 荷載計算

9.4.5 抗滑穩定和應力

9.5 碾壓混凝土重力壩體形最佳化方法

9.5.1 碾壓重力壩壩體斷面最佳化設計的數學模型

9.5.2 碾壓重力壩壩體斷面最佳化設計的程式框圖

9.6 混凝土拱壩體形最佳化方法I.

9.6.1 混凝土拱壩體型最佳化設計的數學模型

9.6.2 拱壩有限元分析的自動化實現

9.6.3 拱壩最佳化程式設計

9.7 小結

主要參考文獻