《高混凝土壩-地基體系抗震高能數值模擬與工程套用》是2021年中國電力出版社出版的圖書。
基本介紹
- 書名：高混凝土壩-地基體系抗震高能數值模擬與工程套用
- 作者：郭勝山,梁輝
- 類別：工業技術
- 出版社：中國電力出版社
- 出版時間：2021年
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝-膠訂
- ISBN：9787519849832
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書共分為四大部分：第1 章主要介紹高混凝土壩抗震的背景與意義、典型震害，以及國內外研究現狀；第2～5 章分別介紹了高混凝土壩抗震分析模型中涉及的動力學方程時域數值計算方法、黏彈性人工邊界及其地震動輸入、基於拉格朗日乘子的動接觸模型、混凝土與基岩材料非線性模型等；第6 章介紹了高壩抗震高性能並行計算方法和軟體研發以及“天河一號”超級計算機及其運行環境；第7 章介紹了具有代表性的高重力壩和高拱壩抗震分析及安全評價實例。
本書可供從事混凝土壩抗震設計與研究的相關科技工作者和研究生閱讀。
圖書目錄
序
前言
1 概述 · 1
1.1 背景與意義 1
1.2 典型重力壩和拱壩震害 1
1.3 國內外研究現狀及發展動態 4
2 動力學方程時域數值計算方法 · 8
2.1 引言 8
2.2 隱式方法 8
2.3 顯式方法 9
2.3.1 中心差分法 9
2.3.2 中心差分與單邊差分相結合 9
2.3.3 中心差分與紐馬克常平均加速度結合 · 10
2.4 兩種方法對比 10
3 黏彈性人工邊界及其地震動輸入 11
3.1 引言 11
3.2 黏彈性人工邊界 12
3.3 地震動輸入 13
3.3.1 均勻介質地震動輸入 · 13
3.3.2 成層狀介質地震動輸入 · 14
3.4 人工邊界節點荷載計算方法 15
3.4.1 均勻介質邊界節點荷載 · 16
3.4.2 成層狀介質邊界節點荷載 · 19
3.5 算例驗證 21
3.5.1 黏彈性邊界吸能效果驗證 · 21
3.5.2 地震動輸入驗證 · 22
3.6 地基模量對高拱壩地基地震能量逸散影響研究 24
3.6.1 有限元模型 · 24
3.6.2 計算方案 · 26
3.6.3 計算結果分析 · 26
4 基於拉格朗日乘子的動接觸模型 29
4.1 引言 · 29
4.2 接觸面約束條件 · 29
4.3 接觸模型 · 30
4.4 工程中複雜接觸面的模擬 · 33
4.4.1 考慮橫縫鍵槽理想作用的模擬 · 33
4.4.2 考慮分縫自重的橫縫模擬 · 33
4.4.3 考慮接觸面上初始黏聚力的模擬 · 34
4.4.4 考慮接觸面上初始強度的模擬 · 35
4.5 自重施加方式對高拱壩地震反應的影響 36
4.5.1 有限元模型 · 36
4.5.2 計算方案 · 38
4.5.3 計算結果及其分析 · 38
4.6 橫縫切向錯動對高拱壩地震反應的影響 42
4.6.1 計算方案 · 42
4.6.2 計算結果及其分析 · 42
5 混凝土與基岩材料非線性模型 47
5.1 引言 · 47
5.2 應力分析中幾個常用定義 · 47
5.2.1 應力分量及其不變數 · 47
5.2.2 偏應力分量及其不變數 · 48
5.3 彈塑性力學模型 · 48
5.3.1 彈塑性力學模型概述 · 48
5.3.2 兩種典型屈服模型 · 50
5.3.3 本構積分數值算法 · 52
5.4 損傷力學模型 · 55
5.4.1 損傷力學概述 · 55
5.4.2 彈性損傷模型 · 57
5.4.3 李和芬維斯（Lee and Fenves）塑性損傷模型 58
5.4.4 單元尺寸效應 · 60
5.4.5 殘餘應變損傷模型 · 63
5.5 鋼筋與混凝土相互作用 67
5.5.1 分散式鋼筋模型 · 67
5.5.2 基於分散式鋼筋模型的單元配筋率計算 · 68
6 高壩抗震高性能並行計算 72
6.1 引言 72
6.2 高壩抗震並行軟體研發 72
6.2.1 區域分解法 · 72
6.2.2 顯式格式的波動方程重疊型區域分解法 · 73
6.2.3 有限元格線區域分割 · 74
6.2.4 包含接觸邊界的區域分割 · 74
6.2.5 並行計算結構 · 74
6.2.6 MPI 程式結構及其執行過程 · 76
6.2.7 計算流程 · 76
6.2.8 並行程式性能評價指標 · 77
6.3 “天河一號”超級計算機及其運行環境 78
6.3.1 “天河一號”超級計算機 78
6.3.2 “天河一號”（TH ? 1A）大系統運行環境 79
6.4 並行性能測試 79
7 高混凝土壩 ? 地基體系抗震分析及安全評價 82
7.1 柯依那重力壩震情檢驗 82
7.1.1 有限元模型 · 82
7.1.2 結果分析 · 83
7.2 沙牌拱壩震情檢驗 85
7.2.1 工程概況 · 85
7.2.2 有限元建模 · 85
7.2.3 結果分析 · 89
7.3 高重力壩壩體 ? 鋼筋相互作用的地震損傷分析及安全評價 91
7.3.1 有限元模型 · 92
7.3.2 計算方案 · 94
7.3.3 計算結果及其分析 · 95
7.4 基於震後靜力抗滑穩定的高重力壩抗震分析及安全評價 97
7.4.1 關於可信地震（MCE）下重力壩安全評價標準 · 97
7.4.2 有限元模型 · 98
7.4.3 計算方案 100
7.4.4 計算結果及其分析 100
7.5 高拱壩地震損傷分析及安全評價 105
7.5.1 有限元模型 105
7.5.2 計算方案 108
7.5.3 計算結果及其分析 108
7.6 高拱壩 ? 壩肩滑塊 ? 地基系統抗震穩定分析及安全評價 114
7.6.1 有限元模型 115
7.6.2 計算方案 117
7.6.3 計算結果及其分析 117
參考文獻 124
作者簡介
郭勝山，中國水利水電科學研究院高級工程師，水工結構抗震專業博士。長期從事混凝土壩抗震研究，負責及作為骨幹參與了國家自然科學基金、國家重點研發計畫、國家科技支撐計畫、中國工程院重點諮詢項目、水利部公益性行業科研專項等課題，以及小灣、白鶴灘、烏東德、溪洛渡、旭龍、孟底溝、JH、QBT、沙牌、三峽、丹江口加高、向家壩、托巴、魯地拉、奔子欄、觀音岩、印尼西索肯等20餘項國內外重大工程科技攻關與諮詢項目。曾獲省部級特等獎2項、二等獎1項、汪聞韶院士青年優秀論文獎等。 李德玉 中國水利水電科學研究院，教授級高工 陳厚群 中國水利水電科學研究院 ，教高/院士。
