非连续变形分析——研究与应用(下册)
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作者张国新
出版社科学出版社
ISBN9787030697899
出版时间2021-09
装帧精装
开本16开
定价168元
货号1202581600
上书时间2024-09-04
商品详情
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作者简介
张国新，男，1960年生。1978年考入清华大学水利系，1989年获水工结构专业博士学位。现为中国水利水电科学研究院二级正高，博士生导师，国务院改府特殊津贴专家。兼任中国大坝工程学会副秘书长、理事、数值模拟专委会主任，长江技术经济学会常务理事，中国水利学会水工结构专委会主任等职。
长期从事混凝土结构温度应力仿真分析与温度控制，水工结构数值方法，高坝工作性态与安全等研究。发表学术论文200余篇，获国家科技进步奖二等奖3项，省部级科技进步奖特等奖5项、一等奖5项、二等奖13项，并获中国科协突出贡献奖、全国优秀工程咨询成果奖各1项，授权发明专利80项。
从事混凝土结构数值模拟方法研究和软件研发与应用。经30多年自主研发的混凝土工程全过程仿真模拟软件SapTis，具有温度场、渗流场和应力场三场耦合及非线性模拟功能，已成功应用于三峡、锦屏一级、小湾、白鹤滩、乌东德、溪洛渡等近百座国内外大中型混凝土工程的仿真模拟分析，其中国内200m以上特高混凝土坝应用率达90％。主持的国家“十三五”高性能计算重点研发专项项目“复杂工程力学高性能应用软件系统研制”，软件模拟规模已达150亿自由度、调用60万核处理、并行度达到30％以上。
目录
前言
主要符号表
第7章开裂与破碎1
7.1虚拟节理法1
7.1.1基于虚拟节理的模拟方法1
7.1.2虚拟节理的设置2
7.1.3算例及讨论5
7.2块体的开裂7
7.2.1开裂准则7
7.2.2开裂方向及位置9
7.3算例11
7.4本章小结14
参考文献14
第8章接触的改进15
8.1引言15
8.2接触搜索的改进——“角平分线”法16
8.2.1方法介绍16
8.2.2程序实现(基于2002版dfb.c)19
8.3接触刚度与接触长度相关性25
8.3.1接触长度相关刚度法25
8.3.2程序实现28
8.4非线性接触刚度模型28
8.4.1分段线性接触刚度模型28
8.4.2指数接触刚度模型31
8.4.3程序实现33
8.5拉格朗日乘子法33
8.6增广拉格朗日法35
8.6.1基本公式35
8.6.2迭代收敛准则37
8.6.3程序实现38
8.7增广拉格朗日与指数接触刚度模型相结合的混合法40
8.8算例41
8.9本章小结43
参考文献44
第9章功能扩充与改进45
9.1填筑、开挖与支护45
9.1.1填筑45
9.1.2开挖46
9.1.3支护47
9.1.4锚杆与锚索48
9.1.5程序实现49
9.2约束的改进54
9.3抗滑稳定安全系数55
9.3.1不允许滑动面局部屈服的安全系数55
9.3.2允许局部屈服时的抗滑稳定安全系数58
9.3.3不允许强度软化时抗滑稳定计算59
9.3.4基于接触力矢量和的抗滑稳定安全系数61
9.3.5程序实现62
9.4超载与降强66
9.5算例70
9.6本章小结73
参考文献74
第10章裂隙渗流与变形的耦合分析75
10.1引言75
10.2裂隙渗流模拟76
10.2.1广义达西定律76
10.2.2裂隙闭合及张开时的过流面计算79
10.2.3恒定裂隙渗流有限元法81
10.2.4非恒定裂隙渗流86
10.3裂隙渗流与变形的耦合模拟90
10.3.1裂隙渗压对块体变形的影响——分布水压荷载91
10.3.2考虑块体变形的裂隙渗流92
10.4程序实现93
10.4.1裂隙渗流计算所需数据的输入和生成93
10.4.2程序实现96
10.5验证与算例97
10.6本章小结102
参考文献103
第11章蠕变的模拟104
11.1引言104
11.2蠕变模型105
11.2.1蠕变特性105
11.2.2常用蠕变模型106
11.2.3非线性蠕变模型115
11.3蠕变的DDA模拟116
11.3.1岩体构造面受力与蠕变特点116
11.3.2蠕变应变的递推算法118
11.3.3块体的蠕变计算122
11.3.4构造面的蠕变计算123
11.4算例126
11.4.1算例11-1126
11.4.2算例11-2128
11.4.3算例11-3130
11.5本章小结131
参考文献132
第12章参数研究133
12.1DDA计算使用的参数133
12.2静力计算模式的参数取值135
12.2.1DDA静力方程135
12.2.2允许优选位移比g2137
12.2.3时间步长143
12.2.4法向弹簧刚度g0与切向刚度的比值h2151
12.2.5开闭判断容差系数f0158
12.3动力计算模式的参数取值164
12.3.1时间步长164
12.3.2碰撞问题的参数取值173
12.4本章小结182
参考文献183
第13章倾倒变形及破坏的模拟184
13.1引言184
13.2DDA模拟与Goodman-Bray法的比较187
13.2.1Goodman-Bray法187
13.2.2对Goodman-Bray法的几点改进189
13.2.3Hoek-Bray算例的DDA模拟189
13.3DDA模拟与实验的比较191
13.3.1石膏模型离心机实验191
13.3.2塑料乐高块倾倒模型离心机实验195
13.4考虑局部破碎的倾倒破坏DDA模拟200
13.5考虑岩桥开裂反倾倒破坏的DDA模拟及与实验的比较201
13.6本章小结204
参考文献205
第14章散粒体的数值模拟206
14.1砂性土的应力应变关系206
14.1.1应力应变关系206
14.1.2受力与变形特性及细观机理208
14.2粗粒料大型三轴实验的DDA模拟214
14.2.1模型214
14.2.2计算条件216
14.2.3单调加载的DDA模拟及与实验结果比较217
14.2.4反复荷载作用下的分析结果及与实验的比较219
14.3铁路路基受力特性的模拟220
14.3.1计算模型和条件220
14.3.2反复荷载作用下的荷载{变形曲线223
14.3.3反复加卸载时的塑性变形224
14.3.4反复荷载作用下枕木的支撑状态224
14.3.5反复荷载时道床石子的移动225
14.4落石的模拟226
14.5本章小结230
参考文献230
第15章边坡稳定分析及失稳模拟231
15.1引言231
15.2Sarma法简介231
15.3典型算例——DDA与Sarma法的比较237
15.4三峡大坝三号坝段深层抗滑稳定分析——Sarma法与DDA的比较243
15.4.1Sarma法计算结果243
15.4.2DDA计算结果245
15.5武都水库大坝深层抗滑稳定分析258
15.5.1大坝及基础构造面258
15.5.2Sarma法计算结果简介263
15.5.3基于有限元应力的刚体极限平衡法的计算结果265
15.5.4DDA计算结果268
15.5.5不同方法深层抗滑稳定分析结果比较274
15.6日本长井重力坝抗滑稳定分析——DDA与有限元比较275
15.7本章小结279
参考文献279
第16章水对岩质边坡变形影响的模拟281
16.1引言281
16.2水对岩质边坡倾倒变形影响机理分析——Hoek-Bray模型282
16.2.1无倾倒变形时的受力分析283
16.2.2不同摩擦角时的变形模式及稳定性285
16.2.3水对岩质边坡倾倒变形与稳定的影响286
16.2.4水对倾倒变形影响的机理分析290
16.2.5小结290
16.3意大利瓦依昂特高拱坝近坝库岸大滑坡的DDA模拟291
16.3.1情况简介及基本资料291
16.3.2基本资料296
16.3.3参数反演298
16.3.4蓄水触发瓦依昂滑坡的DDA模拟309
16.3.5小结317
16.4日本北海道丰滨隧道垮塌的模拟318
16.5本章小结323
参考文献323
内容摘要
非连续变形分析（Discontinuous Deformation Analysis，DDA）全书分上下册。上册为基础知识部分，以及对DDA方法的改进。其中第1～3章，主要介绍DDA方法的基本理论、基本程序和基本功能；第4～6章，主要介绍作者对DDA的方法改进。下册为功能扩展部分和应用部分。其中第7～11章，主要阐述了作者对DDA实用功能的扩展和计算参数取值的讨论；其余第12～16章，主要介绍了DDA方法在工程中的应用。本书为下册。本书既可供高等院校和科研院所的力学、土木工程等相关专业的研究生和教师用作教材和参考书，也可供水利水电、煤炭、采矿、机械、地质、岩土等行业的工程技术人员阅读和使用。
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