非连续变形分析--研究与应用(下)(精)
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北京朝阳
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作者张国新
出版社中国科技出版传媒股份有限公司
ISBN9787030697899
出版时间2020-03
装帧精装
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定价168元
货号11387060
上书时间2024-06-20
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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、全国很好工程咨询成果奖各1项，授权发明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
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 388.7 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 9610.5 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 11-1 126 11.4.2 算例 11-2 128 11.4.3 算例 11-3 130 11.5 本章小结 131 参考文献 132 第12章 参数研究 133 12.1 DDA 计算使用的参数 133 12.2 静力计算模式的参数取值 135 12.2.1 DDA 静力方程 135 12.2.2 允许最大位移比 g2 137 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 h2 151 12.2.5 开闭判断容差系数 f0 158 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 18413.2 DDA 模拟与 Goodman-Bray 法的比较 187 13.2.1 Goodman-Bray 法 187 13.2.2 对 Goodman-Bray 法的几点改进 189 13.2.3 Hoek-Bray 算例的 DDA 模拟 189 13.3 DDA 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 15.2 Sarma 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 15.4.1 Sarma 法计算结果 243 15.4.2 DDA 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 15.5.2 Sarma 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 15.5.4 DDA 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～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。
精彩内容
全书分为上下册，本册分为方法改进和功能扩展部分，主要阐述了DDA方法在圆形单元、高阶位移模式、方程求解效率、接触搜索算法等方面的改进，裂隙渗流模拟、蠕变变形模拟等实用功能的扩展和计算参数取值的讨论，对近年来相关成果进行了较为系统全面的总结，使读者可以更快地了解到该方法的研究现状和学术前沿。以及应用部分，主要介绍了DDA方法在若干工程中的应用，重点讲解了DDA在岩质边坡稳定性分析中的应用方法、应用步骤和应用效果，可以对使用DDA方法的水利水电、煤炭、采矿、机械、地质、岩土等若干行业的工程设计人员提供重要参考，使读者遇到类似工程时可以直接套用。
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