高混凝土坝-地基体系抗震高性能数值模拟与工程应用
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四川成都
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作者郭胜山,梁辉
出版社中国电力出版社
ISBN9787519849832
出版时间2021-01
装帧平装
开本16开
纸张胶版纸
定价68元
货号29187979
上书时间2024-07-18
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【推荐语】:（1）创新性：2019年，以张楚汉院士为组长、郑守仁院士和张超然院士为副组长的评价咨询专家组认为本书的研究成果解决了大坝地震损伤破坏机理、抗震安全评价准则等方面的基础理论与关键技术，应用前景广阔，成果达到了国际领先水平，获2019年中国大坝工程学会科技进步特等奖。
（2）应用价值：本书的研究成果解决了强地震区建设高混凝土坝的可行性与安全性的关键问题，形成了具有自主知识产权的成果，促进了我国大坝抗震科技水平的提高，纳入规范《水电工程水工建筑物抗震设计规范》，提升了我国强震区建设高混凝土坝的抗震安全水平。成果在白鹤滩、溪洛渡、印尼西索肯等国内外十几座高混凝土坝中成功应用，保障了国家和社会安全，有力推动了“一带一路”倡议的实施，取得了显著的社会效益，应用前景十分广阔，践行了*书记提出的“广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上，把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中。”
【作者】:郭胜山，中国水利水电科学研究院高工程师，水工结构抗震专业博士。长期从事混凝土坝抗震研究，负责及作为骨干参与了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家科技支撑计划、中国工程院重点咨询项目、水利部公益性行业科研专项等课题，以及小湾、白鹤滩、乌东德、溪洛渡、旭龙、孟底沟、JH、QBT、沙牌、三峡、丹江口加高、向家坝、托巴、鲁地拉、奔子栏、观音岩、印尼西索肯等20余项国内外重大工程科技攻关与咨询项目。曾获省部特等奖2项、二等奖1项、汪闻韶院士青年优秀论文奖等。李德玉 中国水利水电科学研究院，教授高工陈厚群 中国水利水电科学研究院 ，教高/院士
【内容】:本书共分为四大部分：第1 章主要介绍高混凝土坝抗震的背景与意义、典型震害，以及国内外研究现状；第2～5 章分别介绍了高混凝土坝抗震分析模型中涉及的动力学方程时域数值计算方法、黏弹性人工边界及其地震动输入、基于拉格朗日乘子的动接触模型、混凝土与基岩材料非线性模型等；第6 章介绍了高坝抗震高性能并行计算方法和软件研发以及“天河一号”超计算机及其运行环境；第7 章介绍了具有代表性的高重力坝和高拱坝抗震分析及安全评价实例。
本书可供从事混凝土坝抗震设计与研究的相关科技工作者和研究生阅读。
【目录】:目录
序
前言
1 概述 · 1
1.1 背景与意义 1
1.2 典型重力坝和拱坝震害 1
1.3 国内外研究现状及发展动态 4
2 动力学方程时域数值计算方法 · 8
2.1 引言 8
2.2 隐式方法 8
2.3 显式方法 9
2.3.1 中心差分法 9
2.3.2 中心差分与单边差分相结合 9
2.3.3 中心差分与纽马克常平均加速度结合 · 10
2.4 两种方法对比 10
3 黏弹性人工边界及其地震动输入 11
3.1 引言 11
3.2 黏弹性人工边界 12
3.3 地震动输入 13
3.3.1 均匀介质地震动输入 · 13
3.3.2 成层状介质地震动输入 · 14
3.4 人工边界节点荷载计算方法 15
3.4.1 均匀介质边界节点荷载 · 16
3.4.2 成层状介质边界节点荷载 · 19
3.5 算例验证 21
3.5.1 黏弹性边界吸能效果验证 · 21
3.5.2 地震动输入验证 · 22
3.6 地基模量对高拱坝地基地震能量逸散影响研究 24
3.6.1 有限元模型 · 24
3.6.2 计算方案 · 26
3.6.3 计算结果分析 · 26
4 基于拉格朗日乘子的动接触模型 29
4.1 引言 · 29
4.2 接触面约束条件 · 29
4.3 接触模型 · 30
4.4 工程中复杂接触面的模拟 · 33
4.4.1 考虑横缝键槽理想作用的模拟 · 33
4.4.2 考虑分缝自重的横缝模拟 · 33
4.4.3 考虑接触面上初始黏聚力的模拟 · 34
4.4.4 考虑接触面上初始强度的模拟 · 35
4.5 自重施加方式对高拱坝地震反应的影响 36
4.5.1 有限元模型 · 36
4.5.2 计算方案 · 38
4.5.3 计算结果及其分析 · 38
4.6 横缝切向错动对高拱坝地震反应的影响 42
4.6.1 计算方案 · 42
4.6.2 计算结果及其分析 · 42
5 混凝土与基岩材料非线性模型 47
5.1 引言 · 47
5.2 应力分析中几个常用定义 · 47
5.2.1 应力分量及其不变量 · 47
5.2.2 偏应力分量及其不变量 · 48
5.3 弹塑性力学模型 · 48
5.3.1 弹塑性力学模型概述 · 48
5.3.2 两种典型屈服模型 · 50
5.3.3 本构积分数值算法 · 52
5.4 损伤力学模型 · 55
5.4.1 损伤力学概述 · 55
5.4.2 弹性损伤模型 · 57
5.4.3 李和芬维斯（Lee and Fenves）塑性损伤模型 58
5.4.4 单元尺寸效应 · 60
5.4.5 残余应变损伤模型 · 63
5.5 钢筋与混凝土相互作用 67
5.5.1 分布式钢筋模型 · 67
5.5.2 基于分布式钢筋模型的单元配筋率计算 · 68
6 高坝抗震高性能并行计算 72
6.1 引言 72
6.2 高坝抗震并行软件研发 72
6.2.1 区域分解法 · 72
6.2.2 显式格式的波动方程重叠型区域分解法 · 73
6.2.3 有限元网格区域分割 · 74
6.2.4 包含接触边界的区域分割 · 74
6.2.5 并行计算结构 · 74
6.2.6 MPI 程序结构及其执行过程 · 76
6.2.7 计算流程 · 76
6.2.8 并行程序性能评价指标 · 77
6.3 “天河一号”超计算机及其运行环境 78
6.3.1 “天河一号”超计算机 78
6.3.2 “天河一号”（TH ? 1A）大系统运行环境 79
6.4 并行性能测试 79
7 高混凝土坝 ? 地基体系抗震分析及安全评价 82
7.1 柯依那重力坝震情检验 82
7.1.1 有限元模型 · 82
7.1.2 结果分析 · 83
7.2 沙牌拱坝震情检验 85
7.2.1 工程概况 · 85
7.2.2 有限元建模 · 85
7.2.3 结果分析 · 89
7.3 高重力坝坝体 ? 钢筋相互作用的地震损伤分析及安全评价 91
7.3.1 有限元模型 · 92
7.3.2 计算方案 · 94
7.3.3 计算结果及其分析 · 95
7.4 基于震后静力抗滑稳定的高重力坝抗震分析及安全评价 97
7.4.1 关于可信地震（MCE）下重力坝安全评价标准 · 97
7.4.2 有限元模型 · 98
7.4.3 计算方案 100
7.4.4 计算结果及其分析 100
7.5 高拱坝地震损伤分析及安全评价 105
7.5.1 有限元模型 105
7.5.2 计算方案 108
7.5.3 计算结果及其分析 108
7.6 高拱坝 ? 坝肩滑块 ? 地基系统抗震稳定分析及安全评价 114
7.6.1 有限元模型 115
7.6.2 计算方案 117
7.6.3 计算结果及其分析 117
参考文献 124
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