分區(qū)有限元：界面元交互解法及其在高壩工程中的應(yīng)用

第一部分 理論與方法
第1章 緒論
1.1 工程中常見的非線性特性
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 混凝土損傷力學(xué)研究進(jìn)展
1.2.2 巖體裂縫模擬分析方法
1.2.3 局部非線性問(wèn)題求解方法
1.2.4 鋼筋混凝土研究進(jìn)展
1.2.5 巖質(zhì)邊坡中的局部非連續(xù)問(wèn)題
1.2.5.1 局部非連續(xù)問(wèn)題
1.2.5.2 動(dòng)力荷載下的局部非連續(xù)問(wèn)題
1.2.5.3 模擬非連續(xù)區(qū)域的薄層單元模型
1.2.6 極限分析方法綜述
1.2.6.1 極限分析的上限法方法及應(yīng)用
1.2.6.2 極限分析的下限法方法及應(yīng)用
1.2.6.3 極限平衡方法
1.2.6.4 數(shù)值分析方法
1.2.7 動(dòng)力穩(wěn)定分析研究現(xiàn)狀
1.2.7.1 擬靜力法
1.2.7.2 Newmark滑塊法
1.2.7.3 動(dòng)力時(shí)程分析法
1.2.7.4 動(dòng)力強(qiáng)度折減法
1.2.7.5 動(dòng)力超載法
第2章 分區(qū)有限元靜動(dòng)力解法
2.1 考慮接觸非線性的分區(qū)有限元-界面元交互解法
2.1.1 接觸問(wèn)題力學(xué)模型
2.1.2 剛體位移分解
2.1.3 基于最小勢(shì)能原理的方程建立
2.2 靜力分區(qū)有限元方程
2.3 界面元靜力迭代方程
2.3.1 塊體界面節(jié)點(diǎn)剛體位移增量
2.3.2 塊體界面節(jié)點(diǎn)靜力總位移方程
2.3.3 塊體形心力的平衡方程
2.3.4 塊體界面靜力迭代方程
2.4 分區(qū)有限元-界面元?jiǎng)恿换シ椒?br /> 2.4.1 動(dòng)力分區(qū)有限元方程
2.4.2 接觸塊體內(nèi)節(jié)點(diǎn)的剛性運(yùn)動(dòng)
2.4.3 動(dòng)力支配方程
2.4.4 離散單元方程
2.4.5 時(shí)域方程的離散化
2.4.6 局部非連續(xù)界面的相對(duì)位移方程
2.4.7 包含剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位移和不連續(xù)界面接觸力的求解方程
2.5 分區(qū)有限元-界面元?jiǎng)恿换シ椒ǖ膶?shí)現(xiàn)
2.6 考慮材料非線性的分區(qū)求解方法
2.6.1 塊體材料非線性的分區(qū)求解
2.6.2 接觸面材料非線性特性模擬
2.7 靜力算例
2.7.1 裂縫開度算例
2.7.2 接觸力算例
2.7.3 懸臂梁受均布荷載
2.7.4 拱圈受均勻徑向荷載
2.8 動(dòng)力算例
2.8.1 重力沖擊穩(wěn)定性算例
2.8.2 動(dòng)切向力算例
2.8.3 切口三點(diǎn)彎曲梁動(dòng)荷載下開裂過(guò)程算例
2.8.4 含斷裂裂縫的Koyna大壩數(shù)值模型驗(yàn)證
2.8.5 楔形體滑塊實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
第3章 分區(qū)剛體-界面元方法
3.1 引言
3.2 分區(qū)剛體一界面元方法
3.2.1 分區(qū)剛體元力學(xué)模型
3.2.2 剛體位移方程
3.2.3 界面總位移方程
3.2.4 剛體質(zhì)(形)心點(diǎn)力的平衡方程
3.2.5 塊體界面靜力迭代方程
3.3 分區(qū)剛體-界面元方法的實(shí)現(xiàn)
3.4 靜力算例
3.4.1 矩形截面懸臂梁
3.4.2 剛性基礎(chǔ)上塊體
3.4.3 對(duì)稱楔形體
第4章 巖質(zhì)邊坡靜力穩(wěn)定分析的PRB-IE極限平衡方法
4.1 引言
4.2 巖質(zhì)邊坡靜力穩(wěn)定安全系數(shù)
4.2.1 強(qiáng)度折減安全系數(shù)
4.2.2 超載安全系數(shù)
4.2.3 其他方法的安全系數(shù)
4.3 PRK-IE極限平衡法
4.3.1 平衡理論
4.3.2 安全系數(shù)的迭代解法
4.3.3 解法實(shí)現(xiàn)
4.4 算例
4.4.1 單滑面邊坡穩(wěn)定性
4.4.2 雙滑面巖質(zhì)邊坡
4.4.3 對(duì)稱楔形體
4.4.4 非對(duì)稱楔形體穩(wěn)定性算例
4.4.5 橢球形滑動(dòng)面邊坡穩(wěn)定性
第5章 巖質(zhì)邊坡動(dòng)力穩(wěn)定分析的PFF-IF動(dòng)力交互解法
5.1 引言
5.2 動(dòng)力人工邊界
5.3 基于PFDIE的強(qiáng)度折減法
5.3.1 強(qiáng)度折減求解思路
5.3.2 動(dòng)力失穩(wěn)判據(jù)
5.3.3 解法實(shí)現(xiàn)
5.4 算例
5.4.1 單裂隙巖質(zhì)邊坡受地震作用的穩(wěn)定性
5.4.2 含軟弱結(jié)構(gòu)面三維邊坡的數(shù)值模擬
第6章 常用的本構(gòu)模型
6.1 混凝土損傷模型
6.1.1 Loland損傷模型
6.1.2 MaZars損傷模型
6.1.3 Sidoroff損傷模型
6.1.4 單軸等效應(yīng)力或應(yīng)變損傷模型
6.2 四參數(shù)等效應(yīng)變損傷模型
6.2.1 應(yīng)變空間四參數(shù)破壞準(zhǔn)則
6.2.2 四參數(shù)等效應(yīng)變
6.2.3 損傷變量值計(jì)算
6.2.4 基于不可逆熱力學(xué)的混凝土四參數(shù)損傷模型
6.2.4.1 基本公式
6.2.4.2 循環(huán)加載、塑性變形和“單邊效應(yīng)”
6.2.4.3 數(shù)值實(shí)現(xiàn)
6.2.5 混凝土的變參數(shù)損傷模型
6.3 變參數(shù)的參數(shù)曲線擬合
6.4 變參數(shù)模型相關(guān)問(wèn)題的討論
6.4.1 變參數(shù)模型與固定參數(shù)模型對(duì)比
6.4.2 基準(zhǔn)曲線選擇
6.4.3 網(wǎng)格敏感性
6.5 算例
6.5.1 A.Toumi試驗(yàn)
6.5.2 Nooru Mohamed試驗(yàn)
6.6 土的本構(gòu)模型
6.6.1 兩相介質(zhì)的廣義塑性模型(P—Z模型)
6.6.1.1 廣義塑性理論
6.6.1.2 土體的P—Z模型
6.6.2 算例
6.6.2.1 計(jì)算結(jié)果分析
6.6.2.2 滲透系數(shù)的影響
6.7 鄧肯一張本構(gòu)模型
6.7.1 鄧肯一張參數(shù)隨施工期變化的分析
6.7.2 K值變化規(guī)律研究
6.7.3 鄧肯一張模型參數(shù)優(yōu)化研究