岩土工程仿真分析(理论篇)--详细介绍

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 当前位置:本科及研究生教材 建筑 建筑 建筑 岩土工程仿真分析(理论篇)
   
岩土工程仿真分析(理论篇)
作者:孙铁成
书名:岩土工程仿真分析(理论篇)
定价:¥ 59 元
光盘: 
丛书名:  
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开本: 16K
标准书号: 978-7-03-062069-9
字数(千): 418
页数: 284
出版日期: 2019-9-16
发行号: TU-1795.0101
装帧: 平装
点击热度: 369
最新印刷日期:    
 
编辑推荐
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获奖情况
...........................................................................................................................................
 
图书介绍
...........................................................................................................................................
  本书在介绍连续介质力学基本概念的基础上,对目前岩土的本构模型进行了分析和阐述,并详细讲解了有限差分法和快速拉格朗日分析计算法、有限单元法、边界元法、离散单元法、非连续变形分析法、无网格法,同时对数值流形法进行了简单介绍。
  本书可作为土木工程方向岩土工程和地下工程专业的研究生教材,从事岩土工程仿真分析的科研工作者及相关工程技术人员等也可阅读参考。
 
前言
...........................................................................................................................................
  因为岩土工程问题的多样性,解决该问题的方法也具有多样性和复杂性。数学和力学理论的发展,以及计算技术和计算软硬件的快速进步,为复杂岩土工程问题的解决提供了有效的数值分析方法和手段。
  岩土工程仿真分析不仅要具备土力学和数值分析方面的专业知识,了解现有本构模型的局限性,还要熟知各种仿真软件的性能和使用方法。全面掌握这些知识实属不易,本科或研究生阶段的专业学习也很少完全覆盖这些知识,这样就需要读者不断拓展自身的知识面。另外,很多刚接触岩土工程仿真分析的研究人员往往在得到计算结果后,因不了解计算结果的局限性和缺陷,导致对岩土工程问题的误判。由于岩土工程问题的复杂性,不应期望用一种仿真分析方法解决所有问题。本书基本涵盖了解决岩土工程问题的主要仿真分析方法,读者可以通过本书的学习,有针对性地选择解决不同岩土工程问题的仿真分析方法。
  显然,本书不可能涉及与岩土工程有关的所有仿真分析方法和知识。其一,涉及的领域庞大,全面覆盖这些内容需要很长的篇幅;其二,目前岩土工程相关理论和仿真分析方法均在进步,并且还有很多新的仿真分析方法不断涌现;其三,我们的研究经验有限。因而,本书主要侧重于当前较为成熟并且对读者有帮助的内容进行详细阐述,而对于需要进一步完善的仿真分析方法只做简单的介绍。如果读者对这些仿真分析方法感兴趣,可查阅相应的专著进一步了解。
  本书由孙铁成教授和岳祖润教授编著,在撰写过程中,还得到了河北省研究生示范课程建设项目的资助。
  作者特别感谢赵志伟、郭旺、杨志浩等研究生为本书的文字、图表所做的大量绘制等工作。
希望本书的出版发行,能为岩土工程问题的仿真分析尽绵薄之力。
  在本书的编写过程中,作者参阅了许多同领域的科研成果与文献资料,并尽可能将其列于书后的参考文献中,在此对这些文献的作者表示衷心的感谢。由于作者理论水平和工作实践经验有限,书中难免有不足之处,诚望广大读者批评指正。

                                                              作  者  
                                                            2018年12月

 
图书目录
...........................................................................................................................................
第1章  绪论    1
1.1  岩土工程问题的特点    1
1.2  岩土工程仿真分析方法概述    3
1.3  岩土工程仿真分析发展的必然性    5
1.4  岩土工程仿真分析方法的发展    6
1.5  岩土工程仿真分析方法的学习及应用    6
参考文献    7
第2章  连续介质力学的基本概念    8
2.1  应力分析    8
2.1.1  一点的应力状态和应力张量    8
2.1.2  柯西公式和求和协定    9
2.1.3  主应力    10
2.1.4  偏应力    11
2.1.5  八面体应力、纯剪应力、主剪应力    11
2.1.6  应力空间及应力路径    14
2.1.7  应力莫尔圆和应力洛德参数    16
2.2  应变分析    18
2.2.1  一点的应变状态    18
2.2.2  应变柯西公式    19
2.2.3  主应变    20
2.2.4  偏应变    21
2.2.5  八面体应变、纯应变、主剪应变    22
2.2.6  应变空间、应变路径    23
2.2.7  应变率张量及应变增量张量    24
2.2.8  应变莫尔圆    25
2.2.9  有限应变    25
2.3  基本方程    27
2.3.1  连续方程    27
2.3.2  运动微分方程    28
2.3.3  协调方程    29
2.3.4  能量方程    30
2.3.5  本构方程    31
2.3.6  边界条件和初始条件    32
参考文献    32
第3章  岩土的本构模型    33
3.1  岩土的变形特性    33
3.1.1  岩石的应力­应变关系    33
3.1.2  土的应力­应变关系    34
3.1.3  岩土的变形特性    36
3.1.4  岩土变形的影响因素    37
3.2  屈服准则及破坏准则    39
3.2.1  基本概念    39
3.2.2  特雷斯卡屈服准则    43
3.2.3  米泽斯屈服准则    44
3.2.4  莫尔­库仑屈服准则    46
3.2.5  辛克维奇­潘德屈服准则    48
3.2.6  双剪应力屈服准则及广义双剪应力屈服准则    50
3.2.7  格里菲斯屈服准则    53
3.2.8  本构理论的基本准则    54
3.3  土的本构模型分析    58
3.3.1  弹性本构模型    59
3.3.2  塑性本构模型    70
3.3.3  黏弹塑性本构模型    78
3.4  岩土损伤本构理论    79
3.4.1  损伤力学的概念    79
3.4.2  土的损伤本构理论    81
参考文献    87
第4章  有限差分法和快速拉格朗日分析计算法    88
4.1  有限差分法的基本概念及有限差分格式的建立    88
4.1.1  有限差分法的基本概念    88
4.1.2  差分格式的建立    91
4.2  FLAC与FLAC3D的基本原理    95
4.2.1  FLAC及FLAC3D的基本特征及网格划分    96
4.2.2  一维问题FLAC计算流程    97
4.2.3  平面问题FLAC有限差分法    100
4.3  FLAC3D数学模型    105
4.3.1  空间导数的有限差分近似    106
4.3.2  节点运动方程    107
4.3.3  增量形式的本构方程    109
4.3.4  时间导数的有限差分近似    109
4.3.5  阻尼力    109
参考文献    110
 
第5章  有限单元法    111
5.1  引言    111
5.1.1  有限单元法概述    111
5.1.2  有限单元法的发展历程    112
5.2  有限单元法的理论基础    112
5.2.1  有限单元原理与变分原理的关系    112
5.2.2  弹性力学基本方程    113
5.2.3  虚功原理    117
5.2.4  位移模式与形函数    120
5.2.5  刚度与刚度矩阵    121
5.3  有限单元法的基本过程    122
5.3.1  连续体离散化    123
5.3.2  确定位移模式    123
5.3.3  单元分析    125
5.3.4  整体分析    128
5.3.5  求解答    129
5.4  有限单元法求解时应注意的几个问题    129
5.4.1  单元荷载列阵的形成    129
5.4.2  总刚度矩阵的存储    132
5.4.3  整体方程的求解    134
5.4.4  计算结果的整理    137
参考文献    138
第6章  边界元法    139
6.1  引言    139
6.1.1  边界元法概述    139
6.1.2  边界元法的发展    140
6.1.3  边界元法的数学基础    141
6.2  间接边界元法    142
6.2.1  边界单元    142
6.2.2  边界积分方程的离散化    143
6.2.3  影响系数矩阵计算    146
6.3  直接边界元法    152
6.3.1  方法实质    152
6.3.2  常量单元    155
6.3.3  线性单元    157
6.3.4  对称条件的利用    165
6.3.5  体积力影响    167
6.4  三维线弹性问题    171
6.4.1  基本解    171
6.4.2  边界单元    171
6.4.3  影响系数的计算    174
6.4.4  组集总体影响系数矩阵    176
参考文献    178
第7章  离散单元法    180
7.1  引言    180
7.1.1  离散单元法概述    180
7.1.2  离散单元法的发展趋势    181
7.2  散体物料的基本概念    183
7.3  颗粒接触理论    185
7.3.1  模型假设    185
7.3.2  颗粒单元的属性    185
7.3.3  接触模型    186
7.4  软球模型和硬球模型    190
7.4.1  软球模型    190
7.4.2  硬球模型    193
7.4.3  软球模型和硬球模型对比    194
7.5  热传递理论    195
7.6  离散单元的求解过程    196
7.6.1  颗粒接触的检索    197
7.6.2  基于硬球模型的离散单元法    197
7.6.3  基于软球模型的离散单元法    198
7.6.4  时步的确定    200
参考文献    201
第8章  非连续变形分析法    202
8.1  引言    202
8.2  非连续变形分析法的块体位移和变形    204
8.2.1  分步大变形    205
8.2.2  块体变形子矩阵    205
8.2.3  联立方程式    206
8.2.4  单一块体应力、应变及荷载分析    208
8.2.5  弹性子矩阵    208
8.2.6  应力子矩阵    209
8.2.7  点荷载子矩阵    209
8.2.8  体积力荷载子矩阵    210
8.2.9  惯性力子矩阵    211
8.3  非连续变形分析法的块体接触理论    212
8.3.1  两块体间距离    213
8.3.2  接触和相互嵌入    213
8.3.3  嵌入准则    215
8.3.4  法向弹簧子矩阵    215
8.3.5  切向弹簧子矩阵    218
8.3.6  摩擦力子矩阵    219
8.3.7  块体接触状态与弹簧设置    220
参考文献    221
第9章  无网格法    222
9.1  引言    222
9.2  无网格法研究进展    223
9.2.1  配点型    223
9.2.2  积分型    224
9.3  无网格法分类    227
9.4  无网格法的插值技术    229
9.4.1  几个关键概念    229
9.4.2  移动最小二乘法    232
9.4.3  核积分近似    238
9.4.4  单位分解法    243
9.4.5  径向基函数近似    243
9.4.6  移动最小二乘法与重构核粒子法的比较    244
9.5  无网格法的实现及计算步骤    245
9.5.1  全域伽辽金弱积分形式的实现    245
9.5.2  单位分解积分    250
9.5.3  节点积分    251
9.5.4  局部彼得罗夫­伽辽金积分形式    254
9.5.5  配点形式的实现    255
9.5.6  无网格法的主要计算步骤    261
参考文献    261
第10章  数值流形法    264
10.1  引言    264
10.2  流形法的矩阵覆盖系统    265
10.3  覆盖权函数    267
10.4  覆盖位移函数    267
10.5  流形单元的数值积分    269
10.6  流形单元的应力­应变矩阵    270
10.7  流形法控制方程的形成    271
10.8  小结    272
参考文献    272
 
 
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