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巖土工程有限元分析:應用 版權信息
- ISBN：9787030276711
- 條形碼：9787030276711 ; 978-7-03-027671-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
巖土工程有限元分析:應用 內容簡介
《巖土工程有限元分析: 應用》系統介紹了巖土工程數值分析理論及相關知識，闡述了數值計算的優勢及不足、限制和缺陷，幫助讀者對數值分析結果作出準確判斷。內容覆蓋巖土參數的確定、隧道、擋土結構、挖方邊坡、填方邊坡、淺基礎、深基礎、程序基準測試、有限元的局限性及不足等方面。為使讀者對有限元數值分析有全面深人的了解，《巖土工程有限元分析: 應用》側重工程應用，理論部分在《巖土工程有限元分析：理論》中介紹。
巖土工程有限元分析:應用 目錄
目錄
譯者的話
前言
第1章 巖土參數的確定 1
1.1 引言 1
1.2 概述 1
1.3 室內試驗 1
1.3.1 簡介 1
1.3.2 固結試驗 2
1.3.3 三軸試驗 5
1.3.4 真三軸試驗 9
1.3.5 直剪試驗 10
1.3.6 單剪試驗 12
1.3.7 環剪試驗 13
1.3.8 空心圓柱試驗 13
1.3.9 定向剪切試驗 16
1.3.10 地球物理技術 17
1.3.11 滲透試驗 18
1.4 原位試驗 19
1.4.1 簡介 19
1.4.2 標準貫入試驗 19
1.4.3 圓錐貫入試驗 22
1.4.4 旁壓試驗 24
1.4.5 平板載荷試驗 26
1.4.6 抽水試驗 28
1.5 小結 28
第2章 隧道 30
2.1 引言 30
2.2 概述 30
2.3 隧道施工 31
2.3.1 簡介 31
2.3.2 敞開式盾構 31
2.3.3 隧道掘進機(包括泥水盾構和土壓平衡(EPB)掘進) 32
2.3.4 噴射混凝土襯砌法 32
2.3.5 地基對隧道開挖的響應 33
2.4 隧道施工過程的模擬 34
2.4.1 簡介 34
2.4.2 初始條件的設定 36
2.4.3 重要的邊界條件 36
2.4.4 隧道開挖的模擬 37
2.4.5 隧道襯砌的模擬 39
2.5 時間相關特性的模擬 43
2.5.1 簡介 43
2.5.2 設置初始邊界條件 43
2.5.3 水力邊界條件 45
2.5.4 滲透模型 46
2.5.5 透水與不透水隧道襯砌影響的參數研究 47
2.6 土體模型的選擇 49
2.6.1 簡介 49
2.6.2 參數研究的結果 50
2.6.3 提高地表沉降預測水平的方法 51
2.7 相互作用分析 54
2.7.1 建筑物剛度對隧道開挖引起的地基位移的影響 54
2.7.2 財政部大樓——實例研究 56
2.7.3 雙隧道間的相互作用 59
2.8 小結 61
第3章 擋土結構 63
3.1 引言 63
3.2 概述 63
3.3 擋土墻的形式 64
3.3.1 簡介 64
3.3.2 重力式擋土墻 64
3.3.3 加筋/加錨擋土墻 65
3.3.4 嵌入式擋土墻 65
3.4 一般考慮 65
3.4.1 簡介 65
3.4.2 對稱性 65
3.4.3 有限元模型的幾何形狀 67
3.4.4 支承系統 71
3.4.5 本構模型的選擇 72
3.4.6 初始土層條件 75
3.4.7 施工方法和過程 78
3.5 重力式擋土墻 81
3.5.1 簡介 81
3.5.2 由壓實產生的土壓力 82
3.5.3 有限元分析 82
3.6 加筋土擋土墻 83
3.6.1 簡介 83
3.6.2 有限元分析 87
3.7 嵌入式擋土墻 91
3.7.1 簡介 91
3.7.2 安裝效應 91
3.7.3 墻的模擬 94
3.7.4 支承系統 99
3.7.5 長期性能和工后效應 104
3.7.6 鄰近結構物 105
3.8 小結 108
附錄III.1 應力水平 110
第4章 挖方邊坡 111
4.1 引言 111
4.2 概述 111
4.3 非軟化分析 112
4.3.1 簡介 112
4.3.2 非軟化硬黏土中的挖方邊坡 112
4.3.3 軟黏土中的挖方邊坡 116
4.4 漸進破壞 124
4.5 軟化分析 128
4.5.1 簡介 128
4.5.2 本構模型的選擇 129
4.5.3 收斂的意義 129
4.5.4 倫敦黏土中的挖方邊坡 130
4.6 水下挖方邊坡施工 145
4.7 小結 146
第5章 填方邊坡 148
5.1 引言 148
5.2 概述 148
5.3 堆石壩有限元分析 148
5.3.1 簡介 148
5.3.2 典型應力路徑 149
5.3.3 本構模型的選擇 150
5.3.4 成層分析：層剛度和壓實應力的模擬 153
5.3.5 實例：Roadford大壩分析 155
5.3.6 實例：夯實黏土心墻舊壩分析 160
5.4 土質堤壩的有限元分析 165
5.4.1 簡介 165
5.4.2 填土的模擬 165
5.4.3 實例：倫敦黏土上的路堤 166
5.4.4 實例：Carsington大壩的破壞 168
5.5 軟黏土上路堤的有限元分析 174
5.5.1 簡介 174
5.5.2 典型土體情況 174
5.5.3 本構模型的選擇 175
5.5.4 土體加固模擬 176
5.5.5 實例：硬殼層的影響 177
5.5.6 實例：加固的影響 179
5.5.7 實例：分階段修建 181
5.5.8 實例：各向異性土體特性的影響 184
5.6 小結 188
第6章 淺基礎 190
6.1 引言 190
6.2 概述 190
6.3 基礎形式 190
6.3.1 地表基礎 190
6.3.2 淺層基礎 191
6.4 土體模型的選擇 191
6.5 地表基礎有限元分析 192
6.5.1 簡介 192
6.5.2 柔性基礎 193
6.5.3 剛性基礎 194
6.5.4 豎向荷載作用的例子 194
6.5.5 非均質黏土的不排水承載力 207
6.5.6 黏土上預壓條形基礎不排水承載力 211
6.5.7 強度各向異性對承載力的影響 215
6.6 淺層基礎有限元分析 220
6.6.1 簡介 220
6.6.2 基礎埋深對不排水承載力的影響 220
6.6.3 實例：比薩斜塔 223
6.7 小結 244
第7章 深基礎 246
7.1 引言 246
7.2 概述 246
7.3 單樁 247
7.3.1 簡介 247
7.3.2 垂直加載 248
7.3.3 水平加載 251
7.4 群樁 253
7.4.1 簡介 253
7.4.2 群樁計算 255
7.4.3 疊加法 255
7.4.4 群樁中荷載傳遞 257
7.4.5 群樁設計 260
7.4.6 Magnus海洋平臺 264
7.5 桶形基礎 274
7.5.1 簡介 274
7.5.2 幾何形狀 275
7.5.3 有限元計算 275
7.5.4 桶頂與土體的接觸模擬 276
7.5.5 各向同性研究 277
7.5.6 各向異性研究 280
7.5.7 吸力錨桿 282
7.6 小結 284
第8章 程序基準測試 286
8.1 引言 286
8.2 定義 286
8.3 簡介 287
8.4 計算錯誤原因分析 287
8.5 計算錯誤后果 288
8.6 開發者和用戶 289
8.6.1 開發者 289
8.6.2 用戶 290
8.7 計算結果檢驗方法 291
8.8 程序基準測試 291
8.8.1 概述 291
8.8.2 標準基準測試問題 292
8.8.3 非標準基準測試問題 292
8.9 INTERCLAYII項目 293
8.10 基準測試問題實例——**部分 293
8.10.1 概述 293
8.10.2 實例1：理想三軸試驗分析 294
8.10.3 實例2：厚壁空心圓柱試樣分析 295
8.10.4 實例3：隧道掘進分析 296
8.10.5 實例4：淺層垃圾填埋分析 298
8.10.6 實例5：淺層垃圾填埋簡化計算 301
8.11 程序基準測試范例——第二部分(德國巖土基準測試問題實例) 302
8.11.1 背景介紹 302
8.11.2 實例6：隧道施工 302
8.11.3 實例7：深基坑開挖 303
8.11.4 結論 305
8.12 小結 305
附錄VIII.1 算例1計算規定：理想三軸試驗分析 306
VIII.1.1 幾何形狀 306
VIII.1.2 材料參數和初始應力情況 306
VIII.1.3 加荷情況 306
附錄VIII.2 算例2計算規定：厚壁空心圓柱試樣分析 306
VIII.2.1 幾何形狀 306
VIII.2.2 材料參數 306
VIII.2.3 加荷情況 306
附錄VIII.3 算例3計算規定：隧道漸進挖掘分析 307
VIII.3.1 幾何形狀 307
VIII.3.2 材料參數 307
VIII.3.3 加荷情況 307
附錄VIII.4 算例4計算規定：淺層垃圾填埋分析 307
VIII.4.1 幾何形狀 307
VIII.4.2 材料參數 308
VIII.4.3 加荷情況 308
附錄VIII.5 算例5計算規定：淺層垃圾填埋簡化分析 308
VIII.5.1 幾何形狀 308
VIII.5.2 材料參數 308
VIII.5.3 加荷情況 309
VIII.5.4 附加邊界條件 309
附錄VIII.6 算例6計算規定：隧道施工 309
VIII.6.1 幾何形狀 309
VIII.6.2 材料參數 309
附錄VIII.7 算例7計算規定：深基坑開挖 310
VIII.7.1 幾何形狀 310
VIII.7.2 材料參數 310
VIII.7.3 施工階段 310
第9章 有限元的局限性及不足 311
9.1 引言 311
9.2 概述 311
9.3 離散誤差 312
9.4 零厚度接觸面單元的數值穩定性 314
9.4.1 簡介 314
9.4.2 基本理論 314
9.4.3 病態矩陣 315
9.4.4 應力梯度急劇變化 318
9.5 結構構件的平面應變分析 320
9.5.1 墻體 320
9.5.2 樁 321
9.5.3 錨桿 322
9.5.4 結構構件的固結計算 323
9.5.5 結構連接 324
9.5.6 隧道分段襯砌 324
9.6 不排水情況下莫爾-庫侖模型的運用 325
9.7 屈服面形狀及偏平面中塑性勢函數面的影響 326
9.8 不排水情況下極限狀態模型的運用 328
9.9 填土模擬 329
9.10 解除已知自由度 330
9.11 地下排水情況的模擬 330
9.12 小結 334
參考文獻 336
譯者的話
前言
第1章 巖土參數的確定 1
1.1 引言 1
1.2 概述 1
1.3 室內試驗 1
1.3.1 簡介 1
1.3.2 固結試驗 2
1.3.3 三軸試驗 5
1.3.4 真三軸試驗 9
1.3.5 直剪試驗 10
1.3.6 單剪試驗 12
1.3.7 環剪試驗 13
1.3.8 空心圓柱試驗 13
1.3.9 定向剪切試驗 16
1.3.10 地球物理技術 17
1.3.11 滲透試驗 18
1.4 原位試驗 19
1.4.1 簡介 19
1.4.2 標準貫入試驗 19
1.4.3 圓錐貫入試驗 22
1.4.4 旁壓試驗 24
1.4.5 平板載荷試驗 26
1.4.6 抽水試驗 28
1.5 小結 28
第2章 隧道 30
2.1 引言 30
2.2 概述 30
2.3 隧道施工 31
2.3.1 簡介 31
2.3.2 敞開式盾構 31
2.3.3 隧道掘進機(包括泥水盾構和土壓平衡(EPB)掘進) 32
2.3.4 噴射混凝土襯砌法 32
2.3.5 地基對隧道開挖的響應 33
2.4 隧道施工過程的模擬 34
2.4.1 簡介 34
2.4.2 初始條件的設定 36
2.4.3 重要的邊界條件 36
2.4.4 隧道開挖的模擬 37
2.4.5 隧道襯砌的模擬 39
2.5 時間相關特性的模擬 43
2.5.1 簡介 43
2.5.2 設置初始邊界條件 43
2.5.3 水力邊界條件 45
2.5.4 滲透模型 46
2.5.5 透水與不透水隧道襯砌影響的參數研究 47
2.6 土體模型的選擇 49
2.6.1 簡介 49
2.6.2 參數研究的結果 50
2.6.3 提高地表沉降預測水平的方法 51
2.7 相互作用分析 54
2.7.1 建筑物剛度對隧道開挖引起的地基位移的影響 54
2.7.2 財政部大樓——實例研究 56
2.7.3 雙隧道間的相互作用 59
2.8 小結 61
第3章 擋土結構 63
3.1 引言 63
3.2 概述 63
3.3 擋土墻的形式 64
3.3.1 簡介 64
3.3.2 重力式擋土墻 64
3.3.3 加筋/加錨擋土墻 65
3.3.4 嵌入式擋土墻 65
3.4 一般考慮 65
3.4.1 簡介 65
3.4.2 對稱性 65
3.4.3 有限元模型的幾何形狀 67
3.4.4 支承系統 71
3.4.5 本構模型的選擇 72
3.4.6 初始土層條件 75
3.4.7 施工方法和過程 78
3.5 重力式擋土墻 81
3.5.1 簡介 81
3.5.2 由壓實產生的土壓力 82
3.5.3 有限元分析 82
3.6 加筋土擋土墻 83
3.6.1 簡介 83
3.6.2 有限元分析 87
3.7 嵌入式擋土墻 91
3.7.1 簡介 91
3.7.2 安裝效應 91
3.7.3 墻的模擬 94
3.7.4 支承系統 99
3.7.5 長期性能和工后效應 104
3.7.6 鄰近結構物 105
3.8 小結 108
附錄III.1 應力水平 110
第4章 挖方邊坡 111
4.1 引言 111
4.2 概述 111
4.3 非軟化分析 112
4.3.1 簡介 112
4.3.2 非軟化硬黏土中的挖方邊坡 112
4.3.3 軟黏土中的挖方邊坡 116
4.4 漸進破壞 124
4.5 軟化分析 128
4.5.1 簡介 128
4.5.2 本構模型的選擇 129
4.5.3 收斂的意義 129
4.5.4 倫敦黏土中的挖方邊坡 130
4.6 水下挖方邊坡施工 145
4.7 小結 146
第5章 填方邊坡 148
5.1 引言 148
5.2 概述 148
5.3 堆石壩有限元分析 148
5.3.1 簡介 148
5.3.2 典型應力路徑 149
5.3.3 本構模型的選擇 150
5.3.4 成層分析：層剛度和壓實應力的模擬 153
5.3.5 實例：Roadford大壩分析 155
5.3.6 實例：夯實黏土心墻舊壩分析 160
5.4 土質堤壩的有限元分析 165
5.4.1 簡介 165
5.4.2 填土的模擬 165
5.4.3 實例：倫敦黏土上的路堤 166
5.4.4 實例：Carsington大壩的破壞 168
5.5 軟黏土上路堤的有限元分析 174
5.5.1 簡介 174
5.5.2 典型土體情況 174
5.5.3 本構模型的選擇 175
5.5.4 土體加固模擬 176
5.5.5 實例：硬殼層的影響 177
5.5.6 實例：加固的影響 179
5.5.7 實例：分階段修建 181
5.5.8 實例：各向異性土體特性的影響 184
5.6 小結 188
第6章 淺基礎 190
6.1 引言 190
6.2 概述 190
6.3 基礎形式 190
6.3.1 地表基礎 190
6.3.2 淺層基礎 191
6.4 土體模型的選擇 191
6.5 地表基礎有限元分析 192
6.5.1 簡介 192
6.5.2 柔性基礎 193
6.5.3 剛性基礎 194
6.5.4 豎向荷載作用的例子 194
6.5.5 非均質黏土的不排水承載力 207
6.5.6 黏土上預壓條形基礎不排水承載力 211
6.5.7 強度各向異性對承載力的影響 215
6.6 淺層基礎有限元分析 220
6.6.1 簡介 220
6.6.2 基礎埋深對不排水承載力的影響 220
6.6.3 實例：比薩斜塔 223
6.7 小結 244
第7章 深基礎 246
7.1 引言 246
7.2 概述 246
7.3 單樁 247
7.3.1 簡介 247
7.3.2 垂直加載 248
7.3.3 水平加載 251
7.4 群樁 253
7.4.1 簡介 253
7.4.2 群樁計算 255
7.4.3 疊加法 255
7.4.4 群樁中荷載傳遞 257
7.4.5 群樁設計 260
7.4.6 Magnus海洋平臺 264
7.5 桶形基礎 274
7.5.1 簡介 274
7.5.2 幾何形狀 275
7.5.3 有限元計算 275
7.5.4 桶頂與土體的接觸模擬 276
7.5.5 各向同性研究 277
7.5.6 各向異性研究 280
7.5.7 吸力錨桿 282
7.6 小結 284
第8章 程序基準測試 286
8.1 引言 286
8.2 定義 286
8.3 簡介 287
8.4 計算錯誤原因分析 287
8.5 計算錯誤后果 288
8.6 開發者和用戶 289
8.6.1 開發者 289
8.6.2 用戶 290
8.7 計算結果檢驗方法 291
8.8 程序基準測試 291
8.8.1 概述 291
8.8.2 標準基準測試問題 292
8.8.3 非標準基準測試問題 292
8.9 INTERCLAYII項目 293
8.10 基準測試問題實例——**部分 293
8.10.1 概述 293
8.10.2 實例1：理想三軸試驗分析 294
8.10.3 實例2：厚壁空心圓柱試樣分析 295
8.10.4 實例3：隧道掘進分析 296
8.10.5 實例4：淺層垃圾填埋分析 298
8.10.6 實例5：淺層垃圾填埋簡化計算 301
8.11 程序基準測試范例——第二部分(德國巖土基準測試問題實例) 302
8.11.1 背景介紹 302
8.11.2 實例6：隧道施工 302
8.11.3 實例7：深基坑開挖 303
8.11.4 結論 305
8.12 小結 305
附錄VIII.1 算例1計算規定：理想三軸試驗分析 306
VIII.1.1 幾何形狀 306
VIII.1.2 材料參數和初始應力情況 306
VIII.1.3 加荷情況 306
附錄VIII.2 算例2計算規定：厚壁空心圓柱試樣分析 306
VIII.2.1 幾何形狀 306
VIII.2.2 材料參數 306
VIII.2.3 加荷情況 306
附錄VIII.3 算例3計算規定：隧道漸進挖掘分析 307
VIII.3.1 幾何形狀 307
VIII.3.2 材料參數 307
VIII.3.3 加荷情況 307
附錄VIII.4 算例4計算規定：淺層垃圾填埋分析 307
VIII.4.1 幾何形狀 307
VIII.4.2 材料參數 308
VIII.4.3 加荷情況 308
附錄VIII.5 算例5計算規定：淺層垃圾填埋簡化分析 308
VIII.5.1 幾何形狀 308
VIII.5.2 材料參數 308
VIII.5.3 加荷情況 309
VIII.5.4 附加邊界條件 309
附錄VIII.6 算例6計算規定：隧道施工 309
VIII.6.1 幾何形狀 309
VIII.6.2 材料參數 309
附錄VIII.7 算例7計算規定：深基坑開挖 310
VIII.7.1 幾何形狀 310
VIII.7.2 材料參數 310
VIII.7.3 施工階段 310
第9章 有限元的局限性及不足 311
9.1 引言 311
9.2 概述 311
9.3 離散誤差 312
9.4 零厚度接觸面單元的數值穩定性 314
9.4.1 簡介 314
9.4.2 基本理論 314
9.4.3 病態矩陣 315
9.4.4 應力梯度急劇變化 318
9.5 結構構件的平面應變分析 320
9.5.1 墻體 320
9.5.2 樁 321
9.5.3 錨桿 322
9.5.4 結構構件的固結計算 323
9.5.5 結構連接 324
9.5.6 隧道分段襯砌 324
9.6 不排水情況下莫爾-庫侖模型的運用 325
9.7 屈服面形狀及偏平面中塑性勢函數面的影響 326
9.8 不排水情況下極限狀態模型的運用 328
9.9 填土模擬 329
9.10 解除已知自由度 330
9.11 地下排水情況的模擬 330
9.12 小結 334
參考文獻 336
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