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土石壩抗震計算理論與應用——本構·流固耦合·地震動輸入 版權信息
- ISBN：9787030558138
- 條形碼：9787030558138 ; 978-7-03-055813-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
土石壩抗震計算理論與應用——本構·流固耦合·地震動輸入 內容簡介
本書論述了土石壩抗震計算理論中的若干研究熱點問題。全書共8章，主要內容包括筑壩材料(土石料和混凝土)靜動力本構模型、土石壩動力流固耦合及地震動輸入方法。
土石壩抗震計算理論與應用——本構·流固耦合·地震動輸入 目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與研究意義 1
1.2 本構模型 1
1.2.1 土石料非線性彈性模型 2
1.2.2 土石料彈塑性模型 2
1.2.3 土石料亞塑性模型 3
1.2.4 土石料動力本構模型 4
1.2.5 土石料廣義塑性模型 5
1.2.6 混凝土損傷模型 6
1.3 “庫水-土石壩-孔隙水”宏、細觀流固耦合 8
1.3.1 “土石壩-庫水”宏觀流固耦合 8
1.3.2 “土骨架-孔隙水”細觀流固耦合 10
1.3.3 “庫水-土石壩-孔隙水”宏、細觀動力流固耦合 12
1.4 地震動輸入方法 13
1.4.1 輻射阻尼與人工邊界條件 13
1.4.2 地震動輸入 14
參考文獻 15
第2章 土石料靜動力本構模型 23
2.1 非線性彈性靜力模型——鄧肯雙曲線模型 23
2.1.1 基本模型 23
2.1.2 參數確定及敏感性分析 25
2.1.3 討論與改進 27
2.2 彈塑性靜力模型——沈珠江模型 29
2.2.1 屈服面函數與彈塑性矩陣 29
2.2.2 塑性系數與加卸載準則 33
2.2.3 三軸試驗模擬 35
2.2.4 應用分析 36
2.3 亞塑性靜力模型 40
2.3.1 基本概念 40
2.3.2 Wu-Bauer模型 42
2.3.3 Gudehus-Bauer模型 43
2.3.4 應用分析 46
2.4 動力本構模型 49
2.4.1 Hardin-Drnevich模型 49
2.4.2 地震永久變形模型 51
2.4.3 應用分析 51
2.5 廣義塑性模型 52
2.5.1 廣義塑性理論 52
2.5.2 P-Z廣義塑性模型及改進 54
2.5.3 改進的P-Z廣義塑性模型的力學特性 61
參考文獻 68
第3章 混凝土損傷本構模型 71
3.1 混凝土面板裂縫特點及成因 71
3.2 考慮材料非均勻性的混凝土細觀損傷模型 74
3.2.1 混凝土細觀力學損傷模型 74
3.2.2 細觀損傷模型對面板網格的要求 76
3.2.3 材料非均勻性的實現 77
3.2.4 混凝土試塊開裂試驗模擬 79
3.3 基于損傷理論的高面板壩混凝土面板損傷開裂分析 80
3.3.1 計算模型及計算參數 80
3.3.2 靜力損傷開裂分析 82
3.3.3 動力損傷開裂分析 83
3.4 紫坪鋪面板堆石壩面板地震開裂分析 88
3.4.1 工程概況 88
3.4.2 汶川地震時面板震害 89
3.4.3 有限元模型和計算條件 90
3.4.4 計算成果分析 93
參考文獻 95
第4章 “土石壩-庫水”宏觀動力流固耦合 97
4.1 庫水(流體)運動基本理論 97
4.1.1 庫水(流體)運動控制方程組 97
4.1.2 庫水(流體)的運動學描述方式 97
4.2 基于N-S方程的“壩-水”流固耦合 100
4.2.1 ALE坐標系下的流體動力學方程 100
4.2.2 邊界條件 100
4.2.3 ALE坐標系下控制方程的離散 101
4.2.4 “壩-水”宏觀流固耦合的求解 102
4.3 基于簡化流體方程的“壩-水”流固耦合 104
4.3.1 流體控制方程的簡化 104
4.3.2 庫水邊界條件 105
4.3.3 波動方程的有限元控制方程推導 105
4.3.4 動水壓力的附加質量法 106
4.3.5 “壩-水”宏觀流固耦合求解 108
4.4 算例驗證 109
4.5 混凝土面板壩“壩-水”動力流固耦合分析 111
4.5.1 計算模型與計算參數 111
4.5.2 壩庫自振特性 112
4.5.3 壩面動水壓力 112
4.5.4 壩體絕對加速度反應 115
4.5.5 壩體動位移反應 115
4.5.6 地震峰值加速度的影響 116
參考文獻 117
第5章 “土骨架-孔隙水”細觀動力流固耦合 119
5.1 飽和土體動力微分方程 119
5.1.1 完全動力總控制方程 119
5.1.2 動力控制方程的各種簡化形式 121
5.2 非飽和土體動力微分方程 121
5.3 有限元動力控制方程的推導 122
5.3.1 飽和土體“u-w”格式完全動力有限元方程 122
5.3.2 飽和土體“u-P”格式部分動力有限元方程 124
5.3.3 非飽和土體“u-P”格式部分動力有限元方程 125
5.3.4 飽和土體擬靜力有限元方程 125
5.4 有限元控制方程的時間離散 126
5.4.1 動力平衡方程的數值積分格式 126
5.4.2 “u-P”格式動力平衡方程的時間離散 127
5.4.3 “u-w”格式動力平衡方程的時間離散 128
5.5 算例分析 129
5.5.1 靜力流固耦合驗證 129
5.5.2 動力流固耦合驗證 132
5.5.3 飽和土體完全動力(“u-w”)格式與部分動力(“u-P”)格式耦合比較 134
5.5.4 非飽和土體動力水土耦合分析 145
參考文獻 148
第6章 “庫水-土石壩-地基-孔隙水”宏、細觀動力流固耦合分析 149
6.1 宏、細觀動力流固耦合系統控制方程的建立 149
6.2 宏、細觀動力流固耦合有限元方程的時間域離散 151
6.3 宏、細觀動力流固耦合系統的頻域求解 152
6.4 宏、細觀動力流固耦合方程求解 153
6.4.1 迭代耦合求解法 153
6.4.2 整體耦合求解法 154
6.5 動力流固耦合計算程序(軟件)的開發研制 155
6.6 覆蓋層上高面板堆石壩動力流固耦合分析 157
6.6.1 工程概況 157
6.6.2 有限元模型和計算參數 159
6.6.3 大壩及庫水動力反應 159
6.7 300m級高心墻堆石壩動力流固耦合分析 168
6.7.1 工程概況 168
6.7.2 有限元模型和計算參數 169
6.7.3 壩體地震反應 170
6.7.4 庫水地震反應 173
參考文獻 175
第7章 波動理論及動力人工邊界 176
7.1 波動基本理論 176
7.1.1 波動基本方程 176
7.1.2 地震波 176
7.1.3 波的反射 177
7.2 動力人工邊界 179
7.2.1 地基輻射阻尼 179
7.2.2 黏彈性動力邊界 179
7.2.3 人工邊界的比較 181
7.3 黏彈性邊界的實施 183
7.3.1 編程要點 183
7.3.2 應用分析 185
參考文獻 188
第8章 地震動輸入方法 189
8.1 基于黏彈性邊界的波動輸入 189
8.1.1 地震波輸入方法 189
8.1.2 波動輸入 189
8.2 垂直入射時的地震動輸入 191
8.2.1 輸入荷載 191
8.2.2 算例分析 192
8.3 斜入射時的地震動輸入 195
8.3.1 P波斜入射時的地震動輸入 195
8.3.2 SV波斜入射時的地震動輸入 199
8.3.3 SH波斜入射時的地震動輸入 203
8.3.4 算例分析 205
8.3.5 高面板堆石壩地震斜入射分析 207
8.4 基于設計地震動的斜入射體系構建 211
8.4.1 P波、SV波入射的半空間自由場 211
8.4.2 考慮設計地震動的斜入射波系 213
8.4.3 算例分析 218
8.5 不同波場分解下三維地震動輸入方法 220
8.5.1 三維等效荷載的確定 220
8.5.2 基于全局波場分解的地震波斜入射 221
8.5.3 基于局部波場分解的地震波斜入射 226
8.5.4 算例分析 227
8.6 非一致地震動輸入下高面板壩地震反應分析 234
8.6.1 工程概況 234
8.6.2 計算模型與計算條件 234
8.6.3 大壩地震反應分析 236
參考文獻 239
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