非連續(xù)變形分析方法程序與工程應(yīng)用

前言

非連續(xù)變形分析方法（DDA）是在極限平衡、有限元法以及離散元法基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新數(shù)值分析方法，雖然分析離散結(jié)構(gòu)，但因其以總勢(shì)能最小化建立平衡方程，是與有限元平行的一種方法，同時(shí)計(jì)算結(jié)果能達(dá)到極限平衡。非連續(xù)變形分析方法（DDA）的特點(diǎn)是完全的運(yùn)動(dòng)學(xué)及其數(shù)值可靠性，嚴(yán)格的平衡要求，正確的能量守恒和高計(jì)算效率，是巖土力學(xué)數(shù)值模擬的新手段，適用于靜力與動(dòng)力的非連續(xù)與大變形計(jì)算。更為重要的是，DDA可以被解析解、物理模型試驗(yàn)和大型工程所驗(yàn)證。作者30年前曾有幸跟隨石根華學(xué)習(xí)有限元程序編程，受先生諄諄教誨，獲益良多。談到計(jì)算方法的發(fā)展，石根華預(yù)言將來(lái)的計(jì)算方法可以模擬山體坍塌的過(guò)程，精確計(jì)算每塊石頭坍落的路線和最終位置，更可以模擬汽車的碰撞等。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的不懈努力，石根華終于開(kāi)發(fā)出非連續(xù)變形分析方法DDA程序，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年的預(yù)言。2000年石根華回國(guó)，獲贈(zèng)一套原代碼程序，如獲至寶，潛心研究，對(duì)照裴覺(jué)民翻譯的《數(shù)值流形方法與非連續(xù)變形分析》，反復(fù)閱讀程序，仍不得其門(mén)而入。

內(nèi)容概要

本書(shū)較全面地介紹了非連續(xù)變形分析方法（DDA）的基本原理、程序使用方法、程序二次開(kāi)發(fā)以及在工程中的應(yīng)用。非連續(xù)變形分析方法(DDA)是平行于有限元的一種新的數(shù)值分析方法，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。全書(shū)分三部分共13章，第一部分介紹非連續(xù)變形分析理論，程序使用方法與說(shuō)明；第二部分介紹非連續(xù)變形分析程序的二次開(kāi)發(fā)，包括前后處理功能、三維數(shù)值模型自動(dòng)生成方法、邊坡失穩(wěn)模式判斷方法；第三部分介紹非連續(xù)變形分析方法在工程中應(yīng)用，分別是傾倒邊坡、平面滑動(dòng)邊坡工程穩(wěn)定分析、重力壩深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算。    本書(shū)可作為學(xué)習(xí)非連續(xù)變形分析方法的入門(mén)書(shū)，也可供水利水電、公路、鐵路等行業(yè)從事巖土工程研究的科技人員、高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章 緒論  1.1 綜述  1.2 DDA方法發(fā)展與丁程應(yīng)用  1.3 本書(shū)內(nèi)容安排第2章 塊體位移和變形  2.1 分步大變形  2.2 塊體變形子矩陣  2.3 聯(lián)立方程式  2.4 單一塊體應(yīng)力、應(yīng)變及荷載分析  2.5 彈性子矩陣  2.6 初始應(yīng)力子矩陣  2.7 點(diǎn)荷載子矩陣  2.8 體積力荷載子矩陣  2.9 慣性力子矩陣第3章 塊體接觸理論  3.1 兩塊體間距離  3.2 接觸和相互嵌入  3.3 嵌入準(zhǔn)則  3.4 法向彈簧子矩陣  3.5 切向彈簧子矩陣  3.6 摩擦力子矩陣  3.7 塊體接觸狀態(tài)與彈簧設(shè)置第4章 DDA程序使用說(shuō)明  4.1 概述  4.2 前處理程序Dc數(shù)據(jù)格式  4.3 DDA計(jì)算程序DF輸入數(shù)據(jù)格式  4.4 后處理程序DG數(shù)據(jù)格式  4.5 例題1  4.6 例題2  4.7 例題3  4.8 錨固例題第5章 DDA程序二次開(kāi)發(fā)及功能  5.1 程序功能介紹  5.2 前處理程序  5.3 DDA計(jì)算  5.4 DDA后處理功能  5.5 建立DDA數(shù)值模型  5.6 小結(jié)第6章 邊坡失穩(wěn)模式判斷方法  6.1 赤平投影基本概念  6.2 YCW方法  6.3 塊體理論  6.4 兩種邊坡失穩(wěn)模式判斷方法比較  6.5 小結(jié)第7章 復(fù)雜地質(zhì)條件下三維DDA數(shù)值模型自動(dòng)生成方法  7.1 三維數(shù)值模型生成技術(shù)  7.2 拓?fù)錂z查  7.3 三維數(shù)值模型生成方法  7.4 工程應(yīng)用實(shí)例?  7.5 小結(jié)第8章 傾倒破壞離心模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬分析  8.1 試驗(yàn)研究的設(shè)備和方法  8.2 石膏模型離心型試驗(yàn)  8.3 巖塊彎曲復(fù)合式傾倒離心機(jī)試驗(yàn)  8.4 小結(jié)第9章 傾倒邊坡經(jīng)典例題驗(yàn)證與制動(dòng)機(jī)制探討  9.1 經(jīng)典例題驗(yàn)證  9.2 傾倒變形的制動(dòng)機(jī)制探討  9.3 DDA計(jì)算對(duì)抗剪強(qiáng)度參數(shù)的靈敏度分析  9.4 小結(jié)第10章 克孜爾水庫(kù)右壩肩邊坡傾倒變形反分析與加固措施研究  10.1 克孜爾水庫(kù)工程概況  10.2 右岸工程地質(zhì)條件  10.3 右壩肩邊坡變形特征  10.4 右壩肩邊坡變形反分析  10.5 邊坡加固效果分析  10.6 邊坡最不利情況校核  10.7 結(jié)論與建議第11章 向家壩重力壩深層抗滑穩(wěn)定分析  11.1 重力壩深層抗滑穩(wěn)定分析方法概述  11.2 簡(jiǎn)單算例  11.3 工程計(jì)算條件  11.4 工程分析計(jì)算  11.5 DDA超載分析  11.6 重力壩深層抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的討論  11.7 小結(jié)第12章 龍開(kāi)口右岸變形體穩(wěn)定分析與失穩(wěn)形態(tài)數(shù)值模擬  12.1 工程概況  12.2 數(shù)值計(jì)算模型  12.3 計(jì)算條件  12.4 非連續(xù)變形分析計(jì)算結(jié)果  12.5 邊坡失穩(wěn)狀態(tài)的數(shù)值模擬  12.6 小結(jié)第13章 非連續(xù)變形方法在巖質(zhì)邊坡分析中的經(jīng)典應(yīng)用  13.1 非連續(xù)變形方法(DDA)的基本原理  13.2 邊坡傾倒破壞算例之一：層理面傾角為40  13.3 邊坡傾倒破壞算例之二：層理面傾角為50  13.4 傾倒邊坡破壞算例之三：層理面傾角為60  13.5 傾倒邊坡破壞算例之四：層面傾角為70  13.6 傾倒邊坡錨固計(jì)算  13.7 塊體松弛計(jì)算  13.8 錨同效應(yīng)的地震動(dòng)力分析  13.9 重力壩壩基穩(wěn)定分析  13.10 拱壩壩基穩(wěn)定分析  13.11 支墩壩壩基穩(wěn)定性分析  13.12 地下廠房的巖體塌滑與錨索加同  13.13 地下洞室的巖體塌落與錨索加固附錄A DDA數(shù)據(jù)輸入程序注釋附錄B 自動(dòng)讀取AuToCAD圖形數(shù)據(jù)程序參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：在水利水電工程中，所研究的對(duì)象如巖質(zhì)邊坡、地下硐室、重力壩深層抗滑穩(wěn)定、拱壩壩肩穩(wěn)定甚至壩體裂縫都是非連續(xù)介質(zhì)，而傳統(tǒng)的數(shù)值分析方法如有限元法、邊界元法、有限差分法都是采用連續(xù)體變形模型，所研究的介質(zhì)服從應(yīng)力平衡和位移協(xié)調(diào)，在應(yīng)變的力學(xué)模型采用連續(xù)變形算法。巖體是一種典型的非連續(xù)介質(zhì)，發(fā)育于巖體中各種不同地質(zhì)成因的斷層、層面、破碎帶和成千上萬(wàn)條節(jié)理裂隙相互切割，形成了具有非連續(xù)特征的巖體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形態(tài)決定了巖體宏觀變形、強(qiáng)度特征，因而決定了巖體的整體穩(wěn)定性。巖體具有復(fù)合特征，是各向異性材料。巖塊一般具有很高的彈性模量、泊松比和抗剪特性，而將巖體切割成巖塊的結(jié)構(gòu)面的物理參數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于巖塊。結(jié)構(gòu)面分布形式和物理參數(shù)則決定了材料各異性的方向性，同時(shí)也是確定巖體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的決定性因素。分析巖體的穩(wěn)定性可以有兩個(gè)傳統(tǒng)途徑，第一個(gè)是模擬巖體的加載的全過(guò)程，通過(guò)嚴(yán)格的應(yīng)力、應(yīng)變求解邊坡的極限荷載，采用連續(xù)體變形模型，所研究的介質(zhì)服從應(yīng)力平衡和位移協(xié)調(diào)，在應(yīng)變的力學(xué)模型采用連續(xù)變形算法，如有限元法、邊界元法、有限差分法等；另一個(gè)途徑忽略加載的過(guò)程，直接分析邊坡在破壞那一刻的極限荷載，即剛體極限平衡法。

編輯推薦

《非連續(xù)變形分析方法程序與工程應(yīng)用》是由中國(guó)水利水電出版社出版的。

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