重力壩穩(wěn)定性和承載能力分析

內(nèi)容概要

《重力壩穩(wěn)定性和承載能力分析》主要內(nèi)容為水利水電工程建設(shè)中有關(guān)重力壩穩(wěn)定性和承載能力分析的研究成果。在介紹壩基抗滑穩(wěn)定極限分析理論的同時，考慮到巖體材料在小變形條件下呈現(xiàn)應(yīng)變軟化等強(qiáng)度喪失的現(xiàn)象，這種強(qiáng)度喪失可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞，因而進(jìn)一步用力學(xué)意義上穩(wěn)定性的概念和方法研究分析重力壩的穩(wěn)定性和承載能力。內(nèi)容包括重力壩的設(shè)計和計算分析方法、線性彈性有限元法計算分析、壩基深層抗滑穩(wěn)定的極限分析方法、工程材料的本構(gòu)方程、彈性結(jié)構(gòu)的平衡穩(wěn)定性、巖石和混凝土工程平衡穩(wěn)定性問題簡例、重力壩穩(wěn)定性和承載能力的有限元法分析研究等。
《重力壩穩(wěn)定性和承載能力分析》可供水利水電工程技術(shù)人員參考，也可供高等學(xué)校有關(guān)專業(yè)師生參考。本書由馮樹榮，孫恭堯，殷有泉編著。

書籍目錄

前言
1重力壩的設(shè)計和計算分析方法
1.1重力壩設(shè)計計算的特點(diǎn)和進(jìn)展
1.2重力壩的荷載及其組合
1.3重力壩的壩體斷面設(shè)計
1.4材料力學(xué)法計算分析重力壩應(yīng)力
1.5剛體極限平衡法分析重力壩的抗滑穩(wěn)定
2線性彈性有限元法計算分析
2.1有限元法概述
2.2重力壩有限元應(yīng)力分析模型的建立
2.3壩基變形對于重力壩應(yīng)力分布的影響
2.4混凝土重力壩有限元分析的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)
3.壩基深層抗滑穩(wěn)定的極限分析方法
3.1極限分析的原理
3.2平面應(yīng)變問題的剛塑性分析
3.3薩爾瑪法在壩基深層抗滑穩(wěn)定分析中的應(yīng)用
4工程材料的本構(gòu)方程
4.1變形體模型和強(qiáng)度準(zhǔn)則
4.2彈性材料和非線性彈性材料的本構(gòu)方程
4.3彈塑性材料的本構(gòu)方程
5彈性結(jié)構(gòu)的平衡穩(wěn)定性
5.1概述
5.2用靜力法確定臨界荷載
5.3用能量法確定臨界荷載
5.4變截面壓桿的穩(wěn)定
5.5大頭壩支墩的縱向彎曲穩(wěn)定分析
6巖石和混凝土工程平衡穩(wěn)定性問題簡例
6.1裂隙巖體受壓構(gòu)件的剪切破壞分析
6.2受均布內(nèi)壓的厚壁圓筒
6.3自由端受力矩作用的混凝土懸臂梁
6.4地震不穩(wěn)定性簡單模型
6.5討論和小結(jié)
7重力壩穩(wěn)定性和承載能力的有限元法分析研究
7.1概述
7.2非線性彈性問題有限元分析
7.3巖土工程材料的穩(wěn)定性
7.4巖體和混凝土工程問題的平衡穩(wěn)定性及其有限元分析方法
7.5重力壩抗滑穩(wěn)定性和承載能力問題的分析
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：重力壩的承載特性與金屬結(jié)構(gòu)有顯著的差別。巖土介質(zhì)具有應(yīng)變軟化性質(zhì)，通常與理想塑性模型相差較遠(yuǎn)。金屬材料不具備軟化性質(zhì)，理想塑性模型在傳統(tǒng)的塑性理論中應(yīng)用很廣。變形模型和強(qiáng)度準(zhǔn)則對巖土結(jié)構(gòu)承載能力分析計算結(jié)果影響很大。在重力壩非線性應(yīng)力分析中，采用強(qiáng)度參數(shù)折減的有限元法，使用理想塑性模型主要是因為計算簡單，并且直接套用現(xiàn)行的安全系數(shù)。研究應(yīng)變軟化以及不同的強(qiáng)度準(zhǔn)則對巖土結(jié)構(gòu)承載的影響，揭示巖土結(jié)構(gòu)的承載特性，對于重力壩的設(shè)計和分析計算都是十分必要的。在重力壩壩基深層抗滑穩(wěn)定分析中，采用有限元法進(jìn)行計算分析論證時，由于不同的研究者選用的變形模型和強(qiáng)度準(zhǔn)則不相同，各種方法的計算結(jié)果相差較大，又未考慮不同計算方法應(yīng)該采用不完全相同的安全系數(shù)，因此難以作為設(shè)計規(guī)范采用的判據(jù)。在重力壩非線性應(yīng)力和承載能力分析中，采用非線性彈性和彈塑性理論，根據(jù)材料性能的試驗結(jié)果，分析研究應(yīng)變軟化以及不同的強(qiáng)度準(zhǔn)則，對重力壩承載能力的影響具有重要的意義。巖土工程由正常運(yùn)行到失效和破壞的全過程中，變形從緩慢進(jìn)行（準(zhǔn)靜態(tài)）到急劇發(fā)展，是一個從漸變到突變（突然破壞）的過程。工程的失效和破壞具有突發(fā)性和雪崩性態(tài)。迄今為止，這些巖土工程穩(wěn)定性問題都沒有按力學(xué)上的穩(wěn)定性概念和方法處理，通常采用的方法是強(qiáng)度分析的方法，而不是穩(wěn)定性分析的方法。巖土工程中眾多穩(wěn)定性問題，如滑坡、地震、井壁塌落等，都發(fā)生在三維固體結(jié)構(gòu)中，它們屬于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)范圍。由于巖土材料在小變形條件下呈現(xiàn)應(yīng)變軟化等強(qiáng)度喪失的現(xiàn)象，這種強(qiáng)度喪失可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。平衡方程可以在變形前列出，這實際上是一種材料非線性問題。巖土工程或巖土力學(xué)中的這些穩(wěn)定性問題的精致的力學(xué)研究起步較晚，目前開展得還很不夠，但它們的前景十分廣闊。塑性材料本構(gòu)方程的應(yīng)變空間表述是20世紀(jì)最后20年中塑性力學(xué)的一項重要成果。應(yīng)變空間表述的本構(gòu)方程不僅適用于峰值強(qiáng)度前材料的穩(wěn)定變形階段，也適用于峰值強(qiáng)度后材料的不穩(wěn)定變形階段。它使采用塑性力學(xué)方法研究巖土力學(xué)問題成為可能，為巖土力學(xué)穩(wěn)定性問題的分析提供了理論基礎(chǔ)。再加上在彈性薄壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的一些成熟的方法（例如算法等）可以借鑒，因而完全有條件用力學(xué)上穩(wěn)定性概念和方法分析巖土力學(xué)中的穩(wěn)定性問題。在龍灘碾壓混凝土重力壩承載能力研究中，同時采用強(qiáng)度分析方法和穩(wěn)定性分析方法給出失穩(wěn)前臨界狀態(tài)的判別準(zhǔn)則。采用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論得到的安全系數(shù)小于用傳統(tǒng)的強(qiáng)度方法得到的安全系數(shù)，這說明穩(wěn)定性分析方法具有重要的實用價值。在本書中將巖土工程不穩(wěn)定性的力學(xué)理論和方法加以總結(jié)和系統(tǒng)化，希望能起到一個拋磚引玉的作用，使穩(wěn)定性理論和方法引起水利水電工程和巖石力學(xué)界廣大工程技術(shù)人員和專家學(xué)者的關(guān)注。

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