数理科学与化学 类型
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384千字 字数
2016-12-01 发行日期
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主编推荐语

岩土工程数值分析: ABAQUS 6.14应用与提高

内容简介

本书系统介绍了应用ABAQUS 6.14进行岩土工程数值分析的步骤和需考虑的关键问题。基础篇主要介绍软件的功能、岩土工程中常用本构关系、接触面理论和用户子程序构成等基本知识。应用篇介绍浅基础的地基承载力、挡土结构的土压力、饱和土的渗流固结、非饱和土的渗流、桩基工作性状、岩土开挖和堆载问题和边坡稳定分析等问题的求解。提高篇介绍用户自定义材料和单元的二次开发、岩土动力问题和离散元分析。

目录

  • 封面
  • 目录
  • 扉页
  • 版权
  • 内容提要
  • 前言
  • 基础篇
  • 第1章 ABAQUS快速入门
  • 1.1 ABAQUS介绍
  • 1.1.1 ABAQUS概述
  • 1.1.2 ABAQUS软件体系
  • 1.2 ABAQUS通用约定
  • 1.3 ABAQUS/CAE基础
  • 1.3.1 ABAQUS/CAE的启动方式
  • 1.3.2 ABAQUS/CAE主界面构成
  • 1.3.3 ABAQUS/CAE中鼠标的使用
  • 1.3.4 ABAQUS的常用文件格式
  • 1.4 ABAQUS/CAE中的功能模块
  • 1.4.1 Part（部件）模块
  • 1.4.2 Property（性质）模块
  • 1.4.3 Assembly（装配）模块
  • 1.4.4 Step（分析步）模块
  • 1.4.5 Interaction（相互作用）模块
  • 1.4.6 Load（荷载）模块
  • 1.4.7 Mesh（网格）模块
  • 1.4.8 Job（任务）模块
  • 1.4.9 Visualization（可视化）模块
  • 1.4.10 Sketch（草图）模块
  • 1.5 算例
  • 1.5.1 矩形荷载作用下地基中的附加应力分布
  • 1.5.2 三维大坝建模及分析
  • 1.6 本章小结
  • 第2章 ABAQUS中的岩土材料模型
  • 2.1 弹性模型
  • 2.1.1 线弹性模型
  • 2.1.2 多孔介质弹性模型
  • 2.1.3 线黏弹性模型
  • 2.2 塑性模型
  • 2.2.1 Mohr-Coulomb模型
  • 2.2.2 扩展的Drucker-Prager模型
  • 2.2.3 修正Drucker-Prager帽盖模型
  • 2.2.4 临界状态塑性模型（Critical state plasticity model）
  • 2.3 算例
  • 2.3.1 Mohr-Coulomb材料的三轴固结排水试验模拟
  • 2.3.2 修正剑桥模型材料的三轴固结排水试验模拟
  • 2.3.3 黏弹性材料的循环剪切试验
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 ABAQUS中的接触理论
  • 3.1 ABAQUS/Standard中的接触对
  • 3.1.1 基本特性
  • 3.1.2 接触对算法
  • 3.1.3 定义接触对
  • 3.2 接触面相互作用力学模型
  • 3.2.1 法向行为模型
  • 3.2.2 切向行为模型
  • 3.2.3 阻尼模型
  • 3.2.4 黏结模型（Surface-based cohesive behavior）
  • 3.2.5 接触面的结果输出变量
  • 3.3 ABAQUS/Standard中的通用接触（General Contact）
  • 3.3.1 基本特性
  • 3.3.2 定义方法
  • 3.4 接触面模拟中可能遇到的问题
  • 3.4.1 接触计算的诊断信息
  • 3.4.2 接触面的初始相对位置
  • 3.4.3 正确定义表面
  • 3.4.4 避免迭代次数过多
  • 3.4.5 避免过约束（Overconstraints）
  • 3.5 算例
  • 3.5.1 库伦摩擦算例
  • 3.5.2 黏结模型算例
  • 3.5.3 不排水黏土中圆形桩的水平承载力
  • 3.5.4 考虑黏聚力的库伦摩擦
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 ABAQUS中的用户子程序
  • 4.1 用户子程序简介
  • 4.1.1 用户子程序类别
  • 4.1.2 用户子程序编写规则
  • 4.1.3 ABAQUS/CAE中用户子程序调用方式
  • 4.2 用户自定义位移子程序DISP
  • 4.2.1 子程序功能
  • 4.2.2 子程序格式和变量说明
  • 4.2.3 应用实例
  • 4.3 用户自定义分布荷载子程序DLOAD
  • 4.3.1 子程序功能
  • 4.3.2 子程序格式和变量说明
  • 4.3.3 应用实例
  • 4.4 用户自定义接触面摩擦模型子程序FRIC
  • 4.4.1 子程序功能
  • 4.4.2 FRIC子程序格式和变量说明
  • 4.4.3 应用实例
  • 4.5 用户自定义初始应力子程序SIGINI
  • 4.5.1 子程序功能
  • 4.5.2 SIGINI子程序格式和变量说明
  • 4.6 用户自定义初始孔隙比VOIDRI
  • 4.6.1 子程序功能
  • 4.6.2 VOIDRI子程序格式和变量说明
  • 4.7 常用应用程序
  • 4.7.1 SINV计算应力不变量
  • 4.7.2 SPRINC计算主应力/主应变
  • 4.7.3 SPRIND计算主应力/主应变及方向
  • 4.8 本章小结
  • 应用篇
  • 第5章 浅基础的地基承载力
  • 5.1 地基破坏模式及极限承载力
  • 5.1.1 地基破坏模式
  • 5.1.2 承载力理论
  • 5.2 算例
  • 5.2.1 条形基础承载力
  • 5.2.2 方形基础极限承载力
  • 5.2.3 倾斜荷载作用下的条形基础
  • 5.2.4 边坡上的条形基础
  • 5.3 本章小结
  • 第6章 挡土结构的土压力
  • 6.1 土压力理论
  • 6.1.1 静止土压力
  • 6.1.2 主动土压力
  • 6.1.3 被动土压力
  • 6.2 算例
  • 6.2.1 重力式挡土墙
  • 6.2.2 加筋土挡墙
  • 6.3 本章小结
  • 第7章 饱和土的渗流固结
  • 7.1 流固耦合分析步简介
  • 7.1.1 适用范围
  • 7.1.2 相关土力学概念
  • 7.1.3 流体渗透/应力耦合分析步的使用方式
  • 7.1.4 计算注意事项
  • 7.1.5 固结计算中的输出变量
  • 7.2 算例
  • 7.2.1 太沙基（Terzaghi）一维固结
  • 7.2.2 蓄水问题
  • 7.2.3 修正剑桥模型的固结不排水三轴试验
  • 7.2.4 一维剑桥黏土地基固结分析
  • 7.2.5 土体固结问题中的曼德尔效应
  • 7.3 本章小结
  • 第8章 非饱和土渗流问题
  • 8.1 渗流分析中的边界条件
  • 8.1.1 典型边界条件
  • 8.1.2 ABAQUS/Standard中渗流边界条件的模拟功能
  • 8.2 非饱和渗流问题中的材料模型
  • 8.2.1 饱和度对渗透性能的影响
  • 8.2.2 饱和度与基质吸力之间的关系
  • 8.3 算例
  • 8.3.1 悬挂式防渗墙防渗效果分析
  • 8.3.2 二维均质土坝的稳定渗流分析
  • 8.3.3 边坡降雨入渗分析
  • 8.4 本章小结
  • 第9章 桩基工作性状分析
  • 9.1 桩基承载力理论
  • 9.1.1 α方法
  • 9.1.2 β方法
  • 9.2 桩的加荷速度
  • 9.3 算例
  • 9.3.1 不排水黏土地基中竖向受荷桩——不设置接触面
  • 9.3.2 不排水黏土地基中竖向受荷桩——设置接触面
  • 9.3.3 干砂地基中的竖向受荷桩——不设置接触面
  • 9.3.4 干砂地基中的竖向受荷桩——设置接触面
  • 9.3.5 不排水强度非均匀分布条件下的竖向受荷桩
  • 9.3.6 剑桥黏土地基中的竖向受荷桩
  • 9.3.7 水平受荷桩
  • 9.3.8 钢筋混凝土桩的模拟
  • 9.4 本章小结
  • 第10章 岩土开挖和堆载问题
  • 10.1 ABAQUS中的单元生死功能
  • 10.1.1 单元的移除
  • 10.1.2 单元的激活
  • 10.1.3 接触对的移除和激活
  • 10.1.4 单元生死操作中的注意事项
  • 10.2 开挖算例
  • 10.2.1 隧道开挖分析（软化模量法）
  • 10.2.2 隧道开挖分析（收敛约束法）
  • 10.2.3 悬臂式基坑开挖模拟
  • 10.2.4 内撑式基坑开挖模拟
  • 10.2.5 堆载预压模拟
  • 10.3 本章小结
  • 第11章 边坡稳定性分析
  • 11.1 强度折减法的基本原理
  • 11.2 强度折减法在ABAQUS中的实现
  • 11.3 算例
  • 11.3.1 二维均质土坡稳定性分析
  • 11.3.2 含软弱下卧层的边坡稳定分析
  • 11.3.3 抗滑桩加固土坡稳定性分析
  • 11.3.4 三维心墙堆石坝边坡稳定性分析
  • 11.4 本章小结
  • 提高篇
  • 第12章 用户自定义材料
  • 12.1 ABAQUS中的非线性问题求解方法
  • 12.1.1 Newton（牛顿）迭代方法
  • 12.1.2 非线性问题的收敛控制标准
  • 12.2 UMAT子程序简介
  • 12.2.1 子程序功能
  • 12.2.2 子程序格式和变量说明
  • 12.2.3 CAE中自定义材料的设置方法
  • 12.3 邓肯模型的二次开发
  • 12.3.1 基本理论
  • 12.3.2 邓肯模型UMAT子程序编写
  • 12.4 邓肯模型算例
  • 12.4.1 三轴压缩试验
  • 12.4.2 土石坝施工过程模拟
  • 12.5 等效线性黏弹性模型的二次开发
  • 12.5.1 基本理论
  • 12.5.2 等效线性黏弹性模型UMAT子程序编写
  • 12.6 黏弹性模型算例
  • 12.7 边界面模型的二次开发
  • 12.7.1 基本理论
  • 12.7.2 应力积分算法的选择
  • 12.7.3 边界面模型UMAT子程序编写
  • 12.8 边界面模型算例
  • 12.8.1 等向压缩试验
  • 12.8.2 三轴排水压缩算例
  • 12.8.3 不排水动三轴模拟
  • 12.9 本章小结
  • 第13章 用户自定义单元
  • 13.1 UEL子程序简介
  • 13.1.1 子程序功能
  • 13.1.2 UEL工作原理
  • 13.1.3 子程序格式和变量说明
  • 13.2 UELMAT子程序简介
  • 13.2.1 子程序功能
  • 13.2.2 适用范围
  • 13.2.3 子程序格式和变量说明
  • 13.2.4 配套使用子程序MATERIAL_LIB_MECH
  • 13.3 自定义单元的使用方法
  • 13.4 平面三节点线弹性梁单元UEL子程序
  • 13.4.1 单元基本理论
  • 13.4.2 程序代码及说明
  • 13.5 平面四节点无厚度接触面单元的UEL子程序
  • 13.5.1 单元基本理论
  • 13.5.2 程序代码及说明
  • 13.5.3 程序验证
  • 13.6 平面应变四节点单元的UELMAT子程序
  • 13.7 本章小结
  • 第14章 岩土动力分析
  • 14.1 ABAQUS中的动力求解方法
  • 14.1.1 模态分析方法
  • 14.1.2 直接积分法
  • 14.1.3 动力分析中的阻尼
  • 14.2 ABAQUS/Standard中的隐式积分算法
  • 14.2.1 隐式积分方法的特点
  • 14.2.2 隐式积分算法中的时间步长控制
  • 14.2.3 使用隐式积分算法求解动力问题
  • 14.3 ABAQUS/Explicit中的显式积分算法
  • 14.3.1 显式积分方法的特点
  • 14.3.2 显式方法适用的问题类型
  • 14.3.3 显式算法的条件稳定性
  • 14.3.4 显式积分算法中的时间步长控制
  • 14.3.5 使用显式积分算法求解动力问题
  • 14.4 隐式与显式求解方法的比较
  • 14.4.1 一般比较
  • 14.4.2 节点自由度增加对计算资源耗费的影响
  • 14.5 算例分析
  • 14.5.1 水平地基的自振频率与振型
  • 14.5.2 二维理想土坝的自振频率和振型
  • 14.5.3 线性水平地基地震反应的振型叠加法分析
  • 14.5.4 线性水平地基地震反应的隐式分析
  • 14.5.5 线性水平地基地震反应的显式分析
  • 14.5.6 水平地基地震反应的等效线性分析——隐式法
  • 14.5.7 水平地基地震反应的等效线性分析——显式法
  • 14.5.8 地基中波的传播特性
  • 14.5.9 动力分析中无限边界条件的模拟
  • 14.6 本章小结
  • 第15章 ABAQUS中的离散元
  • 15.1 基本介绍
  • 15.2 分析设置
  • 15.3 算例
  • 15.3.1 颗粒坍塌模拟
  • 15.3.2 直剪试验模拟
  • 15.4 本章小结
  • 参考文献
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人民邮电出版社

人民邮电出版社是工业和信息化部主管的大型专业出版社，成立于1953年10月1日。人民邮电出版社坚持“立足信息产业、面向现代社会、传播科学知识、服务科教兴国”，致力于通信、计算机、电子技术、教材、少儿、经管、摄影、集邮、旅游、心理学等领域的专业图书出版。