脆塑性岩石类材料破坏后区力学特性研究

岩石是一种复杂材料，峰值后区特性一直是岩石 力学界十分关注的问题。本书在前人工作的基础上， 对岩石的应力应变全过程曲线分类进行了有益的探讨 ；应用塑性位势理论，详细推导了对应于不同屈服准 则的应力脆性跌落过程塑性流动因子的确定方法，并 且给出了非理想脆塑性模型应力脆性跌落过程中产生 的非零位移增量的一种简便的近似处理方法；分别对 大理岩、红砂岩和花岗岩等几种脆性比较明显的岩石 进行了应力脆性跌落系数的试验研究。给出了大理岩 和红砂岩的应力脆性跌落系数与围压的关系表达式； 应用研制的三维弹一脆一塑性有限元与无界元耦合分 析软件对小湾水电站地下硐室群的围岩稳定性进行了 不同屈服条件下的分析，验证了研究成果的有效性和 实用性。 本书可作为土木、水电、桥梁、隧道、岩土力学 与工程等工科专业高年级本科生和研究生的教学参考 书，亦可供有关科研与工程设计人员参考。

1 绪论 1.1 岩石的全过程曲线与岩石的分类 1.2 岩石的本构模型 1.3 脆塑性岩体的研究现状 1.4 面向对象有限元法的研究现状 1.5 无界单元法的研究现状 1.6 主要内容 参考文献 2 岩石的全过程曲线 2.1 岩石的全过程曲线 2.2 关于传统岩石分类的讨论 2.2.1 关于Ⅱ型全过程曲线的实验条件及存在问题的讨论 2.2.2 Ⅱ型全过程曲线违背Ⅱ’yushin公设 2.3 新一代电液伺服自适应控制岩石力学试验机及新的试验结果 2.4 脆塑性体数值模拟模型 2.5 本章小结 参考文献 3 脆塑性岩体分析原理 3.1 经典塑性理论对软化材料软化速率的限制 3.2 应变空间中表述的弹塑性理论 3.3 利用塑性位势理论来确定应力跌落 3.4 应力脆塑性跌落过程中的位移增量的工程近似处理 3.5 算例 3.6 本章小结 参考文献 4 脆塑性岩石应力脆性跌落系数的试验研究 4.1 试验目的 4.2 试验设备及试样 4.2.1 试验设备 4.2.2 试样 4.3 试验步骤 4.3.1 单轴试验步骤 4.3.2 三轴试验步骤 4.4 应力脆性跌落系数的试验确定 4.4.1 大理岩的应力脆性跌落系数的三轴试验确定 4.4.2 红砂岩的应力脆性跌落系数的三轴试验确定 4.4.3 花岗岩的应力脆性跌落系数的单轴试验确定 4.4.4 小结 4.5 本章算例 4.6 本章小结 参考文献 5 岩土工程常用屈服条件的对比研究 5.1 概述 5.2 岩土材料的屈服条件 5.2.1 莫尔(Mohr)条件的基本思想 5.2.2 莫尔一库仑(Mohr-Coulomb)条件 5.2.3 德鲁克一普拉格(Drucker-Prager)条件 5.2.4 广义米赛斯条件 5.3 用广义Mises屈服条件去逼近莫尔一库仑屈服条件的研究 5.3.1 理想弹塑性厚壁球壳受内外压问题 5.3.2 脆塑性厚壁球壳受内外压问题 5.4 本章小结 参考文献 6 无界单元法 6.1 概述 6.2 衰减无界元 6.2.1 衰减无界元的基本原理 6.2.2 几种常用的衰减无界元模型 6.3 映射无界元 6.3.1 映射无界元的基本原理 6.3.2 几种常用的映射无界元模型 6.4 6节点三维无界单元 6.4.1 6节点映射无界元 6.4.2 6节点三维衰减无界元 6.5 算例 6.6 无界元在地应力场分析中的应用 6.6.1 岩体初始地应力场的有限元分析 6.6.2 无界元应用于地应力场分析 参考文献 7 脆塑性有限元分析程序设计及其应用 7.1 使用面向对象的方法来编写程序的必要性 7.1.1 数据结构与算法 7.1.2 程序设计语言和传统程序设计方法的局限陛 7.2 面向对象方法的起源与发展 7.2.1 面向对象方法的起源 7.2.2 面向对象编程语言的发展 7.3 面向对象的程序设计方法的基本思想 7.3.1 面向对象认识方法学 7.3.2 面向对象的方法的编程思想 7.4 面向对象方法的基本概念 7.4.1 对象(Object) 7.4.2 消息与方法 7.4.3 数据抽象(Data Abstraction) 7.4.4 类与对象 7.5 面向对象程序设计方法的主要特征 7.5.1 封装性 7.5.2 继承性 7.5.3 多态性与动态聚束 7.5.4 面向对象方法与结构化方法在概念上的区别 7.6 面向对象程序设计的基本过程 7.6.1 面向对象软件方法的基本原则 7.6.2 面向对象的软件开发模 7.6.3 面向对象的程序设计的基本过程 7.7 面向对象有限元程序设计 7.7.1 面向对象有限元分析 7.7.2 面向对象有限元设计 7.7.3 面向对象有限元实现 参考文献 8 工程实例 8.1 工程概况 8.2 主要工程地质概况与岩体力学参数 8.3 小湾水电站地下硐室有限元分析 8.3.1 计算模型 8.3.2 计算结果 8.4 本章小结 参考文献 9 结论与展望 9.1 主要结论及认识 9.2 展望 附录 附录1 大理岩常规三轴压缩试验应力应变曲线 附录2 红砂岩常规三轴压缩试验应力应变曲线 附录3 花岗岩单轴压缩试验应力应变曲线