土木工程数值计算(高等学校土木工程专业系列推荐教材)

本书内容分为基础篇和应用篇，基础篇以有限单元法为主，同时，简要介绍了有限差分方法和离散元法；应用篇从建模方法和应用分析两方面，重点介绍了目前广泛使用的土木工程数值计算分析软件，包括有限单元法ABAQUS、有限差分法FLAC2D和FLAC3D、离散单元法UDEC、颗粒元法PFC、结构力学PKPM的基本使用和建模方法，并给出了大量工程应用实例。本书是学习土木工程数值计算方法的启蒙教材，可供土木、矿业、交通和水电等领域的高年级本科生和研究生使用和参考，也可供相关科研人员参考。

绪论 0.1 学习数值计算的必要性 0.2 数值计算方法的分类 0.3 有限单元法基本思想 0.4 有限单元法发展概况 0.5 学习要求和方法 习题与思考题 第1章 弹性力学基本方程及虚位移原理 1.1 概述 1.2 弹性力学基本方程 1.3 两种平面问题 1.4 虚位移原理 习题与思考题 第2章 杆系结构有限单元法 2.1 杆系结构的定义 2.2 平面杆系结构有限单元分析 2.3 局部坐标系的单元刚度方程 2.4 总体坐标系中的单元刚度方程 2.5 总体刚度方程的形成 2.6 总体载荷列阵的形成 2.7 引入边界条件修正总体刚度方程 2.8 总体刚度方程求解 2.9 计算单元内力和应力 2.10 逆运算校核计算结果并求解支座反力 习题与思考题 第3章 平面问题有限单元法 3.1 平面问题的单元划分 3.2 单元位移函数及插值函数 3.3 单元应力矩阵和单元应变矩阵 3.4 单元刚度方程 3.5 单元等效结点载荷列阵 3.6 总体刚度方程的建立 3.7 修正和求解总体刚度方程 3.8 计算单元应变和应力 习题与思考题 第4章 等参单元 4.1 概述 4.2 等参单元形函数 4.3 坐标变换 4.4 平面四边形等参单元计算 4.5 平面三角形等参单元计算 习题与思考题 第5章 非线性问题有限单元分析 5.1 概述 5.2 非线性问题的基本分析方法 5.3 弹塑性问题的解法 5.4 几何非线性问题求解 5.5 双重非线性问题 习题与思考题 第6章 有限差分法 6.1 概述 6.2 有限差分法理论基础 6.3 平面问题有限差分计算原理 6.4 三维问题有限差分计算原理 习题与思考题 第7章 离散元法 7.1 概述 7.2 离散元法理论基础 7.3 离散元法计算理论 习题与思考题 第8章 ABAQUS建模方法与应用实例 8.1 概述 8.2 功能特色 8.3 建模方法 8.4 钢柱特征值屈曲分析 8.5 隧道开挖 习题与思考题 第9章 FLAC3D建模方法与应用实例 9.1 概述 9.2 程序简介 9.3 基本原理 9.4 建模方法 9.5 解颙技巧 9.6 桩-土相互作用数值计算分析 9.7 地铁车站明挖法施工稳定性分析 9.8 双隧道盾构法施工安全评价分析 习题与思考题 第10章 UDEC建模方法与应用实例 10.1 概述 10.2 程序简介 10.3 基本原理 10.4 建模方法 10.5 受优势结构面控制的边坡变形效应分析 10.6 隧道涌水模拟分析 10.7 放顶煤法煤层开采推进过程对上覆岩层影响分析 习题与思考题 第11章 PFC建模方法与应用实例 11.1 概述 11.2 程序简介 11.3 基本原理 11.4 建模方法 11.5 岩土类试样双轴试验数值模拟分析 11.6 土体压裂注浆流-固耦合数值试验分析 11.7 半明半暗隧道开挖与支护过程分析 习题与思考题 第12章 PKPM建模方法与应用实例 12.1 概述 12.2 程序简介 12.3 建模方法 12.4 七层住宅结构建模荷载输入 12.5 海口某商住楼结构设计 12.6 某砌体结构旅馆的加固设计 习题与思考题 参考文献