基于状态相关剪胀理论的堆石料强度与变形特性

本书针对堆石料的状态相关剪胀特性进行了试验、理论和数值计算研究，提出将砂土的状态相关剪胀理论引入堆石料的应力变形分析当中，从而解决实际工程当中，对堆石料构成的土工结构物进行数值分析时缺乏有效的模拟手段，不能用一个统一的方式描述堆石料工程从施工到运营、再到地震荷载的施加的问题。本书的研究成果为堆石料工程的合理设计，为改善有抗震缺陷的堆石料土工结构物的抗震性能，提出合理有效的加固方案提供技术依据。

毕庆涛，男，河南罗山人，岩土工程专业博士。主要从事岩土力学特性试验研究、岩土工程数值分析研究。主持或主要负责的科研项目10余项，公开发表论文20余篇，并多次参加靠前学术交流和全国性学术交流。参编教材2部。指导研究生3名。

前言
章绪论
1.1引言
1.2堆石料变形特性试验研究
1.3堆石料静动力本构模型
1.3.1堆石料静力本构模型
1.3.2堆石料的动力本构模型
1.4状态相关剪胀理论
1.4.1剪胀理论的发展历程
1.4.2经典应力剪胀理论及其适用性
1.4.3状态相关剪胀理论
1.5土石坝有限元分析常用程序
1.6问题的提出及本书的主要研究内容
1.6.1目前研究中存在的问题
1.6.2本书主要工作
第2章堆石料强度和变形特性试验研究
2.1引言
2.2试验概况
2.2.1试验土样描述
2.2.2试验设备
2.2.3仪器设备的检定和校准
2.2.4试样制备
2.2.5试样饱和
2.2.6固结排水剪切试验过程
2.3试验初始条件
2.4试验结果分析
2.4.1堆石料的固结特性
2.4.2堆石料变形特性
2.4.3堆石料的临界状态
2.5本章小结
第3章堆石料强度和变形特性数值模拟
3.1引言
3.2土的状态相关剪胀理论与本构模型
3.2.1土的状态的描述
3.2.2剪胀理论
3.2.3塑性模量
3.2.4基于状态相关剪胀理论的无黏性土本构理论
3.2.5剪切模量的取值
3.2.6计算参数
3.3数值模拟
3.3.1模拟方法
3.3.2模拟结果
3.4与其他模型对比分析
3.4.1邓肯-张模型与南水模型模拟方法
3.4.2邓肯-张模型与南水模型模拟结果
3.4.3不同模型模拟结果对比
3.5本章小结
第4章SUMDES2D有限元程序的开发应用
4.1引言
4.2SUMDES2D有限元程序简介
4.2.1程序结构
4.2.2基本假定及符号约定
4.2.3场方程
4.2.4边界条件
4.2.5时间和空间的离散
4.2.6有限单元及高斯积分
4.2.7数值更新
4.2.8基于状态相关剪胀理论的临界状态模型
4.3SUMDES2D前处理
4.4邓肯一张模型与南水模型的二次开发应用
4.5SUMDES2D有限元模拟
4.5.1三轴试验的模拟
4.5.2网格数量对计算精度的影响
4.5.3与其他有限元计算结果的比较
4.6均质坝算例
4.6.1计算模型与参数选取
4.6.2计算结果与分析
4.7本章小结
第5章考虑剪胀的堆石坝静动力有限元模拟
5.1引言
5.2工程实例
5.3二维有限元数值模拟
5.3.1二维有限元网格和边界条件
5.3.2有限元计算模拟方案
5.3.3材料本构模型及计算参数
5.4静力二维有限元计算分析
5.4.1竣工期坝体沉降及水平位移
5.4.2蓄水期坝体沉降及水平位移
5.4.3坝体及覆盖层大小主应力分布
5.4.4计算结果分析
5.5动荷载作用下堆石坝二维有限元计算分析
5.5.1坝顶动力反应
5.5.2单元稳定性分析
5.5.3地震永久变形分析
5.5.4局部土的应力应变响应
5.6本章小结
第6章结论与展望
6.1结论
6.2展望
参考文献