岩土材料流变及其工程应用PDF电子书下载

第一篇 工程材料流变问题的解析方法和室内试验 3

第1章 绪论——国内外文献综述与评价 3

1.1 概述——材料流变的定义和研究工作的重要性 3

1.2 流变理论概要 4

1.3 微分型流变本构方程及其力学模型 7

1.4 积分型流变本构方程及其力学模型 8

1.5 关于工程流变问题的解析方法 10

1.6 岩土材料的非线性流变问题 11

2.1 岩土材料流变本构方程 15

第2章 流变模型理论与岩土材料流变特性 15

2.2 线性粘弹塑性模型理论 17

2.3 非线性流变特性分析 26

2.4 岩土材料非线性蠕变变形的组成 37

第3章 岩土材料流变的室内试验研究——仪器设备与试验方法 43

3.1 概述 43

3.2 土的室内流变宏观力学试验 43

3.3 岩石的室内流变宏观力学试验 61

3.4 岩土流变的细微观力学试验 68

第4章 软土流变特性室内试验及其本构模型 75

4.1 上海地区软土的分层和分布 75

第二篇 软土流变的室内试验与有关问题研究 75

4.2 试验所用土样的物理力学指标 76

4.3 土样的蠕变与应力松弛试验 77

4.4 淤泥质粘土的流变特性试验 83

4.5 褐黄色粉质粘土的流变特性试验 95

4.6 暗绿色粉质粘土的流变特性试验 100

4.7 三种典型软粘土的流变试验成果分析 106

4.8 上海地区软粘土的长期强度 107

4.9 上海地区软粘土流变的经验模型 113

4.10 上海地区软粘土的非线性流变本构模型 119

4.11 饱和砂性土的流变特性试验 140

4.12 三向应力状态下饱和砂性土的流变力学模型及其参数拟合 146

4.13 饱和砂性土流变参数拟合结果分析 156

第5章 软粘土流变的细微观机理研究 159

5.1 粘土的细微观结构 159

5.2 粘土蠕变的细微观机理 165

5.3 粘土流变微观机理的宏观表现 169

第6章 软粘土流变研究中几个问题的探讨 172

6.1 饱和软粘土流变高阶柔量解析 172

6.2 关于粘滞系数η的再认识 176

6.4 软粘土固结与蠕变的统一性 181

6.3 归-化的软粘土粘弹塑性流变本构模型 181

6.5 流变试验的时间尺度效应和变形尺度效应 184

6.6 关于软粘土的非线性流变特性 187

6.7 几个问题的小结与分析 198

第三篇 土体流变问题的有限元法解析 209

第7章 两维问题与非线性流变解析 209

7.1 工程流变问题有限元法解析的思路与步骤 209

7.2 SUN系列机和PAFEC-FE有限元法解析的通用软件包简介 211

7.3 土体两维非线性流变问题有限元法解析的增量-迭代方法 212

8.1 三维非线性流变问题的基本表达式 219

第8章 三维非线性流变问题解析 219

8.2 适用于数值计算的屈服准则-四种屈服准则的［Ht］矩阵计算 222

8.3 土体开挖非线性流变有限元法的实施 227

8.4 14点数值求积法的应用 232

8.5 三维问题接触面的模拟 232

8.6 三维非线性流变分析软件系统-TDNRAS的总体方案研制 235

第四篇 土体工程中流变问题的应用实戏 245

第9章 两维流变问题工程实例计算 245

9.1 某高层住宅大楼箱基沉降分析 245

9.2 某地下车库水泥搅拌桩基坑围护工程变形与稳定分析 256

9.3 某地铁车站地下连续墙基坑分部开挖围护-支撑系统计算分析 261

10.1 某深大基坑开挖-支护三维问题的计算分析 275

10.2 计算假定与计算对象 275

第10章 三维土工流变问题的应用实践 275

10.3 支撑预应力与开挖施工过程的力学模拟 278

10.4 考虑时空效应的计算分析 291

10.5 基坑开挖遇延误施工情况导致土体附加过量位移的计算 298

10.6 分步开挖坑内外土层塑性区的发展规律 300

10.7 井点降水土体固结沉降问题 304

10.8 与按二维平面问题作线性流变计算结果的对比 304

11.1 基本假设 306

第11章 某矿石堆场地基稳定、沉降与加固的三维非线性流变分析 306

11.2 计算对象描述 307

11.3 计算方案 308

11.4 三维流变分析与分层总和法及与陆培炎法计算结果对比 308

11.5 场区整体稳定性的时间效应分析 310

第五篇 饱和淤泥质粘土非线性流变理论的进一步分析 317

第12章 关于上海淤泥质粘土非线性蠕变的应力-应变-时间关系模型 317

12.1 Singh-Mitchell三参数应力-应变-时间函数 317

12.2 对Singh-Mitchell模型的修正-Mesri模型 327

12.3 上海地区淤泥质粘土的蠕变试验及结果 336

12.5 上海地区淤泥质粘土的Mesri模型 342

12.4 上海地区淤泥质粘土的Singh-Mitchell模型 342

第13章 关于粘土应力-应变-时间特性的准三维本构模型 345

13.1 理论基础 345

13.2 模型的验证 357

第14章 粘性土的一维非线性粘弹塑性模型 360

14.1 等效时间粘弹塑性模型 360

14.2 模型的应用 364

14.3 上海地区淤泥质粘土二次固结系数ψ的时间非线性特性 365

14.4 考虑二次固结系数ψ时间非线性的-维固结-蠕变混合问题 366

第15章 软粘土蠕变与应力松弛的耦合效应 373

15.1 粘土的蠕变-应力松弛耦合试验 375

15.2 试验结果 376

15.3 耦合试验的力学模型 378

15.4 耦合问题关于应力-应变-时间关系函数的微分本构方程 379

15.5 耦合问题微分本构方程的数值解 380

第六篇 岩体流变特性和分析方法 387

第16章 岩体流变的基本性质 387

16.1 概述 387

16.2 岩石流变的力学特性 388

16.3 软岩变形发展的时间历程 391

16.4 节理发育岩体的剪切蠕变 392

16.5 耦合流变力学行为及研究进展 395

16.6 岩体蠕变损伤、断裂问题 400

第17章 岩体流变的室内试验 406

17.1 泥岩、砂岩蠕变室内试验 406

17.2 岩体软弱夹层直剪蠕变试验 409

17.3 单轴压缩条件下四种岩石的蠕变与松弛试验 411

17.4 复合膨胀渗水岩体的耦合蠕变试验 416

17.5 岩石蠕变断裂与时效损伤试验 425

17.6 岩石蠕变损伤特性的细观试验 429

17.7 脆弹粘性岩体长期力学性质试验 436

第18章 岩体流变分析的粘弹塑性理论与方法 459

18.1 弹-粘弹-粘塑性模型-西原模型 459

18.2 洞室围岩-支护系统粘弹塑性有限元法解析 461

18.3 层状节理岩体蠕变特性的粘-弹塑性分析 476

18.4 含软弱断层、破碎带岩体蠕变的弹-粘塑性分析 481

18.5 洞室围岩-支护系统相互作用机理的时间效应与优化设计 484

18.6 渗水膨胀粘弹塑性围岩压力隧洞的耦合蠕变 503

18.7 考虑时间效应的围岩特性曲线 524

18.8 隧洞掘进面时空效应分析的边界单元法 531

18.9 岩体粘滞系数随加载应力和时间的变化规律 545

18.10 岩体蠕变时效损伤、断裂分析 550

18.11 岩质材料非线性流变属性及其力学模型 562

第七篇 岩体流变本构模型辨识与参数估计 573

第19章 系统辨识的基本原理 573

19.1 概述 573

19.2 系统辨识中的若干概念 574

19.3 系统辨识的基本过程 577

19.4 系统辨识的一般方法 580

19.5 岩体本构模型辨识的方法与特点 581

第20章 复杂应力状态下岩体弹-粘弹性本构模型辨识 584

20.1 弹-粘弹性模型理论概述 584

20.2 弹-粘弹性模型辨识的研究现状 586

20.3 弹-粘弹性模型辨识的方法 587

20.4 弹-粘弹性模型辨识程序 594

20.5 算例分析 595

第21章 复杂应力状态下岩体弹-粘塑性本构模型辨识 599

21.1 弹-粘塑性模型理论概述 599

21.2 弹-粘塑性模型辨识原理 602

21.3 弹-粘塑性模型辨识的求解步骤 610

21.4 辨识程序的结构与功能 614

21.5 算例分析 620

22.1 工程监测概述 623

第22章 本构模型辨识的应用研究 623

22.3 辩识的计算过程 626

22.2 模型类别与初步判断 626

22.4 计算结果与分析 629

第八篇 岩体流变问题的工程应用 637

第23章 某水电站地下厂房洞室中的应用实践 637

23.1 大断面地下厂房洞室围岩、支护系统粘弹塑性分析的工程应用 637

23.2 考虑层状节理岩体流变效应粘弹塑性分析的工程应用 646

23.3 软弱断层流变对洞室围岩粘弹塑性分析的工程应用 651

23.4 复合膨胀渗水围岩有压隧洞耦合蠕变效应分析的工程应用 655

24.1 弹-粘塑性边界元法在洞室掘进面时空效应分析中的应用 664

第24章 考虑掘进面时空效应弹-粘塑性边界元法在极软岩洞室工程中的应用实践 664

24.2 考虑时空效应的反演分析及其工程应用实例 666

第25章 某工程船闸高边坡岩体三维粘弹塑性有限元法的应用实践 678

25.1 三维粘弹塑性计算原理及其有限元法与分析软件(V3)简介 678

25.2 船闸高边坡岩体的地形与工程地质条件 687

25.3 闸址处数值分析中需着重研究考虑的三维问题 692

25.4 船闸高边坡岩体三维粘弹塑性有限元法分析计算 694

25.5 计算结论与建议 710

主要参考文献 712

致谢 716