第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 本书的主要内容 3
参考文献 5
第2章 筑坝堆石料剪胀特性和本构模型 6
2.1 筑坝堆石料的剪胀特性 6
2.1.1 单调荷载下筑坝堆石料的剪胀特性 7
2.1.2 循环荷载下筑坝堆石料的剪胀特性 18
2.1.3 小结 29
2.2 堆石料弹塑性本构模型 30
2.2.1 考虑颗粒破碎的状态相关堆石料广义塑性模型 30
2.2.2 碾压颗粒破碎引起的级配变化对堆石坝计算变形的影响 41
参考文献 50
第3章 三维广义塑性接触面本构模型及其应用 55
3.1 三维广义塑性接触面模型 55
3.1.1 模型框架 56
3.1.2 接触面闭合和张开模拟 59
3.2 接触面模型对面板与垫层接触面变形及面板应力的影响 60
3.2.1 面板与垫层接触面模型应用现状 60
3.2.2 大坝有限元模型 60
3.2.3 材料本构模型及其参数 61
3.2.4 施工和蓄水分析 65
3.2.5 地震反应分析 68
3.2.6 小结 75
参考文献 76
第4章 考虑库水及涌浪的流固耦合精细分析方法 79
4.1 大坝-库水动力相互作用进展 79
4.2 基于有限体积法的流固耦合方法及精度验证 80
4.2.1 流固弱耦合分析方法 80
4.2.2 流体域离散——有限体积方法 82
4.2.3 算例验证 87
4.3 基于比例边界有限元法的流固耦合方法及精度验证 89
4.3.1 比例边界有限元方法简介 89
4.3.2 流体域离散——SBFEM 96
4.3.3 算例验证 102
4.3.4 三维面板堆石坝算例 105
4.4 考虑库水及涌浪的流固耦合精细分析方法 114
4.4.1 实现思路 114
4.4.2 高面板堆石坝地震涌浪分析 115
4.4.3 地震动峰值加速度和反应谱对涌浪高度的影响 118
4.5 结论 120
参考文献 120
第5章 混凝土面板破坏发展过程和加固措施分析方法 122
5.1 普通混凝土塑性损伤模型实现 123
5.1.1 有效应力和损伤变量 123
5.1.2 混凝土弹塑性损伤本构积分的Return-Mapping算法 127
5.1.3 模型和程序数值验证 131
5.1.4 Koyna大坝地震损伤分析 134
5.2 普通混凝土共轴旋转裂缝模型集成 135
5.2.1 共轴旋转应力应变概念 136
5.2.2 等效裂缝宽度计算 137
5.2.3 材料应力应变关系 138
5.2.4 模型和程序数值验证 142
5.3 发展钢纤维混凝土塑性损伤模型 143
5.3.1 模型改进 144
5.3.2 模型和程序数值验证 145
5.4 普通钢筋混凝土面板的动力开裂分析 146
5.4.1 有限元模型 146
5.4.2 材料参数 146
5.4.3 地震动输入 147
5.4.4 钢筋混凝土面板动力响应分析 147
5.5 面板损伤细观不均匀性分析 150
5.5.1 混凝土细观单元模型 151
5.5.2 考虑面板不均性动力损伤分析 155
5.6 结论 160
参考文献 160
第6章 高土石坝-河谷-地基动力相互作用分析 163
6.1 非一致地震波动输入方法 163
6.1.1 黏弹性人工边界及黏弹性人工边界单元 164
6.1.2 等效节点荷载 165
6.1.3 算例验证 168
6.2 地震动输入方法对土石坝动力反应的影响分析 175
6.2.1 地震动输入方法对黏土心墙坝动力反应的影响 175
6.2.2 地震动输入方法对三维面板堆石坝动力反应的影响 182
6.2.3 地震波动类型及入射方向对面板堆石坝动力反应的影响 188
6.3 工程应用 199
6.3.1 工程概况 199
6.3.2 有限元模型及材料参数 200
6.3.3 地震加速度时程 201
6.3.4 计算结果分析 201
参考文献 203
第7章 高土石坝三维地震灾变模拟平台集成 205
7.1 传统土石坝计算软件的框架 205
7.2 高土石坝地震灾变模拟软件集成 207
7.2.1 高性能计算技术 207
7.2.2 高土石坝地震灾变模拟软件框架 209
参考文献 216
第8章 紫坪铺面板堆石坝静、动力弹塑性有限元分析 217
8.1 紫坪铺大坝工程概况 217
8.2 紫坪铺面板坝有限元计算模型和堆石料参数反演分析 219
8.2.1 大坝有限元网格 219
8.2.2 材料本构模型 220
8.2.3 填筑和蓄水过程 221
8.2.4 汶川地震过程 222
8.3 紫坪铺面板堆石坝填筑分析 224
8.4 汶川地震下紫坪铺面板堆石坝动力分析 225
8.4.1 加速度 225
8.4.2 大坝变形 227
8.4.3 面板与垫层间脱空 229
8.5 结论 235
参考文献 235
第9章 高面板坝面板地震安全控制方法 237
9.1 钢纤维混凝土面板堆石坝的抗震性能 237
9.1.1 有限元模型 238
9.1.2 材料参数 238
9.1.3 地震动输入 239
9.1.4 数值分析结果 239
9.1.5 地震动强度的影响 244
9.2 UHTCC-钢筋混凝土复合面板抗震性能分析 245
9.3 结论 248
参考文献 248