第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 堆石料变形特性试验研究 2
1.3 堆石料静动力本构模型 4
1.3.1 堆石料静力本构模型 5
1.3.2 堆石料的动力本构模型 10
1.4 状态相关剪胀理论 12
1.4.1 剪胀理论的发展历程 13
1.4.2 经典应力剪胀理论及其适用性 14
1.4.3 状态相关剪胀理论 14
1.5 土石坝有限元分析常用程序 16
1.6 问题的提出及本书的主要研究内容 18
1.6.1 目前研究中存在的问题 18
1.6.2 本书主要工作 19
第2章 堆石料强度和变形特性试验研究 21
2.1 引言 21
2.2 试验概况 21
2.2.1 试验土样描述 21
2.2.2 试验设备 22
2.2.3 仪器设备的检定和校准 22
2.2.4 试样制备 23
2.2.5 试样饱和 24
2.2.6 固结排水剪切试验过程 24
2.3 试验初始条件 24
2.4 试验结果分析 25
2.4.1 堆石料的固结特性 25
2.4.2 堆石料变形特性 27
2.4.3 堆石料的临界状态 28
2.5 本章小结 32
第3章 堆石料强度和变形特性数值模拟 33
3.1 引言 33
3.2 土的状态相关剪胀理论与本构模型 34
3.2.1 土的状态的描述 34
3.2.2 剪胀理论 36
3.2.3 塑性模量 38
3.2.4 基于状态相关剪胀理论的无黏性土本构理论 39
3.2.5 剪切模量的取值 40
3.2.6 计算参数 41
3.3 数值模拟 41
3.3.1 模拟方法 41
3.3.2 模拟结果 42
3.4 与其他模型对比分析 45
3.4.1 邓肯-张模型与南水模型模拟方法 45
3.4.2 邓肯-张模型与南水模型模拟结果 46
3.4.3 不同模型模拟结果对比 50
3.5 本章小结 52
第4章 SUMDES2D有限元程序的开发应用 53
4.1 引言 53
4.2 SUMDES2D有限元程序简介[151，152] 54
4.2.1 程序结构 54
4.2.2 基本假定及符号约定 54
4.2.3 场方程 55
4.2.4 边界条件 55
4.2.5 时间和空间的离散 56
4.2.6 有限单元及高斯积分 56
4.2.7 数值更新 56
4.2.8 基于状态相关剪胀理论的临界状态模型 57
4.3 SUMDES2D前处理 57
4.4 邓肯-张模型与南水模型的二次开发应用 58
4.5 SUMDES2D有限元模拟 58
4.5.1 三轴试验的模拟 59
4.5.2 网格数量对计算精度的影响 64
4.5.3 与其他有限元计算结果的比较 64
4.6 均质坝算例 65
4.6.1 计算模型与参数选取 66
4.6.2 计算结果与分析 66
4.7 本章小结 70
第5章 考虑剪胀的堆石坝静动力有限元模拟 71
5.1 引言 71
5.2 工程实例 71
5.3 二维有限元数值模拟 73
5.3.1 二维有限元网格和边界条件 73
5.3.2 有限元计算模拟方案 74
5.3.3 材料本构模型及计算参数 74
5.4 静力二维有限元计算分析 76
5.4.1 竣工期坝体沉降及水平位移 76
5.4.2 蓄水期坝体沉降及水平位移 77
5.4.3 坝体及覆盖层大小主应力分布 77
5.4.4 计算结果分析 78
5.5 动荷载作用下堆石坝二维有限元计算分析 79
5.5.1 坝顶动力反应 81
5.5.2 单元稳定性分析 83
5.5.3 地震永久变形分析 83
5.5.4 局部土的应力应变响应 86
5.6 本章小结 89
第6章 结论与展望 91
6.1 结论 91
6.2 展望 92
参考文献 94