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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