岩體流變理論及其數值模擬

黏彈性岩梁變形分析 岩體黏彈塑性損傷有限元分析方程 黏彈性反分析的基本方程

書名:岩體流變理論及其數值模擬
作者： 王芝銀 李雲鵬
叢書名： 岩石力學與工程研究著作叢書
出版社：科學出版社
ISBN：9787030205551
出版日期：2008 年1月
開本：16開
頁碼：264
版次：1-1
所屬分類： 自然科學 > 地球科學 > 地質學
編輯推薦
本書是“岩石力學與工程研究著作叢書”之一，該書以作者在岩體流變理論、相關實驗、數值模擬、反演分析及其工程套用等方面的研究工作為基礎，分8個章節，對岩石流變理論與解析方法、黏彈性岩體結構變形解析與穩定理論、岩體流變有限元模擬理論及方法、岩體流變位移的反演理論、岩體流-固耦合流變模型及其數值模擬等方面作了全面詳細的介紹。該書可供從事相關工作的人員作為參考用書使用。
內容簡介
本書基於岩體流變基本理論，以作者在岩體流變理論、相關實驗、數值模擬、反演分析及其工程套用等方面的研究工作為基礎，對不同應力狀態下岩石黏彈塑性變形全過程的表述方式、對應的本構關係，建立了包括加速流變過程的岩石三維黏彈塑性分析方程；對岩體岩梁與岩板結構，探討了黏彈性變形解析、分岔失穩與屈曲穩定理論；對岩體流變有限元模擬方法進行了系統研究，包括岩體黏彈塑性分析、流變反演理論、流變損傷、斷裂、大變形、流-固耦合與流-固-熱耦合流變分析和數值模擬等；同時，介紹了相關理論和模擬方法的工程套用，涉及隧道工程、地下油氣儲庫工程等。
本書適用於力學、水利、交通、石油、採礦、岩土工程及相關領域科研人員使用，也可作為高等院校相關專業研究生和本科生的教學參考書。
目錄
第1章 緒論
1.1 岩體流變實驗與理論研究
1.2 岩體流變數值模擬及工程套用研究
1.3 含缺陷岩體流變力學研究
1.4 岩體流變參數反演研究
1.5 本書的主要內容
第2章 岩石流變理論與解析方法
2.1 岩石流變模型
2.1.1 基本模型及流變特性
2.1.2 模型選取原則
2.1.3 模型參數辨識
2.2 三維本構關係與解析方法
2.2.1 流變微分型本構關係的一維通式
2.2.2 三維本構關係
2.2.3 象空間中的黏彈性參數變換式
2.2.4 黏彈性問題的解析求解方法
2.2.5 黏彈性問題求解示例
2.3 現場流變荷載實驗解析
2.3.1 黏彈性一般解
2.3.2 不同流變模型下的變形分析
. 2.3.3 黏彈性參數與模型識別實例
2.4 三軸蠕變實驗與解析解
2.4.1 三軸蠕變實驗
2.4.2 三軸蠕變實驗解析與參數識別
2.4.3 花崗岩三軸蠕變實驗結果分析
2.5 岩石蠕變變形全過程
2.5.1 岩石蠕變變形全過程分析
2.5.2 岩石蠕變全過程本構方程
2.5.3 岩石蠕變全過程本構方程的套用
第3章 黏彈性岩體結構變形解析與穩定理論
3.1 黏彈性岩板彎曲理論
3.1.1 單邊自由固支岩板的黏彈性解析
3.1.2 複雜邊界岩板的黏彈性分析
3.2 黏彈性岩板穩定性分析
3.2.1 岩層黏彈性分析的薄板力學模型
3.2.2 線黏彈性岩板的穩定平衡方程
3.2.3 岩板的臨界載荷
3.3 黏彈性岩梁變形分析
3.3.1 黏彈性地基仁岩梁的力學模型
3.3.2 黏彈性地基上岩梁力學行為分析實例
3.4 黏彈性岩梁屈曲穩定分析
3.4.1 直立順層邊坡蠕變屈曲的微分方程
3.4.2 直立順層邊坡壓屈的時間相關性分析
3.4.3 直立邊坡屈曲載荷與極限坡高分析
3.5 層狀岩體的變形與分叉
3.5.1 岩層平衡路徑分支與分叉點
3.5.2 岩梁在分叉點的穩定性及後屈曲性態
3.5.3 岩層失穩災變判據及實例
3.5.4 考慮不同拉壓特性的邊坡岩層屈曲變形
3.5.5 層狀邊坡疊梁結構屈曲性態分析
3.6 黏彈性岩板動力分析
3.6.1 黏彈性薄板振動微分方程
3.6.2 不同黏彈性模型岩板振動分析比較
第4章 岩體流變有限元模擬理論及方法
4.1 黏彈塑性有限元基本方程
1.1.1 有限單元法基本方程
1.1.2 黏彈塑性有限單元法基本方程
4.2 岩體黏彈塑性損傷有限元分析
4.2.1 岩體黏彈塑性損傷本構模型與損傷演化方程
4.2.2 岩體黏彈塑性損傷有限元分析方程
1.2.3 有限元分析程式設計
1.2.4 黏彈塑性損傷分析實例
4.3 黏彈塑性問題大變形分析
1.3.1 岩體黏彈塑性大變形仿真模擬
4.3.2 黏彈塑性損傷大變形有限元分析及其實施過程
4.4 岩石斷裂過程的有限元模擬
1.4.1 基本方程
1.4.2 岩石斷裂過程有限元模擬的套用
4.5 岩體流變加速變形與穩定性
1.5.1 岩體流變加速變形系統穩定性問題
1.5.2 單元慣性力矩陣的積分
1.5.3 流變加速變形分析實例
第5章 岩體流變位移的反演理論
5.1 反演理論概述
5.2 反演分析的基本理論
5.2.1 初始地應力與等效節點力
5.2.2 線彈性位移反演方程
5.3 黏彈性反分析的基本方程
5.3.1 黏彈性問題的簡化
5.3.2 黏彈性本構關係
5.3.3 黏彈性有限元位移反分析的基本方程
5.4 隧道圍岩流變參數反演方程
5.4.1 消除部分位移丟失的修正方程
5.4.2 考慮空間效應的修正方程
5.5 隧道圍岩黏彈性參數的反演方法
5.5.1 參數回歸反演法
5.5.2 參數最佳化反演法
5.6 直接反分析法
5.6.1 最佳化反分析法
5.6.2 實驗設計反分析法
5.7 量測支護位移反分析
5.7.1 量測支護位移的線彈性增量反分析
5.7.2 支護條件下黏彈性位移反分析
5.7.3 支架荷載反分析
第6章 岩體流-固耦合流變模型及其數值模擬
6.1 概述
6.2 流-固耦合流變分析的平衡方程
6.2.1 平衡方程的基本格式
6.2.2 平衡方程的空間離散
6.2.3 平衡方程的時間離散
6.3 連續性方程
6.3.1 連續性方程的基本格式
6.3.2 連續性方程的空間離散
6.3.3 連續性方程的時間離散
6.4 總體控制方程及套用
6.4.1 總體控制方程
6.4.2 流-固耦合流變損傷分析總體方程
6.4.3 流-固耦合流變分析示例
第7章 岩體流-固-熱耦合流變模型及其數值模擬
7.1 概述
7.2 流-固-熱耦合分析平衡方程
7.2.1 本構方程
7.2.2 平衡方程的空間離散
7.2.3 平衡方程的時間離散
7.3 連續性方程
7.3.1 連續性方程的基本格式
7.3.2 連續性方程的空間離散
7.3.3 連續性方程的時間離散
7.4 能量守恆方程
7.4.1 物體導熱的傅立葉定律
7.4.2 岩體能量守恆方程
7.4.3 能量方程的有限元格式
7.5 總體控制方程及有限元實施分析
7.5.1 流-固-熱耦合流變分析總體方程
7.5.2 流-固-熱耦合流變損傷分析總體方程
7.5.3 理論模型在儲存lng岩洞工程中的套用
第8章 岩體流變數值模擬工程套用
8.1 施工建造過程的模擬
8.1.1 開挖模擬方法
8.1.2 噴射混凝土和襯砌支護模擬
8.1.3 錨桿支護的模擬
8.1.4 增加荷載的模擬
8.2 岩體結構特徵及非線性問題的模擬
8.3 岩體流變有限元分析步驟
8.4 隧道圍岩流變有限元分析
8.4.1 計算模型與計算參數
8.4.2 計算結果分析
8.5 地下儲油岩洞流變有限元分析
8.5.1 計算分析模型及參數
8.5.2 流變數值模擬結果分析
主要參考文獻
附錄 主要參數說明