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内容提要
本书是作者近10多年来研究工作成果的总结,全书在较为系统、
全面阐述边界元理论的同时,着重叙述边界元技术在岩土工程中的实
际应用。全书共13章,主要内容有绪论、弹性力学基本方程与基本解
函数、间接边界元法、直接边界元法、边界元-有限元耦合法、非均匀介
质中的边界元法、粘弹性及非线性问题的边界元法、动力问题边界元
法、边界元数值处理中的若干问题及边界元法在岩土工程中的若干应
用,包括软弱结构面对洞室围岩应力状态影响分析、隧洞掘进面的时空
效应分析、地层状态参数与地应力场参数的反演和场地反应及土-结构
动力相互作用分析。为便于读者应用,书末给出了一个平面问题反演
分析边界元程序。
本书可作为工科院校土建、水利、采矿、地质、石油类有关专业本科
生、研究生的教学参考书,也可供相关专业工程技术人员、教研人员及
施工技术人员参考。
目 录
第一章 绪论
1.1概述
1.2边界元法的发展
1.3边界元法与有限元法的比较
1.4本书的内容
参考文献
第二章 弹性力学基本方程与基本解函数
2.1概述
2.2笛卡尔张量记号
2.3弹性力学基本方程
2.4弹性力学中的基本解
2.4.1基本解的概念
2.4.2开尔文(Kelvin)基本解
2.4.3明德林(Mindlin)基本解
参考文献
第三章 间接边界元法
3.1概述
3.2虚拟力法
3.2.1解题过程
3.2.2虚拟力的边界单元分布模式
3.2.3平面应变外部问题的解法
3.2.4平面应变内部问题的解法
3.2.5洞室开挖问题的应力分析
3.2.6程序设计与算例
3.3位移不连续法
3.3.1位移不连续问题的克劳奇解
3.3.2解题过程
3.3.3平面应变裂隙问题的应力分析
3.3.4平面应变外部问题的解法
3.3.5平面应变内部问题的解法
3.3.6裂隙岩体围岩的应力分析
3.3.7程序设计与算例
参考文献
第四章 直接边界元法
4.1概述
4.2直接边界元法基本积分方程
4.2.1Somigliana公式
4.2.2边界积分方程
4.2.3任意点应力积分方程
4.3边界积分方程的数值离散分析
4.3.1离散型边界积分方程组的建立
4.3.2边界影响系数的计算
4.3.3求解方程组的形成
4.3.4基本方程的坐标变换
4.3.5域内任意点位移、应力的计算
4.4等参数边界元的应用
4.4.1二维域问题
4.4.2三维域问题
4.5无界边界元的应用
4.5.1二维域问题
4.5.2三维域问题
4.6算例分析
参考文献
第五章 边界元-有限元耦合法
5.1概述
5.2位移模式的有限元方程
5.3边界元法与有限元法的耦合
5.4方程的对称化
5.5耦合法的实施举例
参考文献
第六章 非均匀介质中的边界元法
6.1概述
6.2基本原理
6.3非均质体计算的间接法
6.3.1变形协调接触
6.3.2变形非协调接触
6.4非均质体计算的直接边界元法
6.5应用实施举例――衬砌隧洞围岩应力分析
6.5.1隧洞开挖效应
6.5.2隧洞衬砌与围岩介质相互作用的模拟
6.5.3程序编制与算例
参考文献
第七章 粘弹性及非线性问题的边界元法
7.1概述
7.2粘弹性问题
7.2.1全量直接法
7.2.2增量法
7.2.3拉普拉斯变换法
7.2.4摄动法
7.2.5几种求解方法的比较
7.3非线性问题
7.3.1基本控制方程
7.3.2增量率形式的边界积分方程
7.3.3域内点的应力积分方程
7.3.4边界积分方程的数值离散实施
7.3.5边界应力的计算
7.4弹塑性问题
7.4.1弹塑性模型及其本构方程
7.4.2增量初应力迭代过程
7.4.3算例分析
7.5弹-粘塑性问题
7.5.1弹-粘塑性增量本构模型
7.5.2增量粘塑性应变与时间步长
7.5.3全量初应变迭代求解过程
7.5.4算例分析
参考文献
第八章 动力问题的边界元法
8.1运动控制方程
8.1.1基本方程式
8.1.2弹性半空间中的平面谐波
8.2动力问题的基本解
8.3动力互易定理
8.4边界积分方程
8.4.1直接边界元表达式
8.4.2间接边界元表达式
8.5边界积分方程的数值处理
8.5.1空间离散化
8.5.2时间积分
8.5.3时间步进算法的实施
8.5.4数值反演
8.5.5数值计算中的其他问题
参考文献
第九章 边界元法数值处理中的若干问题
9.1奇异性积分与边界层效应
9.1.1引言
9.1.2奇异性积分变换计算
9.1.3边界层效应及其处理
9.2边界力的不连续性
9.3区域积分的处理方法
9.4边界积分代数方程组的解法
9.4.1引言
9.4.2计算方法
9.4.3FORTRAN子程序及程序调用实例
参考文献
第十章 软弱结构面对洞室围岩应力状态影响
分析
10.1概述
10.2软弱结构面的力学性态
10.2.1不连续面剪切强度特性
10.2.2不连续面变形特性
10.3计算模型与迭代运算
10.3.1两种间接法的耦合计算
10.3.2计算模型与参数
10.3.3增量――直接迭代法运算
10.4软弱不连续面对洞室围岩应力状态的影响
分析
10.4.1单元离散与计算参数
10.4.2隧洞围岩应力分布
10.4.3隧洞边界及不连续面上的位移分布
10.4.4结论
参考文献
第十一章 隧洞掘进面的时空效应分析
11.1掘进面空间效应研究综述
11.1.1概述
11.1.2掘进面空间效应研究方法
11.1.3边界元法在隧洞掘进面时空效应分析中的应用
11.2位移释放系数与掘进面空间效应分析
11.2.1位移释放系数
11.2.2位移释放系数与隧洞截面形状及侧压力的关系
11.2.3位移释放系数与隧洞埋深、施工方法及岩性泊松比
的关系
11.3广义虚拟支撑力法
11.3.1虚拟支撑力法
11.3.2广义虚拟支撑力法
11.3.3算例分析
11.3.4小结
11.4考虑隧洞掘进面空间效应的弹-粘塑性边界元
分析
11.4.1锚杆支护及围岩屈服后强度降低的等效模拟
11.4.2三维问题与二维问题的转换
11.4.3工程应用分析
参考文献
第十二章 地层性态参数与初始地应力场参数的反演
12.1概述
12.2地层性态模型与初始地应力场分布
12.2.1地层性态模型
12.2.2初始地应力场分布
12.3正反分析法
12.3.1直接边界元法基本方程
12.3.2量测信息值的计算表达式
12.3.3反分析计算原理
12.3.4边界任意点的位移值
12.3.5边界层效应的处理
12.4逆反分析法
12.4.1洞室开挖效应的计算
12.4.2量测方程的建立与逆反分析求解
12.5反演计算的误差检验分析
12.5.1量测方程式与线性最小二乘法优化
12.5.2总离差平方和的分解及方差分析
12.5.3F检验分析
12.5.4相关系数R检验分析
12.6算例验证与工程应用
参考文献
第十三章 场地反应及土-结构动力相互作用分析
13.1概述
13.2局部场地条件对弹性波传播的影响
13.3地下结构的动力特性
13.4基础的动力特性
13.5桩的动力特性
13.5.1桩顶受谐力作用下桩的动力特性
13.5.2倾斜入射地震波下桩的动力响应
参考文献
附录 二维平面问题反演分析边界元程序
模型在空间尺度上要符合一定比例,等比例缩减或扩大,时间尺度上如果是需要快速看效果就要增大频率参数,然后材料上可以按照一定的系数减少或增大模量、密度,模拟出结果再按比例还原到实物上。
ansys在结构中应用较多,abqus在岩土中应用较多。如果你想学习ansys所谓的快速也是相对的,你必须付出相应的时间和精力要不然一切都是空谈看了。快速学习ansys方法:1.熟悉ansys界面,每...
哪个高手能告诉我ANSYS在岩土工程中的应用 或者告诉我在岩土工程中哪个软件好 谢谢
ansys是常用的有限元计算软件,岩土工程中主要用于岩土工程力学和变形的设计模拟计算岩土工程分支较多,各种工程领域有不同的专用软件
边界元法及其在岩土工程中的应用
在介绍边界元法基本原理的基础上,着重对边界元法在岩土工程领域的应用现状作了叙述和分析,并对起其发展趋势作了探讨。所得结论可供相关研究人员参考。
六节点无界元及其在岩土工程中的应用
推导了六节点无界元的相关公式,并采用VC++和Matlab混合编程的手段,设计了基于Windows操作平台的面向对象的有限元与无界元耦合分析软件。应用所编制的软件,成功地对某大型水电站地下硐室群的稳定性进行了有限元分析和有限元与无界元耦合分析,验证了公式推导的正确性。分析表明,在无限域和半无限域的岩土工程问题中,引入无界元可以达到消除“边界效应”和提高计算效率的目的。
成果登记号 |
19890016[03160] |
项目名称 |
边界单元法在电法勘探中的应用 |
第一完成单位 |
长春地质学院 |
主要完成人 |
吴至善、林君琴、蒋捷 |
主题词 |
边界单元法;电法勘探 |
本成果分以下三部分:①点源二维地电断面的边界权余量法导出点源二维的边界单元法的积分方程,对若干模型和实例进,计算结果与实际符合很好,可作复杂地电断面条件下电法异常的地形滨拟合。 ②三维地电断面,用格林公式推导积分方程,用边界元法解积分方程,对一些模型的计果与解析解符合良好。断在有限元法与边界元法的结合解法、导出了两种方法结合的线性代数精确地处理复杂地电断面的正演数值计算。这是今后电法勘探数值计算向。 2100433B
成果登记号 |
19880420[02891] |
项目名称 |
边界元法在电法勘探数值计算中的应用 |
第一完成单位 |
西安地质学院 |
主要完成人 |
方文藻 |
主题词 |
边界元法;电法勘探;数值计算 |