本书总结了作者在高土石坝地震灾变模拟方面的研究成果，囊括了从理论、方法到工程应用的内容，主要包括：筑坝材料剪胀特性和本构模型、堆石体与面板结构面本构模型、坝-库水流固耦合精细分析方法、混凝土防渗体渐进破坏分析方法、高土石坝-河谷-地基动力相互作用、高土石坝地震破坏全过程高性能计算软件系统、紫坪铺大坝地震破坏全过程模拟和验证、高面板坝面板地震安全控制方法和一批世界级高土石坝工程应用。

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目录
序
前言
第1章 结论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藕合精细分析方法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藕合方法及精度验证80
4.2.1流固弱藕合分析方法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藕合方法及精度验证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藕合精细分析方法114
4.4.1实现思路114
4.4.2高商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酒浪高度的影响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
51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
5.1.4Koyna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新弹性人工边界及蒙古弹性人工边界单元164
6.1.2等效节点荷载165
6.1.3算例验证168
6.2地震动输人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地震波动类型及人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坟川地震过程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 南面板坝面握地震安全控制方法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