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內容簡介

強度問題是岩土體結構穩定性評價的理論基礎，對岩土體強度理論的研究貫穿瞭整個岩土力學的發展曆程。統一強度理論考慮瞭中間主應力對屈服和破壞的影響，覆蓋瞭所有可能外凸極限麵的上下限，和單剪強度理論相比，其優點非常明顯。本書以統一強度理論為基礎，將岩土工程與地質工程中的岩土力學問題作為研究對象,進行瞭深入細緻的理論研究，取得的係列結果可為更多材料和結構的工程應用提供參考。本書內容主要包括：（1）有關雙剪應力狀態和雙剪統一強度理論的概念；（2）基於統一強度理論的極限平衡理論及其應用；（3）統一彈塑性損傷模型與各嚮異性損傷的統一滑移綫場理論；（4）基於統一強度理論的塑性極限分析及其應用；（5）考慮岩土類材料軟化及剪脹性的軸對稱問題的統一解；（6）雙剪統一彈塑性本構模型的建立及有限元分析；（7）黃土邊坡變形破壞及穩定性的強度理論效應研究；（8）統一型復閤斷裂準則及斷裂力學問題的彈塑性有限元分析。

目錄

目錄
前言
第1章 緒論 1
主要參考文獻 6
第2章 雙剪統一強度理論 7
2.1 概述 7
2.2 單元體 7
2.3 一點的應力狀態 10
2.4 空間應力狀態 12
2.5 雙剪單元體 16
2.6 應力網與雙剪應力圓 19
2.7 應力路徑與雙剪應力路徑 20
2.8 應力狀態的分解、空間純剪切應力狀態(S：<0) 21
2.9 空間純剪切應力狀態(S：>0) 25
2.10 純剪切應力狀態(S：=0) 27
2.11 剪應力定理 28
2.12 應力狀態類型、雙剪應力狀態參數 28
2.13 雙剪應力函數 30
2.14 主應力空間 31
2.15 靜水應力軸與空間柱坐標 33
2.16 雙剪統一強度理論 36
主要參考文獻 41
第3章 基於統一強度理論的極限平衡理論及其應用 42
3.1 引言 42
3.2 統一強度理論的抗剪強度錶達式 42
3.3 擋土牆上的土壓力 45
3.3.1 Rankine土壓力公式的推廣和改進 45
3.3.2 滑楔極限平衡理論統一解公式 55
3.4 地基極限承載力公式 59
3.4.1 平麵應變問題的統一強度理論會式 59
3.4.2 太沙基公式的修正 60
3.4.3 地基臨界荷載公式 63
3.5 基於統一強度理論的地基模型試驗研究 69
3.5.1 模型相似準則 69
3.5.2 試驗模型的設計 71
3.5.3 試驗加載設計 73
3.5.4 模型試驗的數據采集 74
3.5.5 試驗數據處理和結果分析 75
3.5.6 基於統一強度理論的地基變形破壞特徵分析 89
3.5.7 基於統一強度理論的地基極限承載力驗算 95
主要參考文獻 95
第4章 統一彈塑性損傷模型與各嚮異性損傷的統一滑移綫場理論 97
4.1 引言 97
4.2 統一彈塑性損傷模型的建立 97
4.2.1 有效應力與損傷應變張量 97
4.2.2 彈性與損傷 100
4.2.3 塑性與損傷 101
4.2.4 損傷演變——俞茂宏相當應力模型 104
4.3 統一滑移綫場理論及其應用 106
4.3.1 平麵應變問題的基本方程 107
4.3.2 滑移綫法解析解 108
4.3.3 滑移綫法數值解 110
4.4 各嚮異性損傷的統一滑移綫場理論及其應用 115
4.4.1 平衡方程 115
4.4.2 耦閤損傷的強度條件 115
4.4.3 耦閤損傷的極限平衡微分方程 116
4.4.4 解析解法 117
4.4.5 教值解法 117
主要參考文獻 119
第5章 基於統一強度理論的塑性極限分析及其應用 121
5.1 引言 121
5.2 塑性最大功原理及虛功率原理 121
5.2.1 虛功率原理 121
5.2.2 極限狀態下應力和應變率的特點 122
5.2.3 塑性最大功率原理 123
5.3 塑性極限分析的上下限理論 124
5.3.1 下限定理 124
5.3.2 上限定理 124
5.4 土壓力問題的統一極限分析 125
5.5 算法及實例分析 131
主要參考文獻 143
第6章 考慮岩土類材料軟化及剪脹性的軸對稱問題的統一解 144
6.1 引言 144
6.2 理論分析模型 145
6.2.1 岩土材料模型 145
6.2.2 受力模型 145
6.3 洞室圍岩彈塑性分析的統一解 146
6.3.1 彈塑性分析 146
6.3.2 圍岩塑性軟化區及殘餘區範圍的確定 148
6.3.3 理論解答的廣泛意義 149
6.3.4 計算討論 150
6.4 擴孔問題的統一解 153
6.4.1 擴孔的彈塑性分析 153
6.4.2 孔周岩土體塑性流動區半徑數值分析 155
6.4.3 孔周岩土體狀態判定 156
6.4.4 計算討論 156
主要參考文獻 163
第7章 雙剪統一彈塑性本構模型的建立及有限元分析 165
7.1 引言 165
7.2 彈性本構關係 165
7.3 屈服條件 166
7.4 強化條件及加卸載準則 166
7.4.1 理想彈塑性材料加載和卸載準則 166
7.4.2 強化材料的加載和卸載 167
7.4.3 軟化材料的加載和卸載 167
7.5 流動法則 167
7.6 雙剪統一彈塑性本構矩陣 168
7.7 取剪統一彈塑性本構模型中的奇異點的處理 171
7.8 實例分析 172
7.8.1 隧道模型 172
7.8.2 地基模型 175
主要參考文獻 179
第8章 黃土邊坡變形破壞及穩定性的強度理論效應研究 181
8.1 黃土邊坡變形破壞的物理模型試驗 182
8.1.1 模型試驗方案的設計 182
8.1.2 邊坡加載變形破壞特徵分析 193
8.1.3 坡體內部應力場特徵 200
8.2 統一強度理論在FLAC3D中的實現 207
8.2.1 屈服準則相關參數獲取 207
8.2.2 統一強度理論在FLAC3D中的實現 209
8.3 黃土邊坡變形破壞及穩定性的強度理論效應 211
8.3.1 黃土邊坡計算模型的建立 211
8.3.2 邊坡變形破壞及穩定性的強度理論效應 211
主要參考文獻 231
第9章 統一復閤斷裂準則及斷裂力學問題的彈塑性有限元分析 233
9.1 引言 233
9.2 統一強度理論在建立復閤型斷裂準則中的應用” 233
9.2.1 理論分析 233
9.2.2 實例分析 237
9.3 斷裂力學問題的有限元分析及應用 243
主要參考文獻 250

精彩書摘

　　《岩土結構強度理論》：
　　第1章 緒論
　　岩土工程是建立在岩土材料力學特性的基礎上，以土體和岩體為主要研究對象的實踐性學科。它研究地球錶部的岩石與土或由其組成的岩體與土體，前者為材料，後者應為廣義上的結構。岩土材料均屬地質材料，都是地質曆史的産物，是一種有彆於人造材料的天然材料，且土是岩石的一部分。但從力學性質和組成結構來看，應將其分開研究，所以在岩土工程或地質工程中通常將岩石與土分開，岩石是岩石力學的研究對象，土為土力學的研究對象，但二者之間有一些共性。
　　岩土體強度和變形研究貫穿於整個岩土力學的發展過程。到目前為止，它依然是學科前沿的重要研究領域。岩石和土是顆粒材料組成的多相體，種類繁多，性質復雜，因此其強度理論的研究更為睏難。岩土比金屬有更加復雜的強度和變形特性，如壓硬性、剪脹性、等壓屈服特性，對路徑的依賴性、軟化性、抗拉壓不等性、初始各嚮異性和應力引起的各嚮異性等。岩土體類型、結構和賦存環境的復雜性，造就瞭岩土體具有特殊和復雜的工程特性，同時使岩土力學學科産生瞭許多研究領域。特彆是與其基本特性相關的岩土工程中的三大工程問題，即強度問題、變形問題和滲透問題。其中，強度問題是一個核心問題，它是岩土體穩定性評價的理論墓礎。在強度理論研究中，包括岩土材料強度理論和岩土結構強度理論的研究，材料強度是保證各種工程結構安全使用的一個最重要的基本條件，它是研究各種材料的強度隨復雜應力狀態改變而變化的規律，並建立相應的計算準則：而結構強度理論研究結構在荷載增加的過程中岩土體從彈性到塑性再到破壞，以及岩土體在荷載作用下的強度和承載能力。結構強度理論研究的範圍很廣，不僅研究結構的彈性狀態和彈性極限，而且研究結構超過彈性時的狀態和塑性極限狀態，並預計齣結構極限承載能力，結構強度理論研究與材料強度理論研究是緊密相關的。結構強度理論包括彈塑性應力場、應變場、滑移綫場、特徵綫場（平麵應力和空間軸對稱）等工程結構的極限分析以及結構彈性區、損傷區、塑性區、破裂區的研究等。
　　強度理論是材料強度與結構強度研究的連結點。俞茂宏的著作《雙剪理論及其應用》，以雙剪統一強度理論為基礎，將材料強度理論與結構強度理論聯係起來，進行係統的論述；孫鈞院士的《岩土材料流變及其工程應用》將材料流變理論和結構流變理論結閤起來；瀋珠江院士的《理論土力學》將土體理論與土體結構理論結閤起來，形成瞭係統的成果。
　　應該指齣，關於屈服和強度準則效應研究所采用的屈服準彆有的是分散零亂的，有的是不閤理的，因此結構強度理論研究需要對材料強度理論的選用進行研究。統一強度理論界定瞭各種強度理論的範圍，它覆蓋瞭域內的所有區域，為強度理論效應研究提供瞭一個有力的手段和理論基礎。
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