岩土塑性理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 餘海歲（Hai-Sui Yu） 著，周國慶 等 譯

圖書標籤:

• 岩土工程
• 塑性力學
• 土力學
• 岩石力學
• 數值分析
• 有限元
• 地基處理
• 邊坡穩定
• 軟基基礎
• 土體本構模型

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030570611

版次：01

商品編碼：12372652

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2018-05-01

頁數：388

正文語種：中文

內容簡介

　　本書對從早期經典到新近發展的岩土介質塑性理論及相應分析方法進行瞭全麵、深入的總結。首先，介紹瞭連續介質力學與經典彈塑性理論的基礎知識；其次，論述瞭理想塑性、硬化塑性與臨界狀態塑性、多重屈服麵與邊界麵塑性、非共軸塑性以及無屈服麵塑性等係列非綫性岩土材料塑性理論模型；最後，呈現瞭岩土工程邊值問題的係列求解方法，包括彈塑性嚴格解析、滑移綫場極限分析和有限元數值分析等方法及實現要點。

好的，這是一份為您構思的圖書簡介，主題圍繞“現代土木工程中的計算力學與材料模擬”，專注於結構分析、有限元方法以及新型材料的力學行為，與“岩土塑性理論”的主題完全區分開來。 --- 現代土木工程中的計算力學與材料模擬 本書導言：超越傳統極限，探尋結構安全的未來基石 在二十一世紀的工程實踐中，建築、橋梁、基礎設施以及復雜結構的設計與分析正麵臨前所未有的挑戰。傳統基於解析解和經驗公式的方法已難以精確捕捉現代工程材料的復雜本構關係以及大型、非綫性結構在極端載荷下的響應。本書《現代土木工程中的計算力學與材料模擬》旨在為土木、結構工程師和高級工程專業的學生提供一套係統、前沿的理論框架與計算工具，以應對這些復雜性。 本書的核心目標是深入探討計算力學（Computational Mechanics）在土木工程領域的應用，特彆是側重於先進數值方法（如有限元法、邊界元法）的理論基礎、實施細節及其在模擬復雜物理現象中的效能。我們摒棄瞭對單一學科（如岩土力學）的深入探討，轉而聚焦於結構體係的宏觀響應、材料模型的通用化以及高性能計算的需求。 --- 第一部分：計算力學基礎與數值方法精要 本部分為全書的理論基石，旨在建立起從連續體力學到可編程數值求解的橋梁。 第一章：連續介質力學的復習與擴展 本章首先迴顧瞭經典彈性力學和塑性理論（此處特指宏觀金屬塑性或一般連續介質的應力應變關係，而非岩土特定塑性），重點闡述瞭在廣義應力狀態下，材料本構關係描述的數學形式。我們詳細探討瞭描述材料中能量耗散和不可逆變形的廣義熱力學框架，為後續引入黏塑性、粘彈性等時變效應打下基礎。強調瞭材料在多尺度下的行為差異，並引入瞭描述平均場行為的宏觀描述方法。 第二章：有限元方法的理論基石 有限元法（FEM）是本書計算方法的核心。本章將細緻講解變分原理（如虛功原理和伽遼金方法）如何轉化為離散化的代數方程組。內容涵蓋單元選擇（如三角形、四邊形、楔形單元的優劣）、形函數（Shape Functions）的構造與選擇、以及數值積分技術（如高斯積分）在確保精度和穩定性的重要性。特彆地，我們詳細分析瞭在處理大變形問題時，需要采用的更新拉格朗日（Updated Lagrangian）和總拉格朗日（Total Lagrangian）描述的差異與適用場景。 第三章：非綫性問題的求解策略 現代結構和材料分析幾乎不可避免地涉及幾何非綫性和材料非綫性。本章專注於如何高效、穩定地求解由非綫性代數方程組構成的係統。詳細介紹瞭牛頓-拉夫遜法及其在收斂睏難情況下的變體（如綫搜索法、修正牛頓法）。對於材料非綫性，我們深入探討瞭內力修正（Incremental Equilibrium Iteration）的實施步驟，並對不同收斂準則（殘差範數、位移增量）的適用性進行瞭比較分析。 --- 第二部分：先進材料模型的數值實現 本部分聚焦於如何將復雜的本構模型轉化為計算機可處理的算法，特彆是關注結構工程中常見的鋼、混凝土及其復閤體係的模擬。 第四章：彈塑性本構模型的離散化 本章聚焦於心形模型（如Von Mises屈服準則）在有限元框架下的時間積分。我們采用嚮後歐拉積分（Backward Euler）和修正牛頓法相結閤的隱式方法，詳細推導瞭應力更新算法的每一步，包括如何保證應力始終保持在屈服麵上（投影法或拉格朗日乘子法）。重點討論瞭在分析過程中，如何準確識彆材料狀態（彈性、屈服、硬化）並應用恰當的切綫剛度矩陣。 第五章：混凝土材料的復雜行為模擬 混凝土結構分析是土木工程的核心。本章係統地介紹瞭描述混凝土特性的多種模型，包括損傷塑性模型（Damage Plasticity Models），它能有效捕捉混凝土的拉伸開裂和受壓破碎。我們詳細闡述瞭如何將損傷變量與應力狀態耦閤，以及如何處理裂縫的齣現和擴展。此外，本章還涵蓋瞭張拉鋼筋混凝土的有效截麵剛度計算及其在全壽命周期分析中的應用。 第六章：粘滯性與時間依賴性效應 許多工程材料和環境載荷（如高溫、長期蠕變）具有時間依賴性。本章將粘彈性（Viscoelasticity）和粘塑性（Viscoplasticity）理論引入計算框架。我們使用時域積分法（如Creeping法）來處理蠕變效應，並對比瞭顯式和隱式時間步進方案在處理這類問題時的效率和穩定性。這對於分析長期荷載下的高層結構或儲罐的沉降預測至關重要。 --- 第三部分：高級結構分析與應用案例 本部分將前兩部分的理論和算法應用於實際工程問題，展示瞭高級計算工具解決復雜挑戰的能力。 第七章：幾何非綫性與結構穩定性分析 大變形和結構失穩是結構安全的關鍵考量。本章深入研究幾何非綫性（大應變理論）的數學錶述，並重點分析屈麯分析。我們比較瞭綫性屈麯分析（特徵值問題）和非綫性大變形屈麯分析的適用範圍，並展示瞭如何通過追蹤載荷-位移路徑的“弧長法”（Arc-Length Method）來精確捕獲結構從穩定到失穩的臨界點。 第八章：動態響應與衝擊分析 對於地震、爆炸或碰撞等瞬態載荷，時域分析是必須的。本章詳細講解瞭顯式積分方法（Explicit Integration）在處理衝擊問題中的優勢，特彆是其無條件穩定性（在極小時間步下）。同時，我們也討論瞭模態疊加法等在求解綫性或弱非綫性動力學問題中的效率。 第九章：高性能計算與並行化策略 現代工程分析往往涉及數百萬甚至上億個自由度。本章探討瞭如何優化有限元求解器以適應高性能計算環境。內容包括：有限元網格的劃分策略、稀疏矩陣的存儲與求解技術（如代數多重網格法AMG）、以及如何利用MPI或OpenMP等並行編程接口對矩陣裝配和綫性係統求解進行並行化處理。 --- 結語：麵嚮未來的工程仿真 本書旨在構建一個堅實的計算力學基礎，使用戶能夠獨立開發或理解先進的工程仿真軟件。它強調的是結構力學、材料本構關係、以及數值算法的深度融閤，為讀者在麵對日益復雜的工程挑戰時，提供強大的理論武器和精確的預測能力。本書對岩土工程的特定塑性變形機製不作深入探討，而是將焦點完全置於土木結構宏觀力學行為的精確數值模擬之上。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版給人一種專業、嚴謹的感覺，目錄也顯示齣其內容的深度和廣度。我注意到書中詳細列齣瞭關於“應力-應變關係”、“塑性勢”和“屈服函數”等關鍵概念，這錶明它緻力於提供一個嚴謹的理論框架來描述岩土材料的行為。我尤其對書中關於“孔隙水壓力”、“有效應力”與塑性理論的結閤部分感到好奇，這對於理解飽和土體的力學特性至關重要。我期望書中能通過詳實的公式推導和理論分析，深入淺齣地闡釋這些復雜的力學原理。同時，書中提及的“數值模擬方法”在岩土塑性分析中的應用，也讓我看到瞭將理論知識應用於解決實際工程問題的可能性，這對我來說具有很高的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的篇幅和內容深度讓我對其學術價值充滿瞭期待。從目錄設計來看，它似乎是一本非常全麵的岩土塑性理論專著，涵蓋瞭從基礎的本構關係，到復雜的非綫性分析方法。我特彆期待書中關於“應力路徑”和“應變增量”的講解，這對於理解岩土材料在不同加載過程中的行為至關重要。書中對“土體破壞機理”的深入探討，以及如何通過塑性理論來預測和模擬這些破壞過程，是我非常感興趣的部分。我希望書中能夠提供大量的公式推導和理論證明，同時輔以清晰的圖錶和實例，以便我能夠深入理解這些抽象的力學概念。對於我而言，這本書能否幫助我理解和掌握諸如“應力集中”、“塑性區擴展”等復雜現象，將是衡量其價值的重要標準。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸實，傳遞齣一種嚴謹、學術的氛圍，這讓我一開始就對它的內容充滿瞭期待。翻開書頁，我首先被其詳盡的目錄所吸引，涵蓋瞭塑性力學中的基礎理論、本構模型、屈服準則，以及在岩石和土壤力學中的具體應用，甚至還觸及瞭數值模擬方法。每一章節的標題都顯得十分專業，像是打開瞭通往岩土工程深層奧秘的鑰匙。雖然我並非此領域的專傢，但從其標題和章節安排來看，這本書應該能夠係統性地介紹岩土塑性理論的來龍去脈，從基本的力學原理齣發，逐步深入到如何理解和預測岩土材料在應力作用下的變形和破壞行為。我對書中對各種經典屈服準則的介紹，以及它們如何被用於描述不同岩土材料特性的部分尤為好奇。同時，書中提及的數值模擬技術，如有限元法在岩土塑性分析中的應用，也讓我看到瞭理論知識如何轉化為實際工程問題的解決方案，這對於我理解岩土工程的實踐性有很大的幫助。我希望這本書能提供清晰的推導過程和豐富的圖示，幫助我這個初學者也能逐步掌握這些復雜的概念。

評分☆☆☆☆☆

翻閱這本書，我首先被其豐富的術語和詳細的章節劃分所震撼。從目錄上看，它涵蓋瞭從經典的塑性理論基礎，到更具體的岩土材料本構模型，再到應用於實際工程問題的分析方法。我尤其關注書中對於“屈服麵”概念的闡述，這是理解岩土材料從彈性變形轉變為塑性變形的關鍵。我推測書中會對不同屈服準則（如莫爾-庫侖、Drucker-Prager等）進行詳盡的介紹，並解釋它們各自的優缺點以及在不同地質條件下的適用性。此外，書中提及的“塑性勢函數”和“流動法則”也是塑性理論的核心內容，我希望能從中學習到如何通過這些數學工具來描述岩土材料的塑性流動行為。對於我來說，能夠清晰地理解這些理論概念，將有助於我更好地理解岩土工程中的一些復雜現象，例如邊坡失穩、地基沉降等，並為解決這些工程問題提供理論指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排讓我印象深刻，它似乎是從最基礎的力學概念講起，循序漸進地引入岩土塑性理論的核心。我尤其關注書中關於“應變硬化”和“應變軟化”的討論，這兩個概念在描述岩土材料的非綫性行為時至關重要，而這本書的目錄中明確列齣瞭相關章節，這讓我對它能準確解釋這些現象充滿信心。我還注意到書中對各種本構模型的介紹，比如莫爾-庫侖模型、德魯剋-普拉格模型等，這些模型是岩土工程分析的基石。我期待書中能對這些模型的數學錶達、物理意義以及適用範圍進行深入剖析，並給齣相關的工程案例來佐證。此外，書中關於“孔隙水壓力”和“有效應力原理”與塑性理論相結閤的論述，對於理解地下工程、邊坡穩定等問題至關重要，這部分內容無疑會是本書的一大亮點，也正是我最想深入瞭解的部分，希望作者能用嚴謹的數學推導和生動的實例來闡釋。