隧道力學(xué)概論

前言

1固體力學(xué)基礎(chǔ)

1.1應(yīng)力分析

1.I.I應(yīng)力張量

1.i.2剪應(yīng)力互等定理與平衡方程

1.i.3主應(yīng)力和應(yīng)力不變量

1.2應(yīng)變分析

1.2.1應(yīng)變張量

1.2.2主應(yīng)變和應(yīng)變不變量

1.2.3變形協(xié)調(diào)方程

1.3本構(gòu)模型

1.3.i本構(gòu)模型的類型

1.3.2彈性本構(gòu)方程

i.3.3彈塑性本構(gòu)方程

1.3.4黏一彈塑性本構(gòu)方程

1.4 固體力學(xué)控制微分方程與求解過程

1.4.1彈性力學(xué)控制方程組與求解過程

1.4.2彈性力學(xué)平面模型與應(yīng)力函數(shù)解法

i.4.3 彈黏塑性力學(xué)控制方程組與彈塑性增量本構(gòu)方程的數(shù)值積分

1.4.4黏一彈性力學(xué)控制方程組與求解方法

2隧道與圍巖

2.1隧道的受力特點與力學(xué)模型

2.1.1隧道的分類和受力特點

2.1.2 自然拱與隧道埋深劃分

2.1.3隧道的地層一結(jié)構(gòu)模型

2.1.4圍巖特征線與支護特征線

2.1.5隧道的荷載一結(jié)構(gòu)模型與荷載計算方法

2.2隧道施工基本內(nèi)容與圍巖行為分類

2.2.1隧道施工基本內(nèi)容

2.2.2隧道圍巖行為分類

2.3 圍巖的結(jié)構(gòu)特征與物理力學(xué)特征

2.3.1圍巖的結(jié)構(gòu)特征

2.3.2圍巖的基本物理力學(xué)性質(zhì)

……

3深埋隧道彈黏塑性力學(xué)解析理論

4淺埋隧道經(jīng)驗公式與解析理論

5淺埋隧道環(huán)境力學(xué)解析理論

6數(shù)值模擬

7物理模擬

8參數(shù)估計與不確定性分析

參考文獻2100433B

《隧道力學(xué)概論》簡明扼要地闡述了隧道力學(xué)的基本理論.正文分八章,依次闡述:固體力學(xué)基礎(chǔ)、隧道與圍巖、深埋隧道彈黏塑性力學(xué)解析理論、淺埋隧道經(jīng)驗公式與解析理論、淺埋隧道環(huán)境力學(xué)解析理論、數(shù)值模擬、物理模擬、參數(shù)估計與不確定性分析.附錄包含五個部分,分別闡述:彈性平面模型的復(fù)變函數(shù)解法、無限平面均勻應(yīng)力場的彈性解、均勻初始應(yīng)力場深埋圓截面隧道彈性解的復(fù)變函數(shù)法推導(dǎo)、深埋橢圓截面隧道的復(fù)勢函數(shù)、無限長彈性地基梁的解析解

張向東主編的《隧道力學(xué)》以巖土力學(xué)、彈塑性力學(xué)、流變力學(xué)等力學(xué)原理為基礎(chǔ)，以綜合研究方法為主導(dǎo)思想，突出地下工程的特點，講述了隧道力學(xué)的基本原理及應(yīng)用。

本書共分六章。第一章為原巖應(yīng)力，介紹原巖應(yīng)力的組成、自重應(yīng)力場的計算、構(gòu)造應(yīng)力場的形成與特點，以及地殼淺部原巖應(yīng)力變化規(guī)律；第二章為圍巖的工程性質(zhì)及分類，介紹巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體的組構(gòu)特征、本構(gòu)關(guān)系與強度理論，流變模型理論的基本知識，以及地下工程圍巖的分類方法；第三章為地下工程圍巖穩(wěn)定性分析，介紹地下土程圍巖的彈性、彈塑性應(yīng)力與位移狀態(tài)，以及地下工程圍巖穩(wěn)定性的判斷方法；第四章為圍巖壓力理論與計算，介紹圍巖壓力的形成與分類、各種地壓的計算方法，以及圍巖與支護的相互作用原理；第五章為隧道的支護結(jié)構(gòu)與設(shè)計，主要介紹隧道支護結(jié)構(gòu)的類型及其力學(xué)特性、隧道支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法；第六章為新奧法施工與監(jiān)控測量，主要介紹新奧法的特點與基本原則、監(jiān)控測量的主要項目與方法。

內(nèi) 容 簡 介

本書作為研究生教材，主要介紹隧道力學(xué)問題中的求解方法――數(shù)值方法。內(nèi)

容包括二維、三維、材料非線性和幾何非線性問題等。具體講述隧道與地下結(jié)構(gòu)彈

塑性有限元的分析、隧道與地下結(jié)構(gòu)彈粘塑性有限元的分析；空間問題、無限元和

節(jié)理單元以及邊界單元法，隧道與地下結(jié)構(gòu)動態(tài)問題的數(shù)值解法，結(jié)構(gòu)動力分析中

的特征值問題。在敘述過程中，還附有必要的電算程序和計算實例，使讀者能夠用

其解法解決隧道力學(xué)中的靜態(tài)和動態(tài)問題。

目 錄

第一章 緒 論

1―1隧道力學(xué)的任務(wù)和研究范圍

1―2隧道與地下結(jié)構(gòu)物的設(shè)計模型

1―3幾種常用的設(shè)計計算方法簡介

參考文獻

第二章 有限元和數(shù)值分析基礎(chǔ)

2―1概 述

2―2二維等參數(shù)單元

2―3等參數(shù)單元的數(shù)值計算

2―4等參數(shù)單元的其它形式

2―5二維等參數(shù)單元等效節(jié)點荷載的計算

2―6二維有限元分析計算機子程序

2―7建立總剛度矩陣及程序編制

2―8靜力分析中平衡方程的求解和程序編制

2―9求解平衡方程中計算誤差的估計

參考文獻

第三章 隧道與地下結(jié)構(gòu)彈塑性有限元分析

3―1概 述

3―2非線性問題的求解方法

3―3巖土塑性力學(xué)基礎(chǔ)與巖土的本構(gòu)關(guān)系

3―4應(yīng)力調(diào)整

3―5隧道與地下結(jié)構(gòu)二維彈塑性有限元分析的方法和步驟

3―6計算機源程序GEOEPL2D

3―7算 例

參考文獻

第四章 隧道與地下結(jié)構(gòu)彈粘塑性有限元分析

4―1概 述

4―2彈粘塑性理論基礎(chǔ)

4―3連續(xù)介質(zhì)力學(xué)幾何非線性問題有限元分析

4―4二維彈粘塑性問題的求解方法與步驟

4―5隧道與地下結(jié)構(gòu)二維彈粘塑性有限元分析計算機程序GEOVPL2D

4―6算 例

參考文獻

第五章 空間問題、無限元和節(jié)理單元

5―1概 述

5―2三維等參數(shù)單元

5―3無限單元

5―4三維有限元和無限元的有關(guān)電算子程序

5―5節(jié)理單元

參考文獻

第六章 邊界單元法

6―1概 述

6―2直接解法

6―3間接解法一虛擬應(yīng)力法

6―4對稱性的利用

6―5域內(nèi)作用力（體力）的計算問題

6―6半無限平面問題

6―7彈塑性問題的邊界單元法

6―8有限單元一邊界單元耦合法

6―9程序設(shè)計

參考文獻

第七章 隧道與地下結(jié)構(gòu)動態(tài)問題的數(shù)值解法

7―1概 述

7―2運動方程的建立

7―3動荷載列陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣的確定及邊界條件的處理

7―4運動方程的求解方法

7―5非線性動態(tài)問題的顯式時間積分解法與電算程序DYNEXP2D

7―6非線性動態(tài)問題的隱式時間積分解法與電算程序DYNIMP2D

7―7算 例

參考文獻

第八章結(jié)構(gòu)動力分析中的特征值問題

8―1概 述

8―2瑞利―李茲近似解法

8―3矢量迭代法

8―4廣義雅可比法

8―5子空間迭代法

參考文獻

附錄一 彈塑性力學(xué)基本公式

附錄二 變 分 法

附錄三 主應(yīng)力空間與π平面上的應(yīng)力分量

附錄四 主應(yīng)力由偏應(yīng)力不變量和羅地角的表達式

附錄五 算例輸入 輸出數(shù)據(jù)

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