高混凝土壩-地基體系抗震高性能數(shù)值模擬與工程應(yīng)用
定 價:68 元
- 作者:郭勝山,梁輝著
- 出版時間:2020/12/1
- ISBN:9787519849832
- 出 版 社:中國電力出版社
- 中圖法分類:TV642
- 頁碼:128頁
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書共分為四大部分:第1章主要介紹高混凝土壩抗震的背景與意義、典型震害,以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;第2-5章分別介紹了高混凝土壩抗震分析模型中涉及的動力學(xué)方程時域數(shù)值計算方法、黏彈性人工邊界及其地震動輸入、基于拉格朗日乘子的動接觸模型、混凝土與基巖材料非線性模型等;第6章介紹了高壩抗震高性能并行計算方法和軟件研發(fā)以及“天河一號”超級計算機及其運行環(huán)境;第7章介紹了具有代表性的高重力壩和高拱壩抗震分析及安全評價實例。
我國在西部強地震區(qū)建設(shè)了一系列高混凝土壩,其可能發(fā)生的重大地震災(zāi)變的評估問題深受社會關(guān)注。近年來,隨著我國混凝土壩工程實踐的增多,混凝土壩抗震學(xué)科得到了迅速發(fā)展,主要體現(xiàn)了以下三個特點:從封閉的振動體系到開放的波動體系,從線性到非線性分析,從串行計算到并行計算。
陳厚群院士領(lǐng)軍的中國水利水電科學(xué)研究院混凝土壩抗震研究團隊長期以來針對壩址地震動輸入、大壩混凝土動態(tài)特性、大壩抗震分析、大壩抗震安全定量評價準(zhǔn)則等開展了一系列的研究和工程實踐。本書是結(jié)合近年來在大壩抗震分析和大壩抗震安全定量評價準(zhǔn)則方面的發(fā)展編寫的。本書在編寫過程中,力求做到既有一定的理論性,又具有實用性。在介紹理論模型時,結(jié)合了數(shù)值分析方法給出了相應(yīng)求解步驟,并結(jié)合混凝土壩抗震分析的強度以及穩(wěn)定問題,針對重力壩和拱壩給出了相應(yīng)工程實例,可供從事混凝土壩抗震設(shè)計和分析的工程人員、科研人員和研究生參考。
本書共分為四大部分:第1章主要介紹高混凝土壩抗震的背景與意義、典型震害,以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;第2~5章分別介紹了高混凝土壩抗震分析模型中涉及的動力學(xué)方程時域數(shù)值計算方法、黏彈性人工邊界及其地震動輸入、基于拉格朗日乘子的動接觸模型、混凝土與基巖材料非線性模型等;第6章介紹了高壩抗震高性能并行計算方法和軟件研發(fā)以及“天河一號”超級計算機及其運行環(huán)境;第7章介紹了具有代表性的高重力壩和高拱壩抗震分析及安全評價實例。
本書中的研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃項目(2017YFC0404903)、國家自然科學(xué)基金項目(51709283)的支持。
承蒙陳厚群院士百忙之中撥冗作序,對本書的撰寫給予了許多鼓勵和指導(dǎo)。中國電力出版社王曉蕾老師為本書的編輯付出了辛勤勞動。本書工程實例的基礎(chǔ)資料,由相關(guān)工程設(shè)計單位提供,在此對上述單位和人員表示感謝!書中許多成果是在研究團隊共同協(xié)作下完成,作者在此一并表示誠摯謝意。
由于作者水平有限及高混凝土壩抗震研究的復(fù)雜性,書中難免存在不足和不妥之處,敬請讀者批評指正。
序
前言
1 概述
1.1 背景與意義
1.2 典型重力壩和拱壩震害
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)
2 動力學(xué)方程時域數(shù)值計算方法
2.1 引言
2.2 隱式方法
2.3 顯式方法
2.3.1 中心差分法
2.3.2 中心差分與單邊差分相結(jié)合
2.3.3 中心差分與紐馬克常平均加速度結(jié)合
2.4 兩種方法對比
3 黏彈性人工邊界及其地震動輸入
3.1 引言
3.2 黏彈性人工邊界
3.3 地震動輸入
3.3.1 均勻介質(zhì)地震動輸入
3.3.2 成層狀介質(zhì)地震動輸入
3.4 人工邊界節(jié)點荷載計算方法
3.4.1 均勻介質(zhì)邊界節(jié)點荷載
3.4.2 成層狀介質(zhì)邊界節(jié)點荷載
3.5 算例驗證
3.5.1 黏彈性邊界吸能效果驗證
3.5.2 地震動輸入驗證
3.6 地基模量對高拱壩地基地震能量逸散影響研究
3.6.1 有限元模型
3.6.2 計算方案
3.6.3 計算結(jié)果分析
4 基于拉格朗日乘子的動接觸模型
4.1 引言
4.2 接觸面約束條件
4.3 接觸模型
4.4 工程中復(fù)雜接觸面的模擬
4.4.1 考慮橫縫鍵槽理想作用的模擬
4.4.2 考慮分縫自重的橫縫模擬
4.4.3 考慮接觸面上初始黏聚力的模擬
4.4.4 考慮接觸面上初始強度的模擬
4.5 自重施加方式對高拱壩地震反應(yīng)的影響
4.5.1 有限元模型
4.5.2 計算方案
4.5.3 計算結(jié)果及其分析
4.6 橫縫切向錯動對高拱壩地震反應(yīng)的影響
4.6.1 計算方案
4.6.2 計算結(jié)果及其分析
5 混凝土與基巖材料非線性模型
5.1 引言
5.2 應(yīng)力分析中幾個常用定義
5.2.1 應(yīng)力分量及其不變量
5.2.2 偏應(yīng)力分量及其不變量
5.3 彈塑性力學(xué)模型
5.3.1 彈塑性力學(xué)模型概述
5.3.2 兩種典型屈服模型
5.3.3 本構(gòu)積分?jǐn)?shù)值算法
5.4 損傷力學(xué)模型
5.4.1 損傷力學(xué)概述
5.4.2 彈性損傷模型
5.4.3 李和芬維斯(Lee and Fenves)塑性損傷模型
5.4.4 單元尺寸效應(yīng)
5.4.5 殘余應(yīng)變損傷模型
5.5 鋼筋與混凝土相互作用
5.5.1 分布式鋼筋模型
5.5.2 基于分布式鋼筋模型的單元配筋率計算
6 高壩抗震高性能并行計算
6.1 引言
6.2 高壩抗震并行軟件研發(fā)
6.2.1 區(qū)域分解法
6.2.2 顯式格式的波動方程重疊型區(qū)域分解法
6.2.3 有限元網(wǎng)格區(qū)域分割
6.2.4 包含接觸邊界的區(qū)域分割
6.2.5 并行計算結(jié)構(gòu)
6.2.6 MPI程序結(jié)構(gòu)及其執(zhí)行過程
6.2.7 計算流程
6.2.8 并行程序性能評價指標(biāo)
6.3 “天河一號”超級計算機及其運行環(huán)境
6.3.1 “天河一號”超級計算機
6.3.2 “天河一號”(TH-1A)大系統(tǒng)運行環(huán)境
6.4 并行性能測試
7 高混凝土壩一地基體系抗震分析及安全評價
7.1 柯依那重力壩震情檢驗
7.1.1 有限元模型
7.1.2 結(jié)果分析
7.2 沙牌拱壩震情檢驗
7.2.1 工程概況
7.2.2 有限元建模
7.2.3 結(jié)果分析
7.3 高重力壩壩體一鋼筋相互作用的地震損傷分析及安全評價
7.3.1 有限元模型
7.3.2 計算方案
7.3.3 計算結(jié)果及其分析
7.4 基于震后靜力抗滑穩(wěn)定的高重力壩抗震分析及安全評價
7.4.1 關(guān)于最大可信地震(MCE)下重力壩安全評價標(biāo)準(zhǔn)
7.4.2 有限元模型
7.4.3 計算方案
7.4.4 計算結(jié)果及其分析
7.5 高拱壩地震損傷分析及安全評價
7.5.1 有限元模型
7.5.2 計算方案
7.5.3 計算結(jié)果及其分析
7.6 高拱壩一壩肩滑塊一地基系統(tǒng)抗震穩(wěn)定分析及安全評價
7.6.1 有限元模型
7.6.2 計算方案
7.6.3 計算結(jié)果及其分析
參考文獻