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內(nèi)容簡介

　　粒狀土在我們生活中隨處可見，如砂性地基土、鐵路道砟、路堤填料、混凝土面板堆石壩填料等。作為土木工程的重要材料，其力學性能極大地影響土木工程結(jié)構(gòu)物的安全。因此，對粒狀土力學本構(gòu)特性的全面認識很有必要。此書正是基于這個出發(fā)點而撰寫。基于作者最近幾年的研究工作，本書分三個主要部分撰寫：（1）粒狀土力學本構(gòu)基礎、SIMSAND模型開發(fā)及參數(shù)識別；（2）不同條件與因素下的擴展，如考慮細顆粒含量、考慮顆粒破碎效應、考慮顆粒尺寸效應、考慮非飽和土粒間毛細管力效應、考慮各向異性和循環(huán)動力載荷效應等；（3）SIMSAND的有限元二次開發(fā)及其在邊界值和工程上的應用。本書主要材料均來自作者課題組最近幾年的知識積累和研究成果，并無償提供多種源程序以及分析文件，供讀者實時訓練，也利于理解和直接應用于實際工程。此書所介紹的內(nèi)容從基礎到理論，再到實用，可作為高等院校和科研院所土木水利等相關專業(yè)的研究生教材和高年級本科生的選修課教材，也可作為上述相關專業(yè)科研、工程技術人員的參考用書。此外，本書也可作為從事一般粒狀材料（如谷物糧食、藥丸、粉塵等）研究的技術與科研人員的參考資料。

作者簡介

　　尹振宇博士，1997年獲浙江大學建筑工程專業(yè)學士學位，2003年、2006年分別獲法國南特中央理工大學巖土工程專業(yè)碩士、博士學位。曾先后學習和任職于浙江嘉華建筑設計有限公司、同濟大學、英國斯特斯克萊德大學（University of Strathclyde）、芬蘭赫爾辛基工業(yè)大學（Helsinki University of Technology）、美國馬薩諸塞大學（Universityof Massachusetts，Amherst）、上海交通大學、法國南特中央理工大學（Ecole Centrale de Nantes）、香港理工大學。曾于2011年入選上海市特聘教授“東方學者”。兼任美國土木工程師協(xié)會（ASCE）“粒狀材料專業(yè)委員會”理事及中國多個土力學專業(yè)委員會委員，EuropeanJournal of Environmental and Civil Engineering副主編，Soils andFoundations、Canadian Geotechnical Journal、Acta Geotechnica、International Journal of Geomechanics ASCE等期刊編委，主要從事土力學與巖土及地下工程方面的教學和研究，主要方向為：（1）土的基本特性及宏微觀本構(gòu)模擬；（2）巖土及地下工程模型試驗及多場多尺度數(shù)值分析；（3）人工智能在巖土及地下工程中的應用。近年來在國際核心刊物上發(fā)表SCI論文190余篇，WOS的H指數(shù)為38。

圖書目錄

第一部分理論基礎
第1章砂土的基本試驗規(guī)律及理論基礎
1.1 砂土的連續(xù)介質(zhì)假設
1.2 應力一應變分析基礎
1.2.1 應力分析
1.2.2 應變分析
1.3 砂土力學特性的試驗規(guī)律簡述
1.3.1 壓縮特性
1.3.2 剪切特性
1.3.3 小應變剛度特性
1.3.4 各向異性
1.3.5 循環(huán)動力特性
1.4 砂土本構(gòu)理論發(fā)展概述
1.4.1 唯象性模型
1.4.2 多尺度模型
1.4.3 離散元模型
1.4.4 討論及總結(jié)
參考文獻
第2章臨界狀態(tài)彈塑性模型一SIMSAND
2.1 引言
2.2 摩爾一庫侖模型
2.2.1 摩爾一庫侖模型簡介
2.2.2 摩爾一庫侖模型參數(shù)
2.3 模型改進的循序漸進過程
2.3.1 改進一：非線性彈性特性
2.3.2 改進二：非線性塑性硬化特性
2.3.3 改進三：修正剪脹剪縮特性
2.3.4 改進四：臨界狀態(tài)特性
2.3.5 模型參數(shù)總結(jié)
2.4 模型的數(shù)值實現(xiàn)及三軸試驗模擬
2.4.1 塑性乘子的解法
2.4.2 全應變控制三軸試驗模擬
2.4.3 常規(guī)三軸排水試驗模擬
2.4.4 平均有效應力恒定三軸剪切試驗模擬
2.4.5 前后處理
2.4.6 模型參數(shù)分析
2.5 本章小結(jié)
參考文獻
第3章基于MATLAB GUI的SIMSAND模擬器開發(fā)
3.1 引言
3.2 打開圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境
3.3 總體版面設計
3.4 控制參數(shù)輸入的設計
3.5 勾選框的設計
3.6 結(jié)果顯示設計
3.7 控制按鈕設計
3.8 錯誤或警告提示設計
3.9 本章小結(jié)
參考文獻
第4章模型參數(shù)的直接確定方法
4.1 引言
4.2 參數(shù)確定流程
4.3 彈性參數(shù)的確定
4.4 臨界狀態(tài)線相關參數(shù)的確定
4.5 塑性咬合效應參數(shù)的確定
4.6 參數(shù)確定方法的驗證及應用
4.7 本章小結(jié)
參考文獻
第5章基于優(yōu)化理論的參數(shù)反分析法
5.1 引言
5.2 反分析方法及過程
5.2.1 誤差函數(shù)的構(gòu)造
5.2.2 搜索策略的選取
5.2.3 參數(shù)識別流程
5.2.4 改進遺傳算法NMGA
5.3 基于優(yōu)化的砂土模型選擇及參數(shù)識別
5.3.1 目標試驗
……
第二部分理論擴展
第9章考慮細顆粒含量影響的SIMSAND模型
第10章考慮顆粒破碎效應的SIMSAND模型
第11章考慮尺寸效應的堆石料SIMSAND模型
第12章考慮循環(huán)荷載及各向異性的sIMsAND模型
第13章基于SIMSAND的雙屈服面黏土模型
第14章基于SIMSAND的非飽和土模型
第15章基于SIMSAND的土-結(jié)構(gòu)接觸面模型
第三部分理論應用
第16章數(shù)值積分及有限元二次開發(fā)
第17章土的小應變剛度特性及應用
第18章砂土力學特性的空間變異性分析
第19章考慮砂土初始各向異性的單剪試驗模擬分析
第20章考慮顆粒破碎效應的樁貫入模擬分析
第21章考慮初始各向異性的樁土靜力及循環(huán)動力響應分析
第22章基于SPH-SIMSAND平臺的粒狀土塌落模擬分析
第23章基于CLSPH-SIMSAND的桶式基礎模擬分析
附錄1 基于ABAQUS-UMAT的SIMSAND源程序
附錄2 基于差分算法的NMGA優(yōu)化算法源代碼
附錄3 用于模型選擇或參數(shù)優(yōu)化的貝葉斯MATLAB源程序
附錄4 應力應變反轉(zhuǎn)技術FORTRAN源程序