内容提要 liu%K9 -r
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《ABAQUS在岩土工程中的应用》结合一系列应用实例，系统地介绍了ABAQUS软件用于岩土工程数值分析的功能和方法。全书分为两大部分共16章，即入门篇（第1-5章）和应用篇（6-16章）。入门篇主要介绍软件的功能、岩土工程中常用的单元、本构关系和接触面理论等基本知识，通过阅读这些章节，读者可以达到快速入门的目的。应用篇中首先详细介绍了用户子程序的编写注意事项和编写过程，然后通过岩土工程应用实例，对模型建立、问题求解和结果后处理中需考虑的关键问题进行了讨论，通过这部分的学习，读者可以掌握用户自定义材料和单元的二次开发、土体固结沉降分析、非饱和渗流与流固耦合分析、基桩低应变检测的数值模拟、桩基承载力分析、岩土开挖问题求解、岩土贯入问题求解、土石坝静力与动力分析和边坡稳定性分析等内容。 !cblmF;0
《ABAQUS在岩土工程中的应用》适合岩土工程、水利工程、结构工程等领域高校教师、工程技术人员和研究生阅读，也可作为岩土工程专业土工数值分析课程的参考教材。 BT[jD}?
kY e3A &J
目录 iIZDtZFF
% Q| >t~
oaxCcB=\
-------------------------------------------------------------------------------- 53vnON#{*
{[Bo"a>%
前言 V(/ @$&
第1章 ABAQUS的功能与特点 AHa% ?wb
1.1 认识ABAQUS }ZPO^4H;-
1.1.1 ABAQUS软件产品 >b6 !*Lrhs
1.1.2 ABAQUS产品的主要功能 R<"fcsU
1.1.3 ABAQUS在岩土工程中的适用性 +@n8DM{b
1.2 ABAQUS基础 >j&+mii
1.2.1 ABAQUS的文件格式 UJ hmhI
1.2.2 ABAQUS的一些基本约定 ):LgZ4h
1.2.3 ABAQUS的运行命令 4<P=wK=a8X
1.2.4 ABAQUS／CAE基础 x:Mh&dq?
1.2.5 ABAQUS的任务inp输入文件构成 '{e9Vh<x
1.3 本章小结 ^T^l3B[
}(*eR F'
第2章 ABAQUS快速入门 0Yh Mwg?
2.1 ABAQUS／CAE的功能模块 2h_XfY'3pX
2.1.1 Part（部件）模块 YU*u!
2.1.2 Property（性质）模块 UaW,#P
2.1.3 Assembly（装配）模块 H> zX8qP+
2.1.4 Step（分析步）模块 )qyJw N
.D
2.1.5 Interaction（相互作用）模块 :>y?B!=
2.1.6 Load（载荷）模块 nTG @=C #
2.1.7 Mesh（网格）模块 %MA o<,ha
2.1.8 Job（任务）模块 1=*QMEv1G
2.1.9 Visualization（可视化或后处理）模块 %A]?5J)Bi
2.1.1 0Sketch（草图）模块 $oPx2sb
2.2 ABAQUS／CAE应用实例 Z}b 25)
2.2.1 问题的描述 l KtA.{(
2.2.2 创建部件 8 ztVv
2.2.3 设置创建材料和截面特性 nM=5L:d
2.2.4 装配部件 n8FmIo Z&`
2.2.5 定义分析步 <l#|I'hP
2.2.6 定义载荷和边界条件 Fl{@B*3@w
2.2.7 划分网格 @R c/ ^B:
2.2.8 提交任务 ?j'Nx_RoX
2.2.9 后处理 4V6^@
2.2.10 退出ABAQUS／CAE vO?\u`vY
2.3 本章小结 &d%0[Ui`
fV "gL(7
第3章 岩土工程中常用的单元 =yR$^VSY
3.1 单元的特征 5 R*
3.1.1 单元族 o( gEyK
3.1.2 自由度 }ldOxJSB ?
3.1.3 节点数目 C6 PlO
3.1.4 数学公式 8:9/RL\"x
3.1.5 积分 PLV-De
3.2 岩土工程常用的单元 ;YfK G8(0
3.2.1 实体（连续体）单元 m9Pzy^g1
3.2.2 梁单元 \n zaF4+$
3.2.3 杆单元 gP 13n!7
3.2.4 孔压单元 ;^"#3_7T]
3.2.5 无限元 ozCH1V{p
3.2.6 管土相互作用单元 ]di^H>,xU
本章小结 j,Vir"-)
#
o;\5MOE%
第4章 岩土工程中常用的本构模型 p]]* H2UD
4.1 应力状态的描述 Vlf =gP
4.1.1 应力张量 \*
/R6svz
4.1.2 应力张量的分解 S 9;:)
4.1.3 应力张量不变量和偏应力不变量 aCZ7G
% Y
4.1.4 应力空间 d1{%z\u
a
4.2 弹性模型 ^5{0mn_4i
4.2.1 线弹性模型 &UextG k7
4.2.2 多孔介质弹性模型 I;5:jT `
4.3 塑性模型 -LnNA`-
4.3.1 Mohr-Coulomb（摩尔库仑）模型 `at>X&Ce,
4.3.2 扩展的Drucker-Prager模型 u 6"v}gN
4.3.3 修正Drucker-Prager帽盖模型 !]l !I9
4.3.4 临界状态塑性模型（Criticalstateplasticitymodel） |9;MP&68
4.4 算例分析 _yu_Ev}R
4.4.1 采用不考虑剪胀的Molar-Coulomb模型 1=^edQ+
4.4.2 考虑剪胀的分析 Od? b(bE.]
4.4.3 考虑初始应力的分析 9bb 5?b/
4.5 本章小结 p( 6!7t:
3x6@::s~
第5章 接触面理论及应用 Z{p62|+Ck@
5.1 接触对 {[tx^b
5.1.1 基本特性 AZ'"Ua
5.1.2 接触对定义中的关键问题 a(|,KW Hn
5.1.3接触对的定义方法 ,b!]gsds
5.2 接触面相互作用力学模型 rd0[(-
5.2.1 接触面的法向模型 cpJ(77e
5.2.2 接触面的摩擦模型 H]a@"gO
5.2.3 接触面的计算输出结果 ,f3Ck*M
5.2.4 接触面力学模型定义方法 :dM
eNM-
5.3 接触面模拟中可能遇到的问题 w`a(285s)i
5.3.1 接触面的初始相对位置 V.H<KyaJ
5.3.2 正确定义表面 n| [RXpAp3
5.3.3 避免迭代次数过多 i3usZ{_r
5.3.4 避免过约束（Overconstraints） s<`54o ,
5.4 算例分析 TQiD bgFo
5.4.1 问题的描述 +1(L5Do}
5.4.2 创建部件 TxDzGC
5.4.3 设置材料和截面属性 QmRE<i
5.4.4 装配部件 +u[?8D7Y
5.4.5 定义分析步 Vv<Tjr
5.4.6 定义接触 ??g `c=R!V
5.4.7 定义载荷、边界条件 D@
R>gqb
5.4.8 划分网格 P{ {U
5.4.9 提交任务 Q ,6[
5.4.10 结果处理 9 ! 6\8
5.5 本章小结 6d%'>^`(o-
|8< P%:*N
第6章 用户子程序
uZA^o
6.1 用户子程序总体介绍 )?D w) s5
6.1.1 用户子程序的基本知识 Rb=8(#
6.1.2 用户子程序编写注意事项 >~)IsQ*%
6.2 用户自定义材料子程序UMAI U%)m
[zAw
6.2.1 UMAT子程序格式和变量说明 >Vl8ZQ8
6.2.2 如何在分析中使用自定义材料 g XThdNU4G
6.2.3 Mises弹塑性模型的UMAT子程序编写实例 {24Y1ohK
6.3 用户自定义接触面摩擦模型子程序FRIC di,?`
6.3.1 FRIC子程序格式和变量说明 WUesTA>
6.3.2 如何在分析中使用自定义接触面摩擦模型 Gi*GFv%xB
6.3.3 非线性弹性摩擦模型 ZUiI nO
6.4 用户自定义单元子程序UEI
wn-{V kpm
6.4.1 UEL子程序格式和变量说明 !(L\X'jH
6.4.2 如何在分析中使用自定义单元 oP VyLD
6.4.3 平面三节点线弹性梁单元UEL子程序编写实例 \'AS@L"Wj^
6.5 其他几个常用的用户子程序 ,*} 5xpX
6.5.1 自定义边界条件子程序DISP @Y8/#6 KE
6.5.2 自定义载荷子程序DLOAD ~~D
=Z#
6.5.3 自定义初始孔隙比分布的子程序VOIDRI Tl2e?El; 4
6.6 本章小结 3$hbb6N%6.
""2g{!~ r
第7章 用户自定义材料二次开发 =O?#>3A}
7.1 邓肯模型的二次开发 :(o 6^%x
7.1.1 邓肯模型介绍 5PXo1"n8T
7.1.2 邓肯模型的UMAT子程序编写 =Lyo]8>,X
7.1.3 三种不同的应力积分算法 !"e~HZmr
7.1.4 算例验证 ])YGeY(V0+
7.2 边界面模型的二次开发 vKCgtk
7.2.1 边界面模型介绍 ZKT~\l
7.2.2 边界面模型的应力积分算法 V7qc9Gd@I
7.2.3 编程要点 nR()ei^X
7.2.4 算例验证 qauZ-Qoc9
7.3 本章小结 0-9.u`)#yu
V&>\U?q:
第8章 土体固结沉降分析 w_ sA8B
8.1 ABAQUS／Standard中的固结计算功能 cx(W{O"Jb
8.2 ABAQUS／Standard中与固结计算相关的基本概念 '\iW p?`$
8.2.1 孔隙介质中的流体流动 qX Q/M]
8.2.2 有效应力原理 \f AL:mJ
8.2.3 固结计算中的孔压 ctzaqsr
8.3 使用流体渗透，应力耦合分析步进行固结计算 <e : 2DB&
8.3.1 分析类型 S _B $-H|
8.3.2 增量步时间步长的选择 UI,i 2<&
8.3.3 单元选择 xq2
,S
8.3.4 材料模型 XazKS4(
8.3.5 载荷和边界条件 }uTe(Rf
8.3.6 设置初始条件 guC7!P^
8.3.7 固结计算中的输出变量 rkW2_UTZE
8.3.8 周结计算中的单位 %!>~2=Q2*
8.4 算例 aB(6yBBoxj
8.4.1 太沙基（Terzaghi）一维固结 _IK@K 6V1
8.4.2 剑桥粘土地基固结分析 y@L-qO+{&
8.4.3 堆载预压模拟 d/57;6I_
8.5 本章小结 N~%F/`Z<+
g`skmHS89
第9章 非饱和渗流与流固耦合分析 t1I` n(]n
9.1 非饱和渗流问题中的边界条件 dUTF0U
9.1.1 土坝渗流的典型边界条件 a^*@j :[
9.1.2 ABAQUS／Standard提供的特殊渗流边界条件功能 ![ v @+9
9.2 非饱和渗流问题中的材料模型 )cMW,
9.2.1 饱和度对渗透性能的影响 K`9ph"(Z
9.2.2 饱和度与基质吸力之间的关系 U se`E
9.3 算例 +U%U3tAvs
9.3.1 二维均质土坝的稳定渗流分析 u,d@ oF(=
9.3.2 三维混合坝的稳定渗流分析 zlh}8Es
9.3.3 边坡降雨入渗分析 `z =I}6){
9.4 本章小结 \?bp^BrI
l"\W] 'T:r
第10章 自定义排水板单元的二次开发 X:*Ut3"
10.1 排水板地基固结的常规处理方法 Daa2.*
10.2 自定义排水板单元的开发 O^D$ ~
]
10.2.1 排水板单元的构造 3zO'=g wJ
10.2.2 排水板单元的理论推导 ,Z7tpFC
10.2.3 排水板UEL子程序的编写 dn by &-+T
10.3 自定义排水板单元的算例验证 %C]K`=vI-
10.3.1 采用实体单元划分排水板的算例 y: 0j$%^
10.3.2 采用自定义实体单元划分排水板的算例 Z7eD+4gD
10.3.3 Hansbo理论解答 x+}6qfc$9k
10.4 本章小结 D3LW 49
<uugT9By
第11章 基桩低应变检测的数值模拟 JNzNK.E!m-
11.1 动力求解方法的简单介绍 }ug|&2 5D
11.1.1 模态分析方法 hi>sD U< x
11.1.2 直接积分法 W9{>.E?
11.1.3 动力分析中的阻尼 Z#wmEc.}C
11.2 ABAQUS／Standard中的隐式积分算法 5Pis 0fa
11.2.1 隐式积分方法的特点 =o5ZcC
11.2.2 隐式积分算法中的时间步长控制 ~;Ga65_6_
11.2.3 使用隐式积分算法求解动力问题 "YlN_ U
11.3 ABAQUS／Explicit中的显式积分算法 7XE/bhe%S
11.3.1 显式方法适用的问题类型 Hnwir!=7
11.3.2 显式算法的条件稳定性 d jeax
11.3.3 隐式积分算法中的时间步长控制 :^DuB_
11.3.4 使用显式积分算法求解动力问题 iPMI$
11.4 隐式与显式求解方法的比较 s4 o-*1R*`
11.4.1 一般比较 g?ID}E ~<
11.4.2 节点自由度增加对计算资源耗费的影响 }bG|(Wp9
11.5 算例分析 W@w#A ]
11.5.1 低应变动力检测方法原理简介 Ed3 *fY
11.5.2 一维杆件内应力波的传递分析 Be{ 7Rj v
11.5.3 PCC桩低应变检测中的三维效应 @|xcrEnP}B
11.6 本章小结 8CxC` *L(
1(`>9t02/?
第12章 桩基承载力分析 dA[Z\
12.1 桩基承载力理论 j_E$C.XU{g
12.1.1 α方法 >3
Q%Yn
12.1.2 β方法 H4 }^6><V
12.2 桩的加载速度 ~A+D H
12.3 算例分析 bWK}oYB*
12.3.1 不排水条件下的竖直受载桩 !tGXh9g
12.3.2 排水条件下的竖直受载桩 zq g4@"
p
12.3.3 管桩竖向载荷作用下的工作性状 95;q ] =U
12.3.4 桩在水平载荷作用下的工作性状 Kw} -<y
12.4 本章小结 08&DP^NS
:tY ;K2wDM
第13章 岩土开挖问题求解 IiV:bHUE}0
13.1 ABAQUS中的单元生死功能 F{\MIuoy
13.1.1 单元的移除 g4 <w6eB
13.1.2 单元的激活 ba^cw }5
13.1.3 接触对的移除和激活 [1@ -F +
13.1.4 单元生死操作中的注意事项 yw` xK2(C$
13.2 算例分析 +] /_gz
13.2.1 隧道开挖分析 +5Yc/Qp
13.2.2 内撑式基坑开挖模拟 PZ~uHX_d>
13.3 本章小结 #uJGXrGt=
]?tsYXU j
第14章 岩土贯入问题求解
r xQn[
14.1 岩土贯入问题的有限元处理思路 j QOY \1SR
14.2 ABAQUS中的ALE方法 Q+E%"`3V4l
14.2.1 在ABAQUS／Explicit中激活ALE功能 '/kSUvd
14.2.2 ALE方法的网格划分方法及控制参数 wxpE5v+f|
14.2.3 ALE方法的解答传输方法 k.>*!l0
14.2.4 ALE分析中的结果分析 ?y!0QAIXK
14.3 岩土贯入问题算例 # P$=P2o
14.3.1 静压桩挤土效应数值模拟 E^ _ P
14.3.2 粘土地基中的CPT圆锥静力贯入试验模拟 .asHFT7]9
14.4 本章小结 $:w4_X5 T
0f /=C9L
第15章 土石坝的静力与动力分析 a? K =
15.1 基于ABAQUS的土石坝静力分析 ,Khhu%$
15.1.1 邓肯模型的开发 6,)!\1k
15.1.2 填方分层施工模拟及新填土层的位移修正 nY"9"R\.=
15.1.3 浸水湿化变形的处理 w}^z1n
15.2 基于ABAQUS的土石坝动力分析 7. 9n
15.2.1 等效线性模型的开发 f
sAgXv
15.2.2 坝体材料的液化判别 aPaG nP:^
15.2.3 永久变形分析 C,+6g/{
15.3 算例分析 T;X8 T
15.3.1 理想均质土石坝的施工及蓄水过程模拟 ]0.? 1s e
15.3.2 一维场地地震反应模拟 R:k NAtK
15.3.3 三维心墙土石坝静、动力分析 fw,ruROqD
15.4 本章小结 Fy5xIRyI\F
|3W\^4>,
第16章 边坡稳定性分析 fg"@qE-;
16.1 强度折减法的基本原理 ^%wj6
16.2 强度折减法在ABAQUS中的实现 dHc 38zp
16.3 算例分析 s`M[/i3Nm
16.3.1 二维均质土坡稳定性分析 Ffk$8"
16.3.2 抗滑桩加固土坡稳定性分析 GJ W+'-f
16.4 本章小结 V`?2g_4N
参考资料 5OP$n]|(
Ac!, #Fq
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作者介绍 3Ugus H3
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