内容提要 7K\v=
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0[l}@ K ?
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'v d&r @N
《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。 P +o"]/7U
《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。 %xlpOR4
Pp-N2t86#2
目录 &SE}5ddC7
ua F- 3
>+a\BK"k
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{Nl?
前言 HLW_Y|QaFo
第1章 ABAQUS的功能与特点 9 8|sWI3 B
1.1 认识ABAQUS @KTuG ?.
1.1.1 ABAQUS软件产品 H% O\4V2s
1.1.2 ABAQUS产品的主要功能 ed,A'S= d
1.1.3 ABAQUS在岩土工程中的适用性 +c))fPuV
1.2 ABAQUS基础 }ssV"5M
1.2.1 ABAQUS的文件格式 HDH G~<s
1.2.2 ABAQUS的一些基本约定 v0\l~_|H
1.2.3 ABAQUS的运行命令 rkjnw@x\
1.2.4 ABAQUS／CAE基础 & s+l/;3
1.2.5 ABAQUS的任务inp输入文件构成 tn5%zJ#+
1.3 本章小结 SUc%dp XZa
CT[9=wV)m%
第2章 ABAQUS快速入门 i<"lXu
2.1 ABAQUS／CAE的功能模块 ^/ " }_bR
2.1.1 Part（部件）模块 =xo0T 6
2.1.2 Property（性质）模块 NfvPE ]S
2.1.3 Assembly（装配）模块 Y)1/f EM
2.1.4 Step（分析步）模块 =\O#F88ui
2.1.5 Interaction（相互作用）模块 L+8ar9es
2.1.6 Load（载荷）模块 F@u7Oel@m
2.1.7 Mesh（网格）模块 s(=wG|
2.1.8 Job（任务）模块 m.K cTM%j
2.1.9 Visualization（可视化或后处理）模块 Vgm'&YT
2.1.1 0Sketch（草图）模块 M@cFcyk K
2.2 ABAQUS／CAE应用实例 sF
{,n0<8
2.2.1 问题的描述 Z A(u"T~
2.2.2 创建部件 . $&^yp
2.2.3 设置创建材料和截面特性 6$R9Y.s>Z
2.2.4 装配部件 AM}2=Ip
2.2.5 定义分析步 M`cxxDj&j
2.2.6 定义载荷和边界条件 2`4m"D tA
2.2.7 划分网格 J# (AX6
2.2.8 提交任务 i1B!oZ3q
2.2.9 后处理 1"H; Tr|
2.2.10 退出ABAQUS／CAE n~ *|JJ*`
2.3 本章小结 [Z$H <m{c-
z5jw\jBD
第3章 岩土工程中常用的单元 4C*ywP
3.1 单元的特征 [|Qzx w9
3.1.1 单元族 Vf cIR(
3.1.2 自由度 *BsK6iVb
3.1.3 节点数目 RrMEDMhk6
3.1.4 数学公式 YbZbA >|
3.1.5 积分 P 2WAnm
3.2 岩土工程常用的单元 gA2Wo+\^bq
3.2.1 实体（连续体）单元 N9w"Lb
3.2.2 梁单元 E#J})cPzw
3.2.3 杆单元 #LasTN9
3.2.4 孔压单元 4' O,xC
3.2.5 无限元 8& 2 +=<Q~
3.2.6 管土相互作用单元 {,% &}kd>
本章小结 &D<R;>iI
i\sBey ND"
第4章 岩土工程中常用的本构模型 yNvAT>H
4.1 应力状态的描述 ? Lg(,-:
4.1.1 应力张量 +hN>Q $E
4.1.2 应力张量的分解 h1_Z&VJ
4.1.3 应力张量不变量和偏应力不变量 XKWq{,Ks
4.1.4 应力空间 I8bM-k):9R
4.2 弹性模型 1=)M15
4.2.1 线弹性模型 0-Mzb{n5
4.2.2 多孔介质弹性模型 tl 0|.Q,
4.3 塑性模型 DPI[~
4.3.1 Mohr-Coulomb（摩尔库仑）模型 L8`v
4.3.2 扩展的Drucker-Prager模型 x%EGxs;>^
4.3.3 修正Drucker-Prager帽盖模型 :H] d1
4.3.4 临界状态塑性模型（Criticalstateplasticitymodel） V %8(zt
4.4 算例分析 hZJ~zx~
4.4.1 采用不考虑剪胀的Molar-Coulomb模型 ]rv\sD`[
4.4.2 考虑剪胀的分析 *`H*@2
4.4.3 考虑初始应力的分析 `Z;Z ^c
4.5 本章小结 w ,j*I7V
7P< Vt S
第5章 接触面理论及应用 OFtaOjsyUa
5.1 接触对
>Z!!` 0{
5.1.1 基本特性 Skt-5S#
5.1.2 接触对定义中的关键问题 99=~vNn
5.1.3接触对的定义方法 WoTeIkM9
5.2 接触面相互作用力学模型 }t^wa\
5.2.1 接触面的法向模型 So 1TH%
5.2.2 接触面的摩擦模型 UePkSz9EU
5.2.3 接触面的计算输出结果 ^\ [p6>
5.2.4 接触面力学模型定义方法 [^"*I.Z_
5.3 接触面模拟中可能遇到的问题 1$0Kv vg[
5.3.1 接触面的初始相对位置 ~[Tcl
5.3.2 正确定义表面 T~E;@weR
5.3.3 避免迭代次数过多 ga
+,
P
5.3.4 避免过约束（Overconstraints） I-R 7+o
5.4 算例分析 AX v
q~XE
5.4.1 问题的描述 MH.+pqIv^
5.4.2 创建部件 t(3f} ?
5.4.3 设置材料和截面属性 H^-Y]{7
5.4.4 装配部件 D>5)',D8xi
5.4.5 定义分析步
e}uK"dl(
5.4.6 定义接触 vqeH<$WHvy
5.4.7 定义载荷、边界条件 j=O+U _w
5.4.8 划分网格 c]M+|R5
5.4.9 提交任务 lAN&d;NU6Z
5.4.10 结果处理 __ g?xw
5.5 本章小结 C!+D]7\j
Xe_ <]|
第6章 用户子程序 !{-W%=Kf
6.1 用户子程序总体介绍 B=cA$620
6.1.1 用户子程序的基本知识 MN<LZC% $
6.1.2 用户子程序编写注意事项 '7'/ +G'~&
6.2 用户自定义材料子程序UMAI IS]A<}j/-
6.2.1 UMAT子程序格式和变量说明 DSLX/u o1
6.2.2 如何在分析中使用自定义材料 !P{ /;Q
6.2.3 Mises弹塑性模型的UMAT子程序编写实例 S( PV*e8
6.3 用户自定义接触面摩擦模型子程序FRIC + Csb8
6.3.1 FRIC子程序格式和变量说明 -YQh
F;/
6.3.2 如何在分析中使用自定义接触面摩擦模型 +v
B}E
6.3.3 非线性弹性摩擦模型 NMkP#s7.y
6.4 用户自定义单元子程序UEI
:tZsSK
6.4.1 UEL子程序格式和变量说明 Ir J SU_
6.4.2 如何在分析中使用自定义单元 9Kd=GL_
6.4.3 平面三节点线弹性梁单元UEL子程序编写实例 gCg hWg{S
6.5 其他几个常用的用户子程序 0cmd +`
6.5.1 自定义边界条件子程序DISP U;bx^2<m
6.5.2 自定义载荷子程序DLOAD OL\-SQ&
6.5.3 自定义初始孔隙比分布的子程序VOIDRI AZ!/{1 Az
6.6 本章小结 YhH3f VM
hrKeOwKHU
第7章 用户自定义材料二次开发 Pn9".
7.1 邓肯模型的二次开发 )x!q;^Js9A
7.1.1 邓肯模型介绍 .JKH=?~\
7.1.2 邓肯模型的UMAT子程序编写 g"/n95k<
7.1.3 三种不同的应力积分算法 /H<{p$Wd
7.1.4 算例验证 F$8:9eL,T
7.2 边界面模型的二次开发 b]u=I za
7.2.1 边界面模型介绍 Kl. *Q
7.2.2 边界面模型的应力积分算法 dz@+ jEV
7.2.3 编程要点 r^Ra`:ca
7.2.4 算例验证 Z RjM^
d;
7.3 本章小结 Uc!k) o#=
%i\rw*f
第8章 土体固结沉降分析 . gy:Pl]w
8.1 ABAQUS／Standard中的固结计算功能 W<q<}RSn
8.2 ABAQUS／Standard中与固结计算相关的基本概念 N #v[ YO`.
8.2.1 孔隙介质中的流体流动 #f(a,,Uu'
8.2.2 有效应力原理 b,Eq-Z;
8.2.3 固结计算中的孔压 )Cd w_Yx
8.3 使用流体渗透，应力耦合分析步进行固结计算 wp~}1]g
8.3.1 分析类型 BZ\="N#f
8.3.2 增量步时间步长的选择 [lIX &!T"
8.3.3 单元选择 i5 r<CxS
8.3.4 材料模型 |4DN2P
8.3.5 载荷和边界条件 ;I 5 P<7VW
8.3.6 设置初始条件 .J -k^+-
8.3.7 固结计算中的输出变量 +\+j/sa
8.3.8 周结计算中的单位 5"h4XINZ
8.4 算例 oJ M; CN
8.4.1 太沙基（Terzaghi）一维固结 /[ m7~B]QE
8.4.2 剑桥粘土地基固结分析 OX.5o lb
8.4.3 堆载预压模拟 uyEk 1)HC
8.5 本章小结 y3j$?o M
9( fh+
第9章 非饱和渗流与流固耦合分析 1!1,{\9%
9.1 非饱和渗流问题中的边界条件 " L5w]6C4
9.1.1 土坝渗流的典型边界条件 y= { k7
9.1.2 ABAQUS／Standard提供的特殊渗流边界条件功能 {#+K+!SvDX
9.2 非饱和渗流问题中的材料模型 :[l}Bb,
9.2.1 饱和度对渗透性能的影响 #TUm&2 +V
9.2.2 饱和度与基质吸力之间的关系 w5q6c%VZ
9.3 算例 Yjo$vQi
9.3.1 二维均质土坝的稳定渗流分析 y:\<FLR}j
9.3.2 三维混合坝的稳定渗流分析 VP< zOk7
9.3.3 边坡降雨入渗分析 ,w "cY?~<
9.4 本章小结
C2LG@iCIE
c2V_|oL
第10章 自定义排水板单元的二次开发 !_Y%+Rkp0
10.1 排水板地基固结的常规处理方法 >CG;df<~
10.2 自定义排水板单元的开发 1<h@ ^s ;
10.2.1 排水板单元的构造 #}.{|'L
10.2.2 排水板单元的理论推导 )2"WC\%
10.2.3 排水板UEL子程序的编写 dDiy_Q6
10.3 自定义排水板单元的算例验证 gD%o0 jt"
10.3.1 采用实体单元划分排水板的算例 [W$x5|Z}Q
10.3.2 采用自定义实体单元划分排水板的算例 0F uj-q
10.3.3 Hansbo理论解答 )%/ Ni^
10.4 本章小结 ,h5 FX^
f`vWCb
第11章 基桩低应变检测的数值模拟 ^Zpz@T>m
11.1 动力求解方法的简单介绍 E5gt_,j>
11.1.1 模态分析方法 %Lx#7bR U
11.1.2 直接积分法 pV<K=;:x>
11.1.3 动力分析中的阻尼 CWZv />,%
11.2 ABAQUS／Standard中的隐式积分算法 (xfy?N
11.2.1 隐式积分方法的特点 zKk=R6w
11.2.2 隐式积分算法中的时间步长控制 0dx%b677d
11.2.3 使用隐式积分算法求解动力问题 CZy!nR!
11.3 ABAQUS／Explicit中的显式积分算法 u j}%S_9
11.3.1 显式方法适用的问题类型 XwIHIG}
11.3.2 显式算法的条件稳定性 \xOYa
11.3.3 隐式积分算法中的时间步长控制 &B8x0 yi
11.3.4 使用显式积分算法求解动力问题 {'P?wv
11.4 隐式与显式求解方法的比较 iMM9a;G+
11.4.1 一般比较 -iy 1 7$
11.4.2 节点自由度增加对计算资源耗费的影响 ?/3{gOgI$`
11.5 算例分析 |p/[sD+M
11.5.1 低应变动力检测方法原理简介 q% s<y +
11.5.2 一维杆件内应力波的传递分析 { o'(_.{
11.5.3 PCC桩低应变检测中的三维效应 ).Z
U0fV
11.6 本章小结 m,5m'9 dj
i @M^ l`w
第12章 桩基承载力分析 4,`t9f^:
12.1 桩基承载力理论 ^~B#r #
12.1.1 α方法 q.hpnE~#lh
12.1.2 β方法 (=%0 x"'
12.2 桩的加载速度 &4t= Y`]SL
12.3 算例分析 }!kvoV)]1
12.3.1 不排水条件下的竖直受载桩 =?M{B1;H
12.3.2 排水条件下的竖直受载桩 6[ Mu3.T
12.3.3 管桩竖向载荷作用下的工作性状 @gx]3t*]I
12.3.4 桩在水平载荷作用下的工作性状 j%S}
T)pX
12.4 本章小结 7
A{R0@
^6UE/4x!y
第13章 岩土开挖问题求解 1b7 Q-elG
13.1 ABAQUS中的单元生死功能 >.gT 9
13.1.1 单元的移除 yBqK ldl
13.1.2 单元的激活 lR
ZuXo9<
13.1.3 接触对的移除和激活 :y~l?0b&8
13.1.4 单元生死操作中的注意事项 #%CB` l
13.2 算例分析 gfX it$s
13.2.1 隧道开挖分析 /u'V>=D;f
13.2.2 内撑式基坑开挖模拟 b5
AP{
#
13.3 本章小结 sVS),9\}
0V gsV;
第14章 岩土贯入问题求解 GKXd"8z]
14.1 岩土贯入问题的有限元处理思路 bhjJH,%_>
14.2 ABAQUS中的ALE方法 c=B! \J<1
14.2.1 在ABAQUS／Explicit中激活ALE功能 2 G/CN"
14.2.2 ALE方法的网格划分方法及控制参数 xCU
pMB7
14.2.3 ALE方法的解答传输方法 ,Igd<A=
14.2.4 ALE分析中的结果分析 gr >>]C$
14.3 岩土贯入问题算例 . P! pC
14.3.1 静压桩挤土效应数值模拟 NW*$+u%/R
14.3.2 粘土地基中的CPT圆锥静力贯入试验模拟 (ap,3$ hS
14.4 本章小结 l5Q-M{w0x
a [BIY&/Q
第15章 土石坝的静力与动力分析 #
i|pi'I j
15.1 基于ABAQUS的土石坝静力分析 ' '|R$9\@
15.1.1 邓肯模型的开发 dJ,,yA*
15.1.2 填方分层施工模拟及新填土层的位移修正 IDt7KJ@hc
15.1.3 浸水湿化变形的处理 QL@}hw.F
15.2 基于ABAQUS的土石坝动力分析 yMe;
15.2.1 等效线性模型的开发 $gcC}tX
15.2.2 坝体材料的液化判别 ftqeiZ
2
15.2.3 永久变形分析 Z=144n 1
15.3 算例分析 Qvhy9C r;
15.3.1 理想均质土石坝的施工及蓄水过程模拟 D7,{p2<2T
15.3.2 一维场地地震反应模拟 V%w]HIhq
15.3.3 三维心墙土石坝静、动力分析 lDtl6r/
15.4 本章小结 '_M"yg6d
K1|xatx1V
第16章 边坡稳定性分析 !-|{B3"6
16.1 强度折减法的基本原理 :}~B;s0M\
16.2 强度折减法在ABAQUS中的实现 uPL| 3ACS
16.3 算例分析 5uvFCY./c
16.3.1 二维均质土坡稳定性分析 iFB {a?BE
16.3.2 抗滑桩加固土坡稳定性分析 oAq<ag\qV
16.4 本章小结 ~i9'9PHX@
参考资料 "D/\&1.&
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4wx _@8
作者介绍 d 7!,
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