内容提要 SMVn 2H@
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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。 q"OvuHBSOn
《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。 Al="s s&2
Tj}H3/2
目录 !6: kJL}U
smQ<lwA
~=~|@K
-------------------------------------------------------------------------------- A+*M<W
y@"6Dt|
前言 iJE
$ 3
第1章 ABAQUS的功能与特点 )IQa] A
1.1 认识ABAQUS mt$0p|B 8
1.1.1 ABAQUS软件产品 m .ev~Vv~
1.1.2 ABAQUS产品的主要功能 %EA|2O.D
1.1.3 ABAQUS在岩土工程中的适用性 aMQfg51W:
1.2 ABAQUS基础 ?s[ kUv+=
1.2.1 ABAQUS的文件格式 coq7La[
1.2.2 ABAQUS的一些基本约定 [+EmV >Y
1.2.3 ABAQUS的运行命令 iIFM 5CT
1.2.4 ABAQUS／CAE基础 x5_V5A/@LU
1.2.5 ABAQUS的任务inp输入文件构成 Tg|0!0qD]F
1.3 本章小结 $_N Yu
f
QSP]?
第2章 ABAQUS快速入门 ]cvP !
2.1 ABAQUS／CAE的功能模块 4SRX@/ #8*
2.1.1 Part（部件）模块 ZYr6Wn
2.1.2 Property（性质）模块 NO5\ |.,Z
2.1.3 Assembly（装配）模块 %fB]N
2.1.4 Step（分析步）模块 U^iNOMs?
2.1.5 Interaction（相互作用）模块 7 lc -
2.1.6 Load（载荷）模块 X6I"&yct
2.1.7 Mesh（网格）模块 W8{g<.
/
2.1.8 Job（任务）模块 k I
2.1.9 Visualization（可视化或后处理）模块 qKu/~0a/
2.1.1 0Sketch（草图）模块 [w&B>z=g$
2.2 ABAQUS／CAE应用实例 Lky<L96
2.2.1 问题的描述 !Au'WJfE
2.2.2 创建部件
JmL{ &
2.2.3 设置创建材料和截面特性 }pqnF53
2.2.4 装配部件 jroR 2*
2.2.5 定义分析步 '/l<\b/E
2.2.6 定义载荷和边界条件 }ZaZPB/_}P
2.2.7 划分网格 BN??3F8C
2.2.8 提交任务 8 $)xxV_zp
2.2.9 后处理 u 7 s-
2.2.10 退出ABAQUS／CAE ~jcdnm]
2.3 本章小结 4yy9m8 /
= ^a Ng q
第3章 岩土工程中常用的单元 8SH&b8k<<
3.1 单元的特征 +9EG6"..@H
3.1.1 单元族 [ _kis
3.1.2 自由度 'x/pV5[hQ
3.1.3 节点数目 q| N,?f9
3.1.4 数学公式 %DOV)Qc2
3.1.5 积分 g~ubivl2
3.2 岩土工程常用的单元 );*:Uz sC_
3.2.1 实体（连续体）单元 BF)!VnJ
3.2.2 梁单元 GnT Cq_\
3.2.3 杆单元 j >pv@D
3.2.4 孔压单元 'P'f`;'_DC
3.2.5 无限元 :{7gZ+*
3.2.6 管土相互作用单元 B h<DqN
本章小结 o/dj1a~U
C[X2]zr
第4章 岩土工程中常用的本构模型 Xg <R+o
4.1 应力状态的描述 2g0_[$[m
4.1.1 应力张量 zDK"Y{
4.1.2 应力张量的分解 k`aHG8S\
4.1.3 应力张量不变量和偏应力不变量 rJz`v/ :|P
4.1.4 应力空间 T~D2rt\
4.2 弹性模型 pD YcsC {p
4.2.1 线弹性模型 "+dByaY
4.2.2 多孔介质弹性模型 *OM+d$l!
4.3 塑性模型 k[ZkVwx
4.3.1 Mohr-Coulomb（摩尔库仑）模型 J ?y0R X
4.3.2 扩展的Drucker-Prager模型 AQ) DiH
4.3.3 修正Drucker-Prager帽盖模型 7cMHzh k^
4.3.4 临界状态塑性模型（Criticalstateplasticitymodel） UiE 1TD{
4.4 算例分析 [H4)p ,R
4.4.1 采用不考虑剪胀的Molar-Coulomb模型 &m5FYm\
4.4.2 考虑剪胀的分析 .X.,.vHx
4.4.3 考虑初始应力的分析 BmhIKXE{*
4.5 本章小结 woyn6Z1JQ
L9} %tEP
第5章 接触面理论及应用 <>71;%e;'
5.1 接触对 Od]B;&F
5.1.1 基本特性 fUKi@*^ZUa
5.1.2 接触对定义中的关键问题 T8t_+| (
G
5.1.3接触对的定义方法 g cI?)F
5.2 接触面相互作用力学模型 OAi SE`
5.2.1 接触面的法向模型 4N K{RN3
5.2.2 接触面的摩擦模型 Ge_Gx*R
5.2.3 接触面的计算输出结果 VRQD
5.2.4 接触面力学模型定义方法 9er0Ww.d
5.3 接触面模拟中可能遇到的问题 Oj]4 jRew
5.3.1 接触面的初始相对位置 Eb~e=){
5.3.2 正确定义表面 sZh| <2
5.3.3 避免迭代次数过多 /w/um>>K.
5.3.4 避免过约束（Overconstraints） (dnaT-M3
5.4 算例分析 +@mgb4_
5.4.1 问题的描述 @Af C$T
5.4.2 创建部件 [}Z!hq
5.4.3 设置材料和截面属性 U$m[{ r2M
5.4.4 装配部件 ^&!iq K2o
5.4.5 定义分析步 ~{00moN"m
5.4.6 定义接触 qA>C<NL
5.4.7 定义载荷、边界条件 =IEei{
5.4.8 划分网格 kP[LS1}*
5.4.9 提交任务 L7"B`oa(p
5.4.10 结果处理 =u<jxV9
5.5 本章小结 a0)] W%F
Sau?Y
第6章 用户子程序 VlFhfOR6t
6.1 用户子程序总体介绍 *z
} <eq
6.1.1 用户子程序的基本知识 =2OLyZDI
6.1.2 用户子程序编写注意事项 VK[`e[.C
6.2 用户自定义材料子程序UMAI +@BjQ|UZ
6.2.1 UMAT子程序格式和变量说明 *5z "Xy3J
6.2.2 如何在分析中使用自定义材料 7*C>4Gs
6.2.3 Mises弹塑性模型的UMAT子程序编写实例 E5Zxp3 N
6.3 用户自定义接触面摩擦模型子程序FRIC *}RV)0mif
6.3.1 FRIC子程序格式和变量说明 C+vk9:"
6.3.2 如何在分析中使用自定义接触面摩擦模型 %d ^ =$Q
6.3.3 非线性弹性摩擦模型 #4Ltw ,b^
6.4 用户自定义单元子程序UEI i:n1Di1~E
6.4.1 UEL子程序格式和变量说明 8Y
P7'Fz
6.4.2 如何在分析中使用自定义单元 /7&WFCc)(
6.4.3 平面三节点线弹性梁单元UEL子程序编写实例 =y]F cxF
6.5 其他几个常用的用户子程序 I#U)
6.5.1 自定义边界条件子程序DISP JLh{>_Rr
6.5.2 自定义载荷子程序DLOAD XGSg x
6.5.3 自定义初始孔隙比分布的子程序VOIDRI 4Y yVh.x
6.6 本章小结 Rc#c^F<
4O '%$6KR(
第7章 用户自定义材料二次开发 W/G75o~6
7.1 邓肯模型的二次开发 EncJB
7.1.1 邓肯模型介绍 # 5b
7.1.2 邓肯模型的UMAT子程序编写 0}wmBSl
7.1.3 三种不同的应力积分算法 3) 3$ L
7.1.4 算例验证 7CSd}@71\
7.2 边界面模型的二次开发 ij&T \):d
7.2.1 边界面模型介绍 tE]Y=x[Ux
7.2.2 边界面模型的应力积分算法 Z ItS(o J.
7.2.3 编程要点 ,niQs+'<
7.2.4 算例验证 UO}Yr8Z;
7.3 本章小结 *DuP ~8
f <LRM
第8章 土体固结沉降分析 @!,W] ?{
8.1 ABAQUS／Standard中的固结计算功能 [w?v !8l
8.2 ABAQUS／Standard中与固结计算相关的基本概念 g &fq )d
8.2.1 孔隙介质中的流体流动 ;3
/*Z5p
8.2.2 有效应力原理 cjc1iciZ
8.2.3 固结计算中的孔压 ~vw$Rnotz
8.3 使用流体渗透，应力耦合分析步进行固结计算 C~c|};&%
8.3.1 分析类型 n7iIY4gZ
8.3.2 增量步时间步长的选择 \PM5B"MDZ
8.3.3 单元选择 FSH C\8siS
8.3.4 材料模型 VdF<#(X+
8.3.5 载荷和边界条件 I0v4T jHH
8.3.6 设置初始条件 m?`?T
8.3.7 固结计算中的输出变量 *5 q_fO
8.3.8 周结计算中的单位 UU DZ
8.4 算例 gF~#M1!!
8.4.1 太沙基（Terzaghi）一维固结 p(pL"
8.4.2 剑桥粘土地基固结分析 #s0Wx47~
8.4.3 堆载预压模拟 `+ 5,=S
8.5 本章小结 >m4HCs >
U%l <48@8
第9章 非饱和渗流与流固耦合分析 D UW SY?^c
9.1 非饱和渗流问题中的边界条件 e)2w&2i`(F
9.1.1 土坝渗流的典型边界条件 d5l] .%~
9.1.2 ABAQUS／Standard提供的特殊渗流边界条件功能 ySNXjH
Q=
9.2 非饱和渗流问题中的材料模型 c|(&6(r
9.2.1 饱和度对渗透性能的影响 QRlrcauM
9.2.2 饱和度与基质吸力之间的关系 *7^w}v+.
9.3 算例 mecm,xwm
9.3.1 二维均质土坝的稳定渗流分析 IpKpj"eoLy
9.3.2 三维混合坝的稳定渗流分析 k_](u91
9.3.3 边坡降雨入渗分析 TA>28 /U#
9.4 本章小结 D0
,t,,L
J:G ~ 9~V^
第10章 自定义排水板单元的二次开发 * Fm #Qek
10.1 排水板地基固结的常规处理方法 f ]DO2 r
10.2 自定义排水板单元的开发 UCI !>G
10.2.1 排水板单元的构造 >;Vy{bL8
10.2.2 排水板单元的理论推导 %617f=(E?!
10.2.3 排水板UEL子程序的编写 |5#iPw_wMY
10.3 自定义排水板单元的算例验证 oh.8WlI
10.3.1 采用实体单元划分排水板的算例 TY]-L1$
10.3.2 采用自定义实体单元划分排水板的算例 O%p+P<J
10.3.3 Hansbo理论解答 [hXnw'Im/
10.4 本章小结 GCv*a[8?n
Uq:CM6q\
第11章 基桩低应变检测的数值模拟 fSw6nEXn
11.1 动力求解方法的简单介绍 be+tAp`
11.1.1 模态分析方法 6/l{e)rX2o
11.1.2 直接积分法 GcCMCR3
11.1.3 动力分析中的阻尼 9P\R ?~3
11.2 ABAQUS／Standard中的隐式积分算法 _l$X![@6=
11.2.1 隐式积分方法的特点 l t{yo\
11.2.2 隐式积分算法中的时间步长控制 6*% E4#4
11.2.3 使用隐式积分算法求解动力问题 y3Lq"?h
11.3 ABAQUS／Explicit中的显式积分算法 g"|Z1iy|9
11.3.1 显式方法适用的问题类型 2 y@y<38
11.3.2 显式算法的条件稳定性 T;Zv^:]0
11.3.3 隐式积分算法中的时间步长控制 K Xb D7N.
11.3.4 使用显式积分算法求解动力问题 khS >
11.4 隐式与显式求解方法的比较 bZd )4
11.4.1 一般比较 CvB)+>oa
11.4.2 节点自由度增加对计算资源耗费的影响 Ub% 1OQ
11.5 算例分析 Fa^I 1fk
11.5.1 低应变动力检测方法原理简介 x'hUw*
11.5.2 一维杆件内应力波的传递分析 /d
prs(*K
11.5.3 PCC桩低应变检测中的三维效应 U[WR?J4~LX
11.6 本章小结 Ub| -Q
0="U'|J_
第12章 桩基承载力分析 /Lt Lu
12.1 桩基承载力理论 k(%h{0'
12.1.1 α方法 6Cz%i 6)
12.1.2 β方法 O\ph!?L
12.2 桩的加载速度 0VwmV_6'<W
12.3 算例分析 ?0VETa ~m
12.3.1 不排水条件下的竖直受载桩 $<v{$UOh
12.3.2 排水条件下的竖直受载桩 9#D?wR#J=
12.3.3 管桩竖向载荷作用下的工作性状 v*VId
l>
12.3.4 桩在水平载荷作用下的工作性状 >4x~US[VB
12.4 本章小结 j/*4Wj[
C
Ch38qBp
第13章 岩土开挖问题求解 3tAX4DnYrq
13.1 ABAQUS中的单元生死功能 a?5R ; I B
13.1.1 单元的移除 (Aw!K`0Y1
13.1.2 单元的激活 d>r_a9 .u
13.1.3 接触对的移除和激活 ac< hz0
13.1.4 单元生死操作中的注意事项 6O#
xV:Uc<
13.2 算例分析 8@Hl0{q
13.2.1 隧道开挖分析 pG0Ca](
13.2.2 内撑式基坑开挖模拟 , \
6*fXc
13.3 本章小结 M@?,nzs
K
`(6g87h
第14章 岩土贯入问题求解 HA W57N
14.1 岩土贯入问题的有限元处理思路 />[X
k
14.2 ABAQUS中的ALE方法 Hb|y`O k
14.2.1 在ABAQUS／Explicit中激活ALE功能 pJ ;4rrSK
14.2.2 ALE方法的网格划分方法及控制参数 vhot-rBN
14.2.3 ALE方法的解答传输方法 R<FW?z*
14.2.4 ALE分析中的结果分析 f )K(la^'
14.3 岩土贯入问题算例 HMrl!;:
14.3.1 静压桩挤土效应数值模拟 QH.zsqf(
14.3.2 粘土地基中的CPT圆锥静力贯入试验模拟 O~=|6 #c
14.4 本章小结 3I%F,-r
Tyk\l>S
第15章 土石坝的静力与动力分析 qsTB)RdjP%
15.1 基于ABAQUS的土石坝静力分析 DgB]y6~KXl
15.1.1 邓肯模型的开发 #V:28[
15.1.2 填方分层施工模拟及新填土层的位移修正 P]wCC`qi
15.1.3 浸水湿化变形的处理 BiI}JEp4o
15.2 基于ABAQUS的土石坝动力分析 E,g5[s@
15.2.1 等效线性模型的开发 "F fIq;
15.2.2 坝体材料的液化判别 /UAcN1K!B
15.2.3 永久变形分析 ;&8
15.3 算例分析 Y ]-7T-*+t
15.3.1 理想均质土石坝的施工及蓄水过程模拟 /ig'p53jL
15.3.2 一维场地地震反应模拟 Se >"=[=
15.3.3 三维心墙土石坝静、动力分析 s_`=ugue
15.4 本章小结 }:f
\!b
0z1UF{{
第16章 边坡稳定性分析 ,OilGT Q#
16.1 强度折减法的基本原理 0X'2d
16.2 强度折减法在ABAQUS中的实现 tP ;^;nw
16.3 算例分析 Fo 86WP}
16.3.1 二维均质土坡稳定性分析 `PVr;&
16.3.2 抗滑桩加固土坡稳定性分析 '4J];Nj0
16.4 本章小结 { :m%n-
参考资料 9u&q{I
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作者介绍 !W3bHy:C"
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