内容提要 I~"-
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U*k$pp6\b~
《ABAQUS在岩土工程中的应用》结合一系列应用实例，系统地介绍了ABAQUS软件用于岩土工程数值分析的功能和方法。全书分为两大部分共16章，即入门篇（第1-5章）和应用篇（6-16章）。入门篇主要介绍软件的功能、岩土工程中常用的单元、本构关系和接触面理论等基本知识，通过阅读这些章节，读者可以达到快速入门的目的。应用篇中首先详细介绍了用户子程序的编写注意事项和编写过程，然后通过岩土工程应用实例，对模型建立、问题求解和结果后处理中需考虑的关键问题进行了讨论，通过这部分的学习，读者可以掌握用户自定义材料和单元的二次开发、土体固结沉降分析、非饱和渗流与流固耦合分析、基桩低应变检测的数值模拟、桩基承载力分析、岩土开挖问题求解、岩土贯入问题求解、土石坝静力与动力分析和边坡稳定性分析等内容。 nI.#A
《ABAQUS在岩土工程中的应用》适合岩土工程、水利工程、结构工程等领域高校教师、工程技术人员和研究生阅读，也可作为岩土工程专业土工数值分析课程的参考教材。 D2>EG~xWq
7 m&M(ct
目录 + 7E6U*
pWps-e
Ec0Ee0%A]
-------------------------------------------------------------------------------- jR B:o? S
d2.eDEOsC
前言 1y_{#,{>
第1章 ABAQUS的功能与特点 MH"c =mL:
1.1 认识ABAQUS v D1jxk'fd
1.1.1 ABAQUS软件产品 tq@<8?
1.1.2 ABAQUS产品的主要功能 7"*-
>mg
1.1.3 ABAQUS在岩土工程中的适用性 r9s1\7]x
1.2 ABAQUS基础 0+r/>-3]
1.2.1 ABAQUS的文件格式 5 qG7LO.
1.2.2 ABAQUS的一些基本约定 EE&~D~yHUL
1.2.3 ABAQUS的运行命令 H7#RL1qM&
1.2.4 ABAQUS／CAE基础 Cj5M
1.2.5 ABAQUS的任务inp输入文件构成 #) >>f
1.3 本章小结 R,Tw0@{O*
G!O D7:
第2章 ABAQUS快速入门 ]pb;q(?^
2.1 ABAQUS／CAE的功能模块 +#Ov9b
2.1.1 Part（部件）模块 o,Ha-z]f
2.1.2 Property（性质）模块 LC[, K
2.1.3 Assembly（装配）模块 giaO7Qh~
2.1.4 Step（分析步）模块 P).
@o.xl
2.1.5 Interaction（相互作用）模块 C)#:zv m
2.1.6 Load（载荷）模块 `?=AgG g
2.1.7 Mesh（网格）模块 9KXp0Q ?-$
2.1.8 Job（任务）模块 r7ywK9UL
2.1.9 Visualization（可视化或后处理）模块 C _[ jQTr
2.1.1 0Sketch（草图）模块 (: ZOoL
2.2 ABAQUS／CAE应用实例 &R* d/~SU
2.2.1 问题的描述 .D4 D!!
2.2.2 创建部件 30< dEoF
2.2.3 设置创建材料和截面特性 92
Pp.Rh
2.2.4 装配部件 J4lE7aFDA~
2.2.5 定义分析步 r*+9<8-ZX<
2.2.6 定义载荷和边界条件 VWfrcSZg6M
2.2.7 划分网格 mL6/NSSz
2.2.8 提交任务 KD Qux
2.2.9 后处理 m> NRIEA6
2.2.10 退出ABAQUS／CAE zG&
N5t96X
2.3 本章小结 ~ xf9
ml
gdCU1D\
第3章 岩土工程中常用的单元 IUc!nxF#
3.1 单元的特征 ItOVx!"@9
3.1.1 单元族 msY"Y*4
3.1.2 自由度 k 92X)/ll'
3.1.3 节点数目 %WCpn< )
3.1.4 数学公式 }clFaT>m?
3.1.5 积分 1u XtBk6
3.2 岩土工程常用的单元 v S% +
3.2.1 实体（连续体）单元 sU bZVPDr
3.2.2 梁单元 IyP\7WZ
3.2.3 杆单元 } doj4
3.2.4 孔压单元 -'q=oT Z
3.2.5 无限元 C 7+TnJ
3.2.6 管土相互作用单元 2s 6V y
本章小结 1Kc* MS
zo\Xu oZ
第4章 岩土工程中常用的本构模型 /;.M$}Z>`
4.1 应力状态的描述 ^x/0*t5};z
4.1.1 应力张量 OvK_CN{
4.1.2 应力张量的分解 j./bVmd .
4.1.3 应力张量不变量和偏应力不变量 AQ0L9?
4.1.4 应力空间 /
m?Z!
4.2 弹性模型 0|GxOzNd
4.2.1 线弹性模型 dr/!wr'&hS
4.2.2 多孔介质弹性模型 t 8M3V GN
4.3 塑性模型 F=P |vYL&&
4.3.1 Mohr-Coulomb（摩尔库仑）模型 *$l8H[
4.3.2 扩展的Drucker-Prager模型 "lmiGR* u
4.3.3 修正Drucker-Prager帽盖模型 cPS!%?}I
4.3.4 临界状态塑性模型（Criticalstateplasticitymodel） #4c uNX5m%
4.4 算例分析 1km=9[;w'
4.4.1 采用不考虑剪胀的Molar-Coulomb模型 >T!n * -Zn
4.4.2 考虑剪胀的分析 4G`YZZ Q
4.4.3 考虑初始应力的分析 Nz:
4.5 本章小结 {g
)kT_
:'!?dszS
第5章 接触面理论及应用 9d2$F9]:o
5.1 接触对 R9#Z= f,
5.1.1 基本特性 8g0& (9<)
5.1.2 接触对定义中的关键问题 gJF;yW 4
5.1.3接触对的定义方法 f%@Y
XGf
5.2 接触面相互作用力学模型 +[F9Q,bH@b
5.2.1 接触面的法向模型 R
jAeN#,?
5.2.2 接触面的摩擦模型 )m)>k` 0
5.2.3 接触面的计算输出结果 uNRGbDMA=
5.2.4 接触面力学模型定义方法 MPGQ4v i&
5.3 接触面模拟中可能遇到的问题 T Z>z5YTv
5.3.1 接触面的初始相对位置 xMuy[)b
5.3.2 正确定义表面 Y0eu ^p)
5.3.3 避免迭代次数过多 0cS.|\ZTA
5.3.4 避免过约束（Overconstraints） ]\3dJ^q|%
5.4 算例分析 #o^E1cI
5.4.1 问题的描述 F%Mlid;1
5.4.2 创建部件 < )?&Jf>_
5.4.3 设置材料和截面属性 75 v*& -
5.4.4 装配部件 NKI&n]EO
5.4.5 定义分析步 , 1`eH[
5.4.6 定义接触 49kY]z|"w
5.4.7 定义载荷、边界条件 !.w S+
5.4.8 划分网格 (8E Z,V:
5.4.9 提交任务 I'yhxymZ;
5.4.10 结果处理 C]):+F<7
5.5 本章小结 /aPq9B@
m[8#h(s*t
第6章 用户子程序 ` 8 6b
6.1 用户子程序总体介绍 };KmMpBn
6.1.1 用户子程序的基本知识 XSD7~X/:
6.1.2 用户子程序编写注意事项 $8eq&_gJ
6.2 用户自定义材料子程序UMAI 6>vj({,1Y*
6.2.1 UMAT子程序格式和变量说明 GdP9Uj)n-
6.2.2 如何在分析中使用自定义材料 #pVk%5N
6.2.3 Mises弹塑性模型的UMAT子程序编写实例 >5N}ZIN
6.3 用户自定义接触面摩擦模型子程序FRIC Q,DumOq
6.3.1 FRIC子程序格式和变量说明 k~hL8ZT[
6.3.2 如何在分析中使用自定义接触面摩擦模型 @'U4-x
6.3.3 非线性弹性摩擦模型 43VuH
6.4 用户自定义单元子程序UEI lq9c2xK
6.4.1 UEL子程序格式和变量说明 ! T RiFD
6.4.2 如何在分析中使用自定义单元 k1cBMDSokO
6.4.3 平面三节点线弹性梁单元UEL子程序编写实例 VtmUK$k}I
6.5 其他几个常用的用户子程序 \Lc]6?,R
6.5.1 自定义边界条件子程序DISP !nYAyjf
6.5.2 自定义载荷子程序DLOAD woR)E0'qx
6.5.3 自定义初始孔隙比分布的子程序VOIDRI *J s<VR
6.6 本章小结 4u&l@BUr
qxrOfsh
第7章 用户自定义材料二次开发 P$oa6`%l
7.1 邓肯模型的二次开发 6zI?K4o
7.1.1 邓肯模型介绍 1ii.nt1 u
7.1.2 邓肯模型的UMAT子程序编写 p1D-Q7F
7.1.3 三种不同的应力积分算法 +?L~fM69B
7.1.4 算例验证 EfUo<E
7.2 边界面模型的二次开发 \e?T 9c6,
7.2.1 边界面模型介绍 EgO4:8$h
7.2.2 边界面模型的应力积分算法 [NFAdE
7.2.3 编程要点 9wwvh'T&NK
7.2.4 算例验证 G.N3 R
7.3 本章小结 m[7a~-3:J
}@#e D
第8章 土体固结沉降分析 ZcQm(my
8.1 ABAQUS／Standard中的固结计算功能 b"Ulc}$/&
8.2 ABAQUS／Standard中与固结计算相关的基本概念 cCeD3CuRA%
8.2.1 孔隙介质中的流体流动 @z,'IW74V
8.2.2 有效应力原理 iN)@Cu7
8.2.3 固结计算中的孔压 A} "*`y
8.3 使用流体渗透，应力耦合分析步进行固结计算 eQeNlCG
8.3.1 分析类型 fU8;CZnx
8.3.2 增量步时间步长的选择 <zUmcZ
8.3.3 单元选择 QJTC @o
8.3.4 材料模型 0I&rZMpF&
8.3.5 载荷和边界条件 ht-6_]+ME
8.3.6 设置初始条件 du qu}*Jw
8.3.7 固结计算中的输出变量 1`uIjXr(
8.3.8 周结计算中的单位 OkQSqL
8.4 算例 XR&*g1
8.4.1 太沙基（Terzaghi）一维固结 jc?H ip'
8.4.2 剑桥粘土地基固结分析 $ OR>JnV
8.4.3 堆载预压模拟 ] x Kmz
8.5 本章小结 xpnnWHdaq
[_~U<
第9章 非饱和渗流与流固耦合分析 D"Xm9
(
9.1 非饱和渗流问题中的边界条件 Jw^+t )t
9.1.1 土坝渗流的典型边界条件 msCAC*;,
9.1.2 ABAQUS／Standard提供的特殊渗流边界条件功能 -O HG1"/
9.2 非饱和渗流问题中的材料模型 zz9.OnZ~
9.2.1 饱和度对渗透性能的影响 2<O
hO
^
9.2.2 饱和度与基质吸力之间的关系 M aEh8*
9.3 算例 l)|CPSN?w
9.3.1 二维均质土坝的稳定渗流分析 $@NZ*m%?JQ
9.3.2 三维混合坝的稳定渗流分析 COT;KC6
n
9.3.3 边坡降雨入渗分析 GphG/ C (
9.4 本章小结 vrbS-Z<S 9
Ry(!< w,
第10章 自定义排水板单元的二次开发 -g>2 7EI5
10.1 排水板地基固结的常规处理方法 `rc jZ^n
10.2 自定义排水板单元的开发 (5I]um tge
10.2.1 排水板单元的构造 _Nj;Ni2rD
10.2.2 排水板单元的理论推导 l nZ=< T
10.2.3 排水板UEL子程序的编写 H Ow][}M_w
10.3 自定义排水板单元的算例验证 jv7zvp
10.3.1 采用实体单元划分排水板的算例 a[u8x mH
10.3.2 采用自定义实体单元划分排水板的算例 t (1z +
10.3.3 Hansbo理论解答 dYsqF
3f
10.4 本章小结 FxUH ?%w
uaGg 8
第11章 基桩低应变检测的数值模拟 7~65 @&P>
11.1 动力求解方法的简单介绍 (I+-wki"e
11.1.1 模态分析方法 bT;C8i4b\H
11.1.2 直接积分法 J^W.TM&q$,
11.1.3 动力分析中的阻尼 w_-{$8|
11.2 ABAQUS／Standard中的隐式积分算法 <E ^:{J95
11.2.1 隐式积分方法的特点 tQ/ w\6{
11.2.2 隐式积分算法中的时间步长控制 W t8 RC
11.2.3 使用隐式积分算法求解动力问题 Soa.thP
11.3 ABAQUS／Explicit中的显式积分算法 -py.Y Z
11.3.1 显式方法适用的问题类型 J+;.t&5R
11.3.2 显式算法的条件稳定性 fT@ #S}t
11.3.3 隐式积分算法中的时间步长控制 %1 v)rg
y
11.3.4 使用显式积分算法求解动力问题 YF" D;.
11.4 隐式与显式求解方法的比较 mA4v 4z
11.4.1 一般比较 6>"0H/y,
11.4.2 节点自由度增加对计算资源耗费的影响 '[HFIJ0K!
11.5 算例分析 0>'1|8+`(z
11.5.1 低应变动力检测方法原理简介 OVd"'|&6_
11.5.2 一维杆件内应力波的传递分析 "[8](3\v
11.5.3 PCC桩低应变检测中的三维效应 Jd%#eD*k9
11.6 本章小结 Wb|IWn H$
`KL`^UqR
第12章 桩基承载力分析 Mz06cw&
12.1 桩基承载力理论 $+mmqc8
12.1.1 α方法 k&**f_b
12.1.2 β方法 p 7k0pSt
12.2 桩的加载速度 $DMeU A\av
12.3 算例分析 DB*IVg
12.3.1 不排水条件下的竖直受载桩 '*T7tl
12.3.2 排水条件下的竖直受载桩 *s!8BwiE
12.3.3 管桩竖向载荷作用下的工作性状 #mj+|/0
12.3.4 桩在水平载荷作用下的工作性状 Q~]R#S
12.4 本章小结 \Lc
pl-;?
N(
/PJJ~
第13章 岩土开挖问题求解 1|gEY;Ru
13.1 ABAQUS中的单元生死功能 $0w l=S
13.1.1 单元的移除 `$ i`i 'S
13.1.2 单元的激活 1{,WY(,c
13.1.3 接触对的移除和激活 Zj}, VB*T
13.1.4 单元生死操作中的注意事项 K.cNx
13.2 算例分析 e8[ *=&
13.2.1 隧道开挖分析 W<x2~HW(
13.2.2 内撑式基坑开挖模拟 rdC(+2+Ay
13.3 本章小结 UA/3lH}
L7KHs'c*
第14章 岩土贯入问题求解 H7{ 6t(0j
14.1 岩土贯入问题的有限元处理思路 P2oR C3~
14.2 ABAQUS中的ALE方法 Bf7RW[ -v
14.2.1 在ABAQUS／Explicit中激活ALE功能 y /PEm)=Tt
14.2.2 ALE方法的网格划分方法及控制参数 Bb1d H/8
14.2.3 ALE方法的解答传输方法 b\^.5SEw
14.2.4 ALE分析中的结果分析 "'PDreS
14.3 岩土贯入问题算例 Lb];P"2e+
14.3.1 静压桩挤土效应数值模拟 ZSbD4
|_
14.3.2 粘土地基中的CPT圆锥静力贯入试验模拟 P8TiB
14.4 本章小结 <oR Nd3d
YsT fv1~z#
第15章 土石坝的静力与动力分析 YY.;J3C
15.1 基于ABAQUS的土石坝静力分析 ]v lQNd?
15.1.1 邓肯模型的开发 NZD
X93
15.1.2 填方分层施工模拟及新填土层的位移修正 W0?yPP=.
15.1.3 浸水湿化变形的处理 O aZ~
15.2 基于ABAQUS的土石坝动力分析 wPW9 bu
15.2.1 等效线性模型的开发 1.';:/~(
15.2.2 坝体材料的液化判别 Xu'u"amt
15.2.3 永久变形分析 beq)Frn^
15.3 算例分析 $GYy[- .`
15.3.1 理想均质土石坝的施工及蓄水过程模拟 ufm#H#n)#X
15.3.2 一维场地地震反应模拟 ^&,{
15.3.3 三维心墙土石坝静、动力分析 8gx^e./
15.4 本章小结 <H 3}N!
7{b|+0W
第16章 边坡稳定性分析 +ivz
16.1 强度折减法的基本原理 PvA%c<z
16.2 强度折减法在ABAQUS中的实现 EJ86k>]
16.3 算例分析 rL%xl,cn<
16.3.1 二维均质土坡稳定性分析 G q:7d]c~T
16.3.2 抗滑桩加固土坡稳定性分析 ` "9Y.KU
16.4 本章小结 + W +<~E
参考资料 iBc(
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作者介绍 Cd (Ov5%
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