内容提要 @gqs4cg{f
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`2(R}zUHN
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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。 {EoyMJgz
《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。 q[|`&6B
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目录 3Llj_lf
R;TEtu7
Zqs-I 8y
-------------------------------------------------------------------------------- |gRgQGeB
#L IsL
前言 -IE P?NX
第1章 ABAQUS的功能与特点 k'I_,Z<,
1.1 认识ABAQUS X,Q=n2X?3
1.1.1 ABAQUS软件产品 % 6hw
1.1.2 ABAQUS产品的主要功能 tId !C
1.1.3 ABAQUS在岩土工程中的适用性 Y7t{4P
1.2 ABAQUS基础 gy,TT<1 )
1.2.1 ABAQUS的文件格式 2eR+dT
1.2.2 ABAQUS的一些基本约定 ME 10dr
1.2.3 ABAQUS的运行命令 sQw`U{JG
1.2.4 ABAQUS／CAE基础 (~pEro]?+)
1.2.5 ABAQUS的任务inp输入文件构成 G>ptwB81KM
1.3 本章小结 ~~:8Yv[(
/jn3'q_,
第2章 ABAQUS快速入门 ~h^}W$pO
2.1 ABAQUS／CAE的功能模块 4@mXtA
2.1.1 Part（部件）模块 if!`Qid
2.1.2 Property（性质）模块 |Q)w3\S$
2.1.3 Assembly（装配）模块 ~j&:)a'^
2.1.4 Step（分析步）模块 t-4 R7`A<
2.1.5 Interaction（相互作用）模块 n \"LN3
2.1.6 Load（载荷）模块 JJHvj=9'o
2.1.7 Mesh（网格）模块 7" STS7_
2.1.8 Job（任务）模块 ,fG_'3wb
2.1.9 Visualization（可视化或后处理）模块 $H:h (ia:
2.1.1 0Sketch（草图）模块 4bF Vyv
2.2 ABAQUS／CAE应用实例 `w=H'"Zv
2.2.1 问题的描述 R5;eR(24G
2.2.2 创建部件 dK ;\`>8
2.2.3 设置创建材料和截面特性 `Ig2f$}
2.2.4 装配部件 jme5'FR
2.2.5 定义分析步 5f*'wA
2.2.6 定义载荷和边界条件 eeJt4DV8v
2.2.7 划分网格 -^jLU
FC
2.2.8 提交任务 B% g :Z
2.2.9 后处理 1DlcO>#@
2.2.10 退出ABAQUS／CAE h. (;GJO
2.3 本章小结 V-ouIqnI
cD`O+WA2K
第3章 岩土工程中常用的单元 #HuA(``[d
3.1 单元的特征 ^.1VhTB
3.1.1 单元族 O"^a.`27
3.1.2 自由度 B{o\RN U
3.1.3 节点数目 v4>"p!_C
3.1.4 数学公式 'GzhZ` E6
3.1.5 积分 x^O2Lj,w\
3.2 岩土工程常用的单元 L,A-G"z0Z
3.2.1 实体（连续体）单元 hYUV9k:
3.2.2 梁单元 6L> "m0
3.2.3 杆单元 ~B*\k^t`
3.2.4 孔压单元 7@c vy?
v{
3.2.5 无限元 aq,)6P`
3.2.6 管土相互作用单元 qD%&\ZT
本章小结 | m 5;M$M)
-b>O4_N
第4章 岩土工程中常用的本构模型 q>:&xR"ra
4.1 应力状态的描述 n `T[eb~
4.1.1 应力张量 rD
U6 5j
4.1.2 应力张量的分解 /e?ux ~f|
4.1.3 应力张量不变量和偏应力不变量 U:4Og8
4.1.4 应力空间 fYQi#0drn
4.2 弹性模型 AUjTcu>i
4.2.1 线弹性模型 hCvLwZ?LF
4.2.2 多孔介质弹性模型 )>M@hIV5>
4.3 塑性模型 m3xj5]# ^$
4.3.1 Mohr-Coulomb（摩尔库仑）模型 %V1T !<
4.3.2 扩展的Drucker-Prager模型 Fx99"3`3
4.3.3 修正Drucker-Prager帽盖模型 AW&s-b%P
4.3.4 临界状态塑性模型（Criticalstateplasticitymodel） >fj$ wOq
4.4 算例分析 l
75{J xZX
4.4.1 采用不考虑剪胀的Molar-Coulomb模型 &|\}\+0Z
4.4.2 考虑剪胀的分析 4Z~Dxo
4.4.3 考虑初始应力的分析 I.0P7eA-
4.5 本章小结 IZv, Wo
;$ L!`"jn
第5章 接触面理论及应用 s>``-
]3
5.1 接触对 7C?mD75j
5.1.1 基本特性 = 4WZ r
5.1.2 接触对定义中的关键问题 fQ.>G+0 I>
5.1.3接触对的定义方法 Nl<,rD+KSD
5.2 接触面相互作用力学模型 zcWxyLifl0
5.2.1 接触面的法向模型 zu*G4?]~h
5.2.2 接触面的摩擦模型 "gikX/Co=
5.2.3 接触面的计算输出结果 e, 0I~:
5.2.4 接触面力学模型定义方法 iN4'jD^oP
5.3 接触面模拟中可能遇到的问题 6N+)LF}P b
5.3.1 接触面的初始相对位置 Qp{-!*
5.3.2 正确定义表面 @$yYljP
5.3.3 避免迭代次数过多 Ww
tQ>'R"
5.3.4 避免过约束（Overconstraints） cTa D{!zm5
5.4 算例分析 XhD fI
&
5.4.1 问题的描述 YB3=ij!K
5.4.2 创建部件 *n_4R r
5.4.3 设置材料和截面属性 s1\BjSzk
5.4.4 装配部件 wY_-
5.4.5 定义分析步 M Hyl=5
5.4.6 定义接触 dlzamoS@AR
5.4.7 定义载荷、边界条件 tMBy
^@p
5.4.8 划分网格 g7z9i[
5.4.9 提交任务 VrE 5^\k<a
5.4.10 结果处理 JR<-'
5.5 本章小结 1LIV/l^}f
<IDzv'
第6章 用户子程序 ftH%, /,
6.1 用户子程序总体介绍 0:+ uw`
%
6.1.1 用户子程序的基本知识 z(X6%p0
6.1.2 用户子程序编写注意事项 kBT}Siw
6.2 用户自定义材料子程序UMAI j"sO< Q{6%
6.2.1 UMAT子程序格式和变量说明 J$/ BH\
6.2.2 如何在分析中使用自定义材料 N5Mz=UgB
6.2.3 Mises弹塑性模型的UMAT子程序编写实例 wBHDof
xX
6.3 用户自定义接触面摩擦模型子程序FRIC N_k6UA9
6.3.1 FRIC子程序格式和变量说明 [gd P HXs
6.3.2 如何在分析中使用自定义接触面摩擦模型 UR2)e{RXg
6.3.3 非线性弹性摩擦模型 Ml/p{ *p
6.4 用户自定义单元子程序UEI A^@ <+?
6.4.1 UEL子程序格式和变量说明 J+NK+,_*M
6.4.2 如何在分析中使用自定义单元 k Q(y^t W
6.4.3 平面三节点线弹性梁单元UEL子程序编写实例 Ry S{@=si
6.5 其他几个常用的用户子程序 )$4 DH:WN
6.5.1 自定义边界条件子程序DISP @d ^h/w
6.5.2 自定义载荷子程序DLOAD ]a |;G
6.5.3 自定义初始孔隙比分布的子程序VOIDRI sfPN\^k2
6.6 本章小结 7c]Ai
71&+dC
第7章 用户自定义材料二次开发 U@5Z9 /n{
7.1 邓肯模型的二次开发 gG;W:vR }l
7.1.1 邓肯模型介绍 Ib8{+j
7.1.2 邓肯模型的UMAT子程序编写 to|9)\
7.1.3 三种不同的应力积分算法 khIa9Nm
7.1.4 算例验证 dsZ ( D:)
7.2 边界面模型的二次开发 Vi T 5Jn7
7.2.1 边界面模型介绍 s K/"
7.2.2 边界面模型的应力积分算法 FY S83uq 0
7.2.3 编程要点 i6:yNb ='
7.2.4 算例验证 Bg0cC
7.3 本章小结 <a[8;YQC
_";pk _
第8章 土体固结沉降分析 8si^HEQ8
8.1 ABAQUS／Standard中的固结计算功能 xy3%z
8.2 ABAQUS／Standard中与固结计算相关的基本概念 v ]U;5Uo
8.2.1 孔隙介质中的流体流动 v!h-h&p O7
8.2.2 有效应力原理 + vSE}
8.2.3 固结计算中的孔压 y /6LMAI
8.3 使用流体渗透，应力耦合分析步进行固结计算 ~%:p_td
8.3.1 分析类型 |B$\3,
8.3.2 增量步时间步长的选择 [IBk-opap
8.3.3 单元选择 A y[L{!)2{
8.3.4 材料模型 KL"L65g&
8.3.5 载荷和边界条件 bCe-0 !Q
8.3.6 设置初始条件
G5f57F
8.3.7 固结计算中的输出变量 b e%*0lr
8.3.8 周结计算中的单位 _:p_#3s$
8.4 算例 VX[!Vh
8.4.1 太沙基（Terzaghi）一维固结 }Y ];ccT
8.4.2 剑桥粘土地基固结分析 X@q1 ;J
8.4.3 堆载预压模拟 AR6vc
8.5 本章小结 Lbp6I0&n
"I FGW4FnL
第9章 非饱和渗流与流固耦合分析 *9(1:N;#
9.1 非饱和渗流问题中的边界条件 $cU/Im`
9.1.1 土坝渗流的典型边界条件 jyH_/X5i7
9.1.2 ABAQUS／Standard提供的特殊渗流边界条件功能 .%Q Ea_\
9.2 非饱和渗流问题中的材料模型 K/+C6Y?
9.2.1 饱和度对渗透性能的影响 ,4W((OQ^
9.2.2 饱和度与基质吸力之间的关系 jF_I4H
9.3 算例 `80Hxp@
9.3.1 二维均质土坝的稳定渗流分析 ",V5*1w
9.3.2 三维混合坝的稳定渗流分析 aB! Am +g
9.3.3 边坡降雨入渗分析 TPFmSDq
9.4 本章小结 Z|S 7 " ,
f: &OOD o
第10章 自定义排水板单元的二次开发 } z-
10.1 排水板地基固结的常规处理方法 "]V|bz o0a
10.2 自定义排水板单元的开发 BIf].RY
10.2.1 排水板单元的构造 M #&L@fg!
10.2.2 排水板单元的理论推导 j$oZIV7
10.2.3 排水板UEL子程序的编写 c !^}!32j)
10.3 自定义排水板单元的算例验证 emPm^M5/K
10.3.1 采用实体单元划分排水板的算例 \o)4m[oF
10.3.2 采用自定义实体单元划分排水板的算例 +##I4vP
10.3.3 Hansbo理论解答 mM{v>Em2K#
10.4 本章小结 NB +O;
NT/B4'_@
第11章 基桩低应变检测的数值模拟 2vQ^519
11.1 动力求解方法的简单介绍 iX6jvnJ:/
11.1.1 模态分析方法 $QBUnLOek&
11.1.2 直接积分法 Q b{5*>
11.1.3 动力分析中的阻尼 X2?_lZ[\
11.2 ABAQUS／Standard中的隐式积分算法 9,eR=M]+:
11.2.1 隐式积分方法的特点 a`iAA1HJ
11.2.2 隐式积分算法中的时间步长控制 n1 (X%%2
11.2.3 使用隐式积分算法求解动力问题 W(4?#lA2W
11.3 ABAQUS／Explicit中的显式积分算法 & ) jZ |Q~
11.3.1 显式方法适用的问题类型 ea>\.D-S
11.3.2 显式算法的条件稳定性 PuCA
@qY
11.3.3 隐式积分算法中的时间步长控制 B&N&e RAE
11.3.4 使用显式积分算法求解动力问题 8~#Q *
11.4 隐式与显式求解方法的比较 Z`c{LYP,y"
11.4.1 一般比较 mxA )r5sx
11.4.2 节点自由度增加对计算资源耗费的影响 u*N8s[s'
11.5 算例分析 < XrGr5=BV
11.5.1 低应变动力检测方法原理简介 !z
5d+ M
11.5.2 一维杆件内应力波的传递分析 AK?j1Pk
11.5.3 PCC桩低应变检测中的三维效应 wu&7#![,
11.6 本章小结 xU<lv{m`D
lB~ '7r`
第12章 桩基承载力分析 NP*0WT_gB
12.1 桩基承载力理论 $i>VI
12.1.1 α方法 wT yM9wz&
12.1.2 β方法 M?zAkHNS$
12.2 桩的加载速度 q#3X*!)
12.3 算例分析 P$Ru NF
12.3.1 不排水条件下的竖直受载桩 ^(vd8 &71
12.3.2 排水条件下的竖直受载桩 g^UWf <xp
12.3.3 管桩竖向载荷作用下的工作性状 ? +=|{{l
12.3.4 桩在水平载荷作用下的工作性状 S]=Vr%irX
12.4 本章小结 7 e[\0:Z
NYvj?>[y
第13章 岩土开挖问题求解 r!,V_a4n
13.1 ABAQUS中的单元生死功能 82!GM.b
13.1.1 单元的移除 f.^w/ GJO/
13.1.2 单元的激活 ):ZumG#o
13.1.3 接触对的移除和激活 ScoHtX3
13.1.4 单元生死操作中的注意事项 U /o}{, $A
13.2 算例分析 oz@6 %3+
13.2.1 隧道开挖分析 Nb/%>3O@
13.2.2 内撑式基坑开挖模拟 7!nAWlQ&-E
13.3 本章小结 2<@!m @
=W*`HV-w
第14章 岩土贯入问题求解 Rj`Y X0?+
14.1 岩土贯入问题的有限元处理思路 @0'|Uygn
14.2 ABAQUS中的ALE方法 S`w)b'B!M
14.2.1 在ABAQUS／Explicit中激活ALE功能 *7ro [
14.2.2 ALE方法的网格划分方法及控制参数 !PIdw~YC
14.2.3 ALE方法的解答传输方法 pPp nO
14.2.4 ALE分析中的结果分析 <j3HT"^[D
14.3 岩土贯入问题算例 Lta\AN!c
14.3.1 静压桩挤土效应数值模拟 ZhaOH5{9
14.3.2 粘土地基中的CPT圆锥静力贯入试验模拟 eJp-s" %
14.4 本章小结 YH9] T,
9' h^59
第15章 土石坝的静力与动力分析 }8#Czo jt
15.1 基于ABAQUS的土石坝静力分析 P v.@Y 30
15.1.1 邓肯模型的开发 w/6@R 4)p
15.1.2 填方分层施工模拟及新填土层的位移修正 v ed
Qwzh
15.1.3 浸水湿化变形的处理 5K~6 `
15.2 基于ABAQUS的土石坝动力分析 0M+tKF b
15.2.1 等效线性模型的开发 Ib2pV2`h(
15.2.2 坝体材料的液化判别 <U pjAuG8
15.2.3 永久变形分析 BmX Gk
15.3 算例分析 }h6z&:qA[?
15.3.1 理想均质土石坝的施工及蓄水过程模拟 n$l]+[>
15.3.2 一维场地地震反应模拟 AI; =k
15.3.3 三维心墙土石坝静、动力分析 %([H*sLX
15.4 本章小结 F
&}V65
7'uc;5:
第16章 边坡稳定性分析 mP[u [ | ]
16.1 强度折减法的基本原理 !I_4GE,
16.2 强度折减法在ABAQUS中的实现 26K ~m@
16.3 算例分析 cSk}53
16.3.1 二维均质土坡稳定性分析 ,0~TvJS
16.3.2 抗滑桩加固土坡稳定性分析 SH|$Dg
16.4 本章小结 U~t(YT
参考资料 UOO m e)\>
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作者介绍 R,1 ,4XT
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