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内容简介

强度问题是岩土体结构稳定性评价的理论基础，对岩土体强度理论的研究贯穿了整个岩土力学的发展历程。统一强度理论考虑了中间主应力对屈服和破坏的影响，覆盖了所有可能外凸极限面的上下限，和单剪强度理论相比，其优点非常明显。本书以统一强度理论为基础，将岩土工程与地质工程中的岩土力学问题作为研究对象,进行了深入细致的理论研究，取得的系列结果可为更多材料和结构的工程应用提供参考。本书内容主要包括：（1）有关双剪应力状态和双剪统一强度理论的概念；（2）基于统一强度理论的极限平衡理论及其应用；（3）统一弹塑性损伤模型与各向异性损伤的统一滑移线场理论；（4）基于统一强度理论的塑性极限分析及其应用；（5）考虑岩土类材料软化及剪胀性的轴对称问题的统一解；（6）双剪统一弹塑性本构模型的建立及有限元分析；（7）黄土边坡变形破坏及稳定性的强度理论效应研究；（8）统一型复合断裂准则及断裂力学问题的弹塑性有限元分析。

目录

目录
前言
第1章 绪论 1
主要参考文献 6
第2章 双剪统一强度理论 7
2.1 概述 7
2.2 单元体 7
2.3 一点的应力状态 10
2.4 空间应力状态 12
2.5 双剪单元体 16
2.6 应力网与双剪应力圆 19
2.7 应力路径与双剪应力路径 20
2.8 应力状态的分解、空间纯剪切应力状态(S：<0) 21
2.9 空间纯剪切应力状态(S：>0) 25
2.10 纯剪切应力状态(S：=0) 27
2.11 剪应力定理 28
2.12 应力状态类型、双剪应力状态参数 28
2.13 双剪应力函数 30
2.14 主应力空间 31
2.15 静水应力轴与空间柱坐标 33
2.16 双剪统一强度理论 36
主要参考文献 41
第3章 基于统一强度理论的极限平衡理论及其应用 42
3.1 引言 42
3.2 统一强度理论的抗剪强度表达式 42
3.3 挡土墙上的土压力 45
3.3.1 Rankine土压力公式的推广和改进 45
3.3.2 滑楔极限平衡理论统一解公式 55
3.4 地基极限承载力公式 59
3.4.1 平面应变问题的统一强度理论会式 59
3.4.2 太沙基公式的修正 60
3.4.3 地基临界荷载公式 63
3.5 基于统一强度理论的地基模型试验研究 69
3.5.1 模型相似准则 69
3.5.2 试验模型的设计 71
3.5.3 试验加载设计 73
3.5.4 模型试验的数据采集 74
3.5.5 试验数据处理和结果分析 75
3.5.6 基于统一强度理论的地基变形破坏特征分析 89
3.5.7 基于统一强度理论的地基极限承载力验算 95
主要参考文献 95
第4章 统一弹塑性损伤模型与各向异性损伤的统一滑移线场理论 97
4.1 引言 97
4.2 统一弹塑性损伤模型的建立 97
4.2.1 有效应力与损伤应变张量 97
4.2.2 弹性与损伤 100
4.2.3 塑性与损伤 101
4.2.4 损伤演变——俞茂宏相当应力模型 104
4.3 统一滑移线场理论及其应用 106
4.3.1 平面应变问题的基本方程 107
4.3.2 滑移线法解析解 108
4.3.3 滑移线法数值解 110
4.4 各向异性损伤的统一滑移线场理论及其应用 115
4.4.1 平衡方程 115
4.4.2 耦合损伤的强度条件 115
4.4.3 耦合损伤的极限平衡微分方程 116
4.4.4 解析解法 117
4.4.5 教值解法 117
主要参考文献 119
第5章 基于统一强度理论的塑性极限分析及其应用 121
5.1 引言 121
5.2 塑性最大功原理及虚功率原理 121
5.2.1 虚功率原理 121
5.2.2 极限状态下应力和应变率的特点 122
5.2.3 塑性最大功率原理 123
5.3 塑性极限分析的上下限理论 124
5.3.1 下限定理 124
5.3.2 上限定理 124
5.4 土压力问题的统一极限分析 125
5.5 算法及实例分析 131
主要参考文献 143
第6章 考虑岩土类材料软化及剪胀性的轴对称问题的统一解 144
6.1 引言 144
6.2 理论分析模型 145
6.2.1 岩土材料模型 145
6.2.2 受力模型 145
6.3 洞室围岩弹塑性分析的统一解 146
6.3.1 弹塑性分析 146
6.3.2 围岩塑性软化区及残余区范围的确定 148
6.3.3 理论解答的广泛意义 149
6.3.4 计算讨论 150
6.4 扩孔问题的统一解 153
6.4.1 扩孔的弹塑性分析 153
6.4.2 孔周岩土体塑性流动区半径数值分析 155
6.4.3 孔周岩土体状态判定 156
6.4.4 计算讨论 156
主要参考文献 163
第7章 双剪统一弹塑性本构模型的建立及有限元分析 165
7.1 引言 165
7.2 弹性本构关系 165
7.3 屈服条件 166
7.4 强化条件及加卸载准则 166
7.4.1 理想弹塑性材料加载和卸载准则 166
7.4.2 强化材料的加载和卸载 167
7.4.3 软化材料的加载和卸载 167
7.5 流动法则 167
7.6 双剪统一弹塑性本构矩阵 168
7.7 取剪统一弹塑性本构模型中的奇异点的处理 171
7.8 实例分析 172
7.8.1 隧道模型 172
7.8.2 地基模型 175
主要参考文献 179
第8章 黄土边坡变形破坏及稳定性的强度理论效应研究 181
8.1 黄土边坡变形破坏的物理模型试验 182
8.1.1 模型试验方案的设计 182
8.1.2 边坡加载变形破坏特征分析 193
8.1.3 坡体内部应力场特征 200
8.2 统一强度理论在FLAC3D中的实现 207
8.2.1 屈服准则相关参数获取 207
8.2.2 统一强度理论在FLAC3D中的实现 209
8.3 黄土边坡变形破坏及稳定性的强度理论效应 211
8.3.1 黄土边坡计算模型的建立 211
8.3.2 边坡变形破坏及稳定性的强度理论效应 211
主要参考文献 231
第9章 统一复合断裂准则及断裂力学问题的弹塑性有限元分析 233
9.1 引言 233
9.2 统一强度理论在建立复合型断裂准则中的应用” 233
9.2.1 理论分析 233
9.2.2 实例分析 237
9.3 断裂力学问题的有限元分析及应用 243
主要参考文献 250

精彩书摘

　　《岩土结构强度理论》：
　　第1章 绪论
　　岩土工程是建立在岩土材料力学特性的基础上，以土体和岩体为主要研究对象的实践性学科。它研究地球表部的岩石与土或由其组成的岩体与土体，前者为材料，后者应为广义上的结构。岩土材料均属地质材料，都是地质历史的产物，是一种有别于人造材料的天然材料，且土是岩石的一部分。但从力学性质和组成结构来看，应将其分开研究，所以在岩土工程或地质工程中通常将岩石与土分开，岩石是岩石力学的研究对象，土为土力学的研究对象，但二者之间有一些共性。
　　岩土体强度和变形研究贯穿于整个岩土力学的发展过程。到目前为止，它依然是学科前沿的重要研究领域。岩石和土是颗粒材料组成的多相体，种类繁多，性质复杂，因此其强度理论的研究更为困难。岩土比金属有更加复杂的强度和变形特性，如压硬性、剪胀性、等压屈服特性，对路径的依赖性、软化性、抗拉压不等性、初始各向异性和应力引起的各向异性等。岩土体类型、结构和赋存环境的复杂性，造就了岩土体具有特殊和复杂的工程特性，同时使岩土力学学科产生了许多研究领域。特别是与其基本特性相关的岩土工程中的三大工程问题，即强度问题、变形问题和渗透问题。其中，强度问题是一个核心问题，它是岩土体稳定性评价的理论墓础。在强度理论研究中，包括岩土材料强度理论和岩土结构强度理论的研究，材料强度是保证各种工程结构安全使用的一个最重要的基本条件，它是研究各种材料的强度随复杂应力状态改变而变化的规律，并建立相应的计算准则：而结构强度理论研究结构在荷载增加的过程中岩土体从弹性到塑性再到破坏，以及岩土体在荷载作用下的强度和承载能力。结构强度理论研究的范围很广，不仅研究结构的弹性状态和弹性极限，而且研究结构超过弹性时的状态和塑性极限状态，并预计出结构极限承载能力，结构强度理论研究与材料强度理论研究是紧密相关的。结构强度理论包括弹塑性应力场、应变场、滑移线场、特征线场（平面应力和空间轴对称）等工程结构的极限分析以及结构弹性区、损伤区、塑性区、破裂区的研究等。
　　强度理论是材料强度与结构强度研究的连结点。俞茂宏的著作《双剪理论及其应用》，以双剪统一强度理论为基础，将材料强度理论与结构强度理论联系起来，进行系统的论述；孙钧院士的《岩土材料流变及其工程应用》将材料流变理论和结构流变理论结合起来；沈珠江院士的《理论土力学》将土体理论与土体结构理论结合起来，形成了系统的成果。
　　应该指出，关于屈服和强度准则效应研究所采用的屈服准别有的是分散零乱的，有的是不合理的，因此结构强度理论研究需要对材料强度理论的选用进行研究。统一强度理论界定了各种强度理论的范围，它覆盖了域内的所有区域，为强度理论效应研究提供了一个有力的手段和理论基础。
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