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第1篇 岩土工程弹性力学基础3

第1章 应力分析3

1.1 应力张量3

1.2 Cauchy应力公式6

1.3 八面体应力7

1.4 偏应力张量9

1.5 平衡方程11

第2章 应变分析12

2.1 Cauchy应变公式12

2.2 八面体应变13

2.3 偏应变张量14

2.4 应变协调方程15

第3章 弹性应力—应变关系17

3.1 概述17

3.2 各向同性材料的线弹性应力—应变关系（广义虎克定律）19

3.3 弹性固体的应变能和余能密度26

3.4 各向异性、正交各向异性及横观各向同性线弹性（Green）应力—应变关系29

3.5 非线性弹性应力—应变关系32

3.6 各向同性材料的增量应力—应变关系（亚弹性）34

3.7 基于割线模量的增量关系36

3.8 变模量增量应力—应变模型37

3.9 本章小结40

4.1 塑性和模型45

4.2 单轴应力—应变特性45

第4章 单轴状态下弹塑性材料的特征和模型45

第2篇 岩土工程塑性力学基础45

4.3 单轴状态下的全量应力—应变模型47

4.4 单轴状态下的增量应力—应变模型49

4.5 稳定材料的稳定性假设55

4.6 循环塑性和模型57

第5章 屈服准则58

5.1 引言58

5.2 与静水压力无关的材料59

5.3 与静水压力相关的材料63

5.4 各向异性屈服准则70

6.1 加载准则71

第6章 塑性应力—应变关系71

6.2 流动法则72

6.3 理想塑性材料的增量应力—应变关系75

6.4 强化法则81

6.5 有效应力和有效塑性应变85

6.6 加工强化材料的增量应力—应变关系88

7.1 零模型95

7.2 弹性模型95

第7章 岩土材料模型的本构理论和数值实现95

第3篇 岩土本构理论与加固的数值实现95

7.3 摩尔—库仑模型98

7.4 德鲁克—普拉格（Drucker-Prager）模型101

7.5 节理化模型105

7.6 应变硬化—软化模型109

7.7 双线性应变硬化—软化的节理化模型110

7.8 双屈服模型115

7.9 修正的剑桥粘土模型120

7.10 霍克—布朗模型123

第8章 岩土与结构相互作用的模型及数值实现127

8.1 梁单元127

8.2 锚索单元130

8.3 桩单元136

8.4 二维岩石锚杆单元140

8.5 二维条带单元141

8.6 二维支撑单元143

8.7 三维壳体单元144

8.8 衬砌单元146

8.9 三维土工格栅单元149

第4篇 岩土工程非线性理论、方法及应用155

第9章 岩土工程的可靠度分析与应用155

9.1 结构可靠度的基本理论和研究概况155

9.2 改进的一次可靠度迭代算法161

9.3 ANSYS软件二次开发及其在岩土工程可靠度分析中的应用167

9.4 基于优化算法的结构体系可靠度分析171

9.5 灾害荷载下的结构体系可靠度近似计算176

9.6 基于混沌动力学的一次可靠度方法收敛性探讨181

第10章 锚杆支护大变形围岩的拉剪抗力设计理论及应用190

10.1 经典应变张量的局限性及大变形力学基础190

10.2 锚固粗糙节理岩石大变形剪切强度理论分析195

10.3 大变形巷道的锚拉支架设计理论及应用205

第11章 神经网络及其在岩土工程中的应用218

11.1 概述218

11.2 神经元模型与网络结构219

11.3 线性神经网络224

11.4 BP神经网络225

11.5 径向基神经网络（RBN、GRNN、PNN）228

11.6 自组织竞争神经网络231

11.7 学习矢量量化（LVQ）神经网络232

11.8 神经网络在岩土工程中的应用234

第12章 遗传算法及其在岩土工程中的应用237

12.1 全局最优化方法简介237

12.2 遗传算法发展简史238

12.3 遗传算法概念239

12.4 遗传算法特点240

12.5 遗传算法与传统方法的比较241

12.6 遗传算法的基本用语243

12.7 遗传算法的研究方向244

12.8 遗传算法的基本原理与方法245

12.9 遗传算法的应用250

12.10 遗传算法在岩土工程中的应用252

12.11 进化策略在基坑桩锚（单排锚杆）支护中的应用研究253

第13章 分叉与混沌及其在岩土工程中的应用260

13.1 非线性动力学概述260

13.2 分叉简介265

13.3 混沌及其数值实验271

13.4 层状断裂顶板锚拉支架支护系统的分叉特性研究281

第5篇 地铁工程研究与应用289

第14章 地铁施工诱发地层环境损伤理论的数值实现与实例分析289

14.1 地铁隧道施工引起的地层沉降分析概述289

14.2 地铁隧道施工对地层影响的弹塑性理论分析与数值实现292

14.3 地铁隧道施工引起的横向地层沉降预测理论研究298

14.4 地铁隧道施工的纵向地表沉降预测理论研究302

14.5 双孔平行隧道施工的地表沉降预测理论304

14.6 地表移动与变形预测理论的数值实现308

14.7 地铁隧道施工诱发地层环境损伤预测与控制STEAD系统的研制311

14.8 地铁隧道施工的实例研究313

14.9 地铁施工诱发地面建筑物损伤预控的经验判据321

15.1 地铁施工诱发地层沉降分析方法概述323

第15章 地铁施工诱发地层沉降的计算机自动建模预测研究323

15.2 单隧道施工过程模拟及其诱发地层环境损伤分析的自动建模324

15.3 双隧道施工过程模拟及其诱发地层环境损伤预测的自动建模328

15.4 本章小结332

第16章 地铁施工诱发地层环境损伤三维预控的实例研究334

16.1 地铁隧道下穿建筑物基础诱发地层变形空间效应的实例分析334

16.2 北京地铁十号线区间双隧道下穿城铁车站实例分析340

16.3 北京地铁双隧道短台阶矿山法施工地层沉降三维数值分析344

16.4 盾构法隧道基础上扩挖地铁车站分析348

16.5 北京地铁车站明挖施工动态过程三维数值分析355

17.1 华南复杂红层岩土对地铁工程的影响362

第17章 华南复杂红岩土水致损伤的微细观试验与数值仿真362

17.2 广州地铁复杂红层岩土物理力学性质试验研究364

17.3 广州地铁复杂红层岩土微细观试验研究概述369

17.4 广州地铁复杂红层岩土X射线衍射分析371

17.5 广州地铁复杂红层岩土扫描电镜试验分析378

17.6 华南复杂红层岩土水致损伤过程的细胞自动机仿真模拟390

17.7 复杂红层岩土水致损伤演化的微观结构模型探讨395

18.1 MATLAB概述399

第18章 MATLAB语言及其在岩土工程中的应用399

18.2 MATLAB语言特点401

18.3 MATLAB7的安装402

18.4 MATLAB7的新特点403

18.5 MATLAB7的新产品及更新产品404

18.6 Simulink6.0的新特点406

18.7 MATLAB在岩土工程中的应用407

参考文献409