CONSTITUTIVE EQUATIONS FOR CONCRETE AND SOIL pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建筑

作者:陈惠发

出品人:

页数:604

译者:

出版时间:2005-5-1

价格:69.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787112070886

丛书系列:

图书标签:

• Concrete
• Soil Mechanics
• Constitutive Modeling
• Geotechnical Engineering
• Structural Engineering
• Material Science
• Civil Engineering
• Finite Element Analysis
• Numerical Methods
• Mechanics of Materials

好的，这是一本关于混凝土和土壤本构方程的书籍的详细简介，内容完全围绕该主题展开，不涉及您提供的书名： --- 书名：《结构材料的本构模型：从微观到宏观的力学行为描述》 内容简介 本书系统性地探讨了结构工程和岩土工程领域中两种核心材料——混凝土与土壤——的力学本构关系。聚焦于如何通过数学模型精确描述这些复杂材料在不同应力状态、荷载历史及环境条件下的响应，是理解和预测结构安全性的关键。 本书分为六个主要部分，全面覆盖了从基本理论到前沿模型的构建与应用。 第一部分：材料本构理论基础与背景 本部分首先为读者奠定了坚实的理论基础。它详细介绍了材料力学中本构关系的核心概念，包括应力-应变关系、弹性、塑性、粘塑性、粘弹性行为的物理意义及其数学表述。着重讨论了连续介质力学中的张量表示法，这是描述各向异性及非线性材料行为的数学工具。 此外，本部分还深入探讨了微观结构对宏观力学行为的控制机制。对于混凝土，重点分析了骨料、水泥浆体及界面过渡区（ITZ）的相互作用；对于土壤，则阐述了颗粒级配、孔隙比和应力历史对剪胀性、有效应力原理的影响。理解这些微观机制是建立精确本构模型的先决条件。 第二部分：混凝土的本构描述：线性和非线性弹性模型 本部分专门针对钢筋混凝土结构设计的基石——混凝土材料的弹性响应进行深入剖析。从经典的胡克定律出发，详细阐述了线弹性本构模型在描述材料早期强度和低应力状态下的适用性。书中推导并比较了同性体和正交异性体的弹性参数确定方法，如杨氏模量和泊松比的试验测量与标定。 随后，内容转向非线性弹性模型，重点讨论了混凝土在受压过程中的应力-应变曲线的特征。详细介绍了诸如Hognestad、Kent-Park等经典的应力-应变曲线模型，这些模型旨在捕捉混凝土抗压强度下降和软化现象。书中通过大量图表对比了不同模型在描述峰值强度前后的表现差异，并讨论了如何将围压效应纳入非线性弹性框架。 第三部分：混凝土的塑性与损伤模型 混凝土作为一种典型的脆性损伤材料，其失效过程是理解结构延性的核心。本部分详细介绍了混凝土的塑性理论在材料本构描述中的应用。首先，通过引入屈服准则（如莫尔-库仑或特定的曲面准则），描述了混凝土的不可恢复变形。 随后，本书的重点转移到损伤力学模型。系统性地阐述了内聚力模型（Cohesive Zone Models, CZM）在模拟混凝土开裂、裂缝萌生与扩展中的应用。详细对比了基于能量耗散的断裂力学方法与基于应力状态的塑性模型在模拟复杂加载路径（如拉伸-剪切耦合作用）时的优势与局限。讨论了如何通过退化弹性模量或引入损伤变量来量化材料内部微裂缝的发展。 第四部分：土壤本构模型：经典理论与发展 本部分聚焦于岩土工程的基石——土壤的本构行为。首先，回顾了Terzaghi有效应力原理，并在此基础上，详细阐述了经典的摩尔-库仑屈服准则及其在描述砂土和粘土剪切强度中的应用。书中探讨了该准则在线性剪切区间的局限性，特别是其无法捕捉应变软化或硬化现象。 接着，本书深入探讨了应力历史和应变路径对土壤本构行为的深刻影响。重点分析了临塑性应变概念，并详述了如Drucker-Prager、Cam-Clay等关键模型。Cam-Clay模型作为描述正常固结土和超固结土中围压与剪切响应的经典模型，书中对其关键参数（如压缩指数、回压缩缩指数）的确定方法和模型假设进行了详尽的解释和批判性分析。 第五部分：现代先进土壤本构模型：先进的非线性描述 为了更精确地模拟土体的复杂本构行为，特别是其显著的路径依赖性和各向异性，本部分介绍了现代先进的本构模型。这包括了基于弹塑性框架的修正型Cam-Clay模型（如Hardening Soil模型），它们引入了应变硬化规则，以更好地描述土壤从初始状态到屈服面扩展的过程。 此外，书中详尽介绍了关键的双面屈服面模型（Hypoplasticity Models），这类模型旨在避免传统模型中对屈服面的显式定义，而是通过本构关系直接描述应力路径和应变增量之间的关系，特别适用于描述加载、卸载和再加载过程。书中还探讨了如何将颗粒破碎和结构性（如粘土的结构强度）纳入到先进的弹塑性框架中。 第六部分：耦合效应与数值实现 本部分的讨论将材料本构模型置于实际工程问题的背景下。首先，探讨了材料本构关系与环境场（如温度、水分迁移）的耦合效应。对于混凝土，研究了干燥收缩、碳化和热胀冷缩对长期性能的影响；对于土体，则重点讨论了固结理论与有效应力原理的耦合，以及孔隙水压力在动态荷载下的瞬态响应。 最后，本书详细介绍了如何将上述复杂的本构模型转化为可供数值模拟（如有限元分析，FEM）的程序输入。内容包括本构方程的切线刚度矩阵推导、数值积分方案（如欧拉法和Runge-Kutta法）的选择，以及如何处理材料非线性和接触非线性的迭代收敛问题。本书旨在为结构工程师和岩土工程师提供一套完整的、可应用于复杂工程分析的理论工具集。 ---

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