Numerical Modeling in Geomechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Pastor, Manuel (EDT)/ Tamagnini, Claudio (EDT)/ Darve, Felix (FRW)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:130

装帧:HRD

isbn号码:9781903996423

丛书系列:

图书标签:

• 数值建模
• 岩土力学
• 地力学
• 有限元
• 边界元
• 数值分析
• 岩石力学
• 土力学
• 计算方法
• 工程应用

好的，以下是为您创作的一本名为《Structural Dynamics and Seismic Response of Foundations》的图书简介，内容详尽，旨在提供一个与您提供的书名《Numerical Modeling in Geomechanics》完全不同的专业书籍的介绍。 --- 书籍名称：结构动力学与地基抗震响应 简介 《结构动力学与地基抗震响应》是一部深入探讨土木工程结构在地震作用下动力响应与地基相互作用的权威性专著。本书旨在弥合传统结构动力学理论与复杂土体非线性响应之间的鸿沟，为工程师和研究人员提供一套全面、严谨且实用的分析工具和设计方法论，以应对日益严峻的地震工程挑战。 本书的结构设计兼顾理论深度与工程实践，分为四个核心部分：基础理论、动力分析方法、地基-结构相互作用（SSI）专题、以及先进的抗震设计与评估技术。 --- 第一部分：动力学基础与材料本构（Foundations in Dynamics and Material Constitutive Models） 本部分首先为读者打下坚实的理论基础。 1. 结构动力学基本原理重述 详细回顾了单自由度、多自由度系统的自由振动、强迫振动、瞬态响应和稳态响应分析。重点阐述了模态分析、振型分解响应谱法以及时间步进法的理论依据和数值实现。 2. 土体与岩石的本构关系（非力学建模） 本章聚焦于描述土体在动态荷载下的行为，但侧重于宏观力学响应，而非数值求解技术本身。内容包括： 粘弹性与粘塑性模型： 探讨广义Maxwell模型、Kelvin-Voigt模型在描述地基松弛与蠕变效应中的应用，以及如何将时间效应纳入瞬态分析。 损伤与退化模型： 介绍基于能量耗散和应力历史的土体强度退化模型，例如在循环荷载下描述孔隙水压力积累和有效应力路径的本构关系。 地基阻尼理论： 深入分析Rayleigh阻尼、材料阻尼和几何（辐射）阻尼的物理意义及其在动力方程中的数学表述，强调阻尼参数对结构响应的影响敏感性分析。 --- 第二部分：结构动力分析的高级方法（Advanced Methods in Structural Dynamic Analysis） 本部分着重于结构系统（而非地基）的动力分析技术，为后续的地基耦合分析做准备。 3. 频域与随机振动分析 系统介绍了傅里叶变换在动力学分析中的应用。重点讲解了功率谱密度（PSD）与互功率谱密度的计算，以及如何利用随机振动理论处理地震动的不确定性。讨论了峰值因子、均方根值与实际最大响应之间的关系。 4. 非线性动力响应分析（结构侧重） 讨论结构构件（如钢筋混凝土梁柱单元）的非线性行为。内容包括滞回模型的建立（如Bilinear, Takeda模型），以及如何利用等效线性化方法在保证工程精度的前提下简化非线性问题。强调了基于能量耗散的非线性系统评估标准。 5. 有限元/有限差分法的离散化技术 详细探讨了时间积分算法的稳定性和精度问题，如中心差分法、Newmark-$eta$法和Wilson-$ heta$法。针对大型结构体系，分析了模型的规模化处理技术和并行计算策略，侧重于单元（如梁单元、板壳单元）的动力刚度矩阵和质量矩阵的构建。 --- 第三部分：地基-结构相互作用（SSI）的精细化分析（Refined Analysis of Soil-Structure Interaction） 这是本书的核心部分，专门针对地基动力响应与结构动力响应的耦合问题进行深入研究。 6. 基础动力刚度与阻尼的建立 本章完全专注于地基等效动力参数的推导，而非数值方法。 解析解与半解析解： 针对浅基础（条形、方形）和深基础（桩、群桩），推导其在不同频率荷载下的水平、垂直和绕转动的等效刚度矩阵（Impedance Functions）。重点讲解了半无限弹性空间中赫兹（Hertz）问题的解及其工程应用。 无界域的数值处理： 深入探讨如何使用人工边界条件（Absorbing Boundaries）来模拟无限地基，包括完美匹配层（PML）和自由场边界的理论基础与实施细节。 7. 结构动力分析中的SSI建模 系统比较了将SSI纳入分析的几种主流方法： 集中质量法（Lumped Parameter Method）： 阐述弹簧-阻尼器模型（如用于简化分析的Westergaard模型）的适用范围和局限性。 子结构法（Substructure Method）： 详细介绍如何将地基的动力响应通过接口点的阻抗函数传递给上部结构，并讨论了在频域和时域中执行SSI分析的步骤。 整体有限元法（Direct Method）： 讨论直接建模地基土体与上部结构整体的建模挑战，尤其是在处理土体非线性界面行为时的网格划分策略。 8. 桩基动力响应与群桩效应 专门针对深基础的动力特性进行分析。包括单桩在地震动下的动抗力和动刚度推导，以及群桩效应对整体系统刚度和阻尼的影响机制。探讨了在液化场地中桩土界面摩阻力的动态退化效应。 --- 第四部分：抗震设计、评估与案例分析（Seismic Design, Evaluation, and Case Studies） 本部分将理论与工程应用紧密结合。 9. 地震动输入与场地效应分析 探讨如何从地震风险分析（Seismic Hazard Analysis）中获取适宜的地震动输入。详细分析了场地效应（Site Effects），包括地震波在软土层中的放大作用、多重反射以及P-SV波在倾斜地层中的传播特性。 10. 结构与地基的性能化抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD） 本书倡导基于性能的抗震设计理念。介绍了如何定义和量化结构在不同地震水平下的性能目标（如服务极限状态、生命安全极限状态）。讨论了如何利用结构-地基耦合系统的位移、应变或能量指标来评估和优化设计方案。 11. 经典工程案例的动力后评估 通过对历史上重大地震中典型结构（如高层建筑、桥梁、核设施）的动力响应进行后评估，展示理论模型在实际工程中的验证和局限性。重点分析了特定场地条件下地基动力特性对结构破坏模式的关键影响。 --- 目标读者 本书适用于土木工程、结构工程、岩土工程及地震工程领域的研究生、博士后研究人员、结构设计院的资深工程师，以及在基础设施领域工作的政府和咨询机构的技术人员。要求读者具备基础的固体力学和结构动力学知识。 --- （总字数约1550字）

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