多尺度岩石损伤力学 本书特色

多尺度本构建模基于材料微细观尺度的结构特征和力学特性,旨在建立能够反映细观力学损伤和破坏机制的本构关系,多尺度岩石损伤力学研究相较于传统的宏观唯象模型具有明显的优势,本构理论和工程应用方面的研究成果引起了国内外学者的广泛关注.
《多尺度岩石损伤力学》将复合材料细观力学的研究成果用于裂隙岩石非线性本构关系研究,围绕裂隙发展引起的材料力学性能劣化和裂隙摩擦滑移引起的非线性变形两种能量耗散机制,进行了深入系统的理论分析内容涉及裂隙岩石有效弹性特性、裂隙单边接触效应、岩石衍生型各向异性、损伤摩擦藕合行为、细观力学强度准则、应力应变方程解析解、水力藕合本构关系、时效损伤与变形、强藕合问题数值算法和程序研制等.

多尺度岩石损伤力学 目录

目录
"岩土多场多尺度力学丛书"序
前言
参数符号表
第1章 绪论 1
1.1岩石基本力学特性 2
1.1.1 单轴拉伸试验 2
1.1.2 常规三轴压缩试验 2
1.1.3 真三轴压缩试验 3
1.1.4 岩石流变力学试验 4
1.1.5 岩石水力藕合行为 5
1.2 裂隙岩石宏观行为的细观力学机理 6
1.3 多尺度岩石损伤力学研究进展 9
1.3.1 损伤力学及其发展简史 9
1.3.2 细观损伤力学研究进展 10
1.4 本书的主要内容 13
**篇 理论基础
第2章 张量运算与方向张量 19
2.1 向量与张量 20
2.1.1 爱因斯坦求和约定 20
2 1.2 向量 20
2 1.3 张量 21
2.2 各向同性张量 23
2.2.1 二阶对称单位张量及其性质 23
2.2.2 四阶单位张量及其性质 23
2.3 方向张量与Walpole 张量基 25
2.3.1 二阶方向张量 25
2.3.2 Walpole 四阶张量基 25
2.3.3 方向张量的球面积分 26
2.4 张量分析 27
2.4.1 梯度与散度 27
2.4.2 张量函数积分变换 27
第3章 基于内变量的不可逆热力学原理 29
3.1 连续体热力学**定律z 能量守恒 30
3.2 连续体热力学第二定律和Clausius-Duhem不等式 31
3.3 非弹性问题基于内变量的热力学原理 32
第4章 Eshelby 夹杂问题 34
4.1 均匀极化应力场问题 35
4.2 Eshelby 非均质问题 36
4.3 Eshelby 张量的几个解析解 38
4.3.1 各向同性基质球形夹杂体的情况 38
4.3.2 各向同性基质斗晴球体形夹杂体的情况 38
第5章 连续损伤力学基础 40
5.1 一维弹性元件模型 41
5.1.1 弹簧元件模型 41
5 1.2 一维弹性损伤模型 42
5.2 Lemaitre-Chaboche-Marigo 各向同性损伤模型 44
5.2.1 损伤变量 44
5.2.2 各向同性假设 45
5.2.3 有效应力与应变等价原理 45
5.2.4 应变自由能和状态变量 46
5.2.5 损伤准则及演化方程 47
5.2.6 率形式应力应变关系 48
第二篇 裂隙岩石细观损伤力学
第6章 裂隙材料均匀化理论 51
6.1 特征单元体 52
6.2 非均质材料均匀化理论 53
6.2.1 均匀应力边界条件 53
6.2.2 均匀应变边界条件 54
6.2.3 均匀化方法一般路径 55
6.2.4 有效弹性张量的一般表达式 55
6.2.5 体积平均基于材料相的分解 56
6.3 均匀化方法在裂隙固体中的应用 58
6.3.1 固体微裂隙基质系统的数学描述 58
6.3.2 币形徽裂隙问题的Eahelby 张量 59
6.3.3 有效弹性张量 59
6.3.4 裂隙闭合效应 60
6.3.5 Mori-Tanaka方法 61
6.3.6 Ponte-Caslaneda-Willis方法 63
6.3.7 弹性应变边界法 64
6.4裂隙对宏观弹性特性的影响 65
6.4.1 单族平行徽裂隙情况 65
6.4.2 任意分布徽裂隙情况 67
6.5 本章小结 70
第7章 裂隙岩石弹性损伤力学 71
7.1 各向异性细观损伤力学 72
7.1.1 损伤变量 72
7 1.2 系统自由能与状态变量 72
7 1.3 损伤准则和痛化法则 73
7.2 单轴拉伸作用下的解析解 75
7.2.1 单族裂隙无损伤强化情况 75
7.2.2 从单族到多族s 代表性裂隙族 78
7.2.3 多族裂隙且考虑损伤强化软化 79
7.3 单轴压应力条件下的解析解 82
7.4 本章小结 83
第8章 损伤摩擦藕合效应 84
8.1 特征单元体 85
8.1.1 几何表述 85
8 1.2 应变分解 86
8.2 系统自由能的确定 87
8.2.1 直接均匀化方法 87
8.2.2 裂隙预应力及问题分解 88
8.2.3 基质-闭合摩擦微裂隙系统的自由能 90
8.3 摩擦滑移引起的非线性力学行为 92
8.3.1 状态变量 92
8.3.2 摩擦准则 92
8.3.3 摩擦无剪胀情况下的局部非弹性应变演化准则 93
8.3.4 摩擦有剪胀情况下的局部塑性应变演化准则 94
8.4损伤摩擦藕合分析 95
8.4.1 一致性条件 96
8.4.2 损伤摩擦强精合 97
8.5 考虑多族裂隙的损伤摩擦耦合分析 97
8.5.1 系统自由能一般公式 97
8.5.2 状态方程 99
8.5.3 内变量演化准则和一致性条件 99
8.5.4 率形式应力应变关系 101
8.6 本章小结 103
第9章 破坏准则与参数跨尺度关联 104
9.1 细观力学强度分析的基本公式 106
9.2 莫尔平面内的破坏准则表达式 107
9.2.1 拉伸破坏 107
9.2.2 压剪破坏 108

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