本书以水电和隧道工程中断续节理岩体为研究背景，以数值流形方法和无网格方法为基础，研究了断续节理岩体中岩体不连续及其尖端场的数值模拟方法，并开展了相关的实验研究。在实验研究的基础上，建立了节理岩体弹塑性损伤本构方程和相应数值方法，并用于求解实际工程问题。全书共分十二章。第一章简要概述了断续节理岩体的工程应用和研究方法，并对此进行了简要介绍和评述，目的是给读者提供预备性知识。第二章、三章结合节理岩体的力学特性，推导了基于加权残数法的数值流形方法，并应用基于加权残数法的数值流形方法求解了势问题。第四章到第七章结合节理岩体破坏特性和工程实际情况，开展了节理岩体破坏过程的无网格流形方法研究，同时开展了节理岩体渗流过程的耦合方法研究。第八章到第十章开展了节理岩体室内实验，并建立了节理岩体弹塑性损伤本构方程。第十一章、第十二章利用前述数值方法和本构方程求解了节理岩体的破裂过程及其在山岭隧道、海底隧道及水电地下厂房稳定分析中的应用研究，其研究成果直接用于指导工程实际。

本书以水电和隧道工程中断续节理岩体为研究背景，以数值流形方法和无网格方法为基础，研究了断续节理岩体中岩体不连续及其尖端场的数值模拟方法，并开展了相关的实验研究。在实验研究的基础上，建立了节理岩体弹塑性损伤本构方程和相应数值方法，并用于求解实际工程问题。

本书可供土木建筑、水利电力、交通运输、矿山冶金、工程地质领域相关的科研人员、工程技术人员和大专院校师生参考。

序

前言

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 数值流形方法和无网格方法研究现状

1.3 节理岩体实验研究概述

1.4 存在的问题及拟采用的解决方法

第二章 基于加权残数法的数值流形方法

2.1 引言

2.2 数值流形方法

2.3 基于加权残数法的数值流形方法

2.4 势问题的数值流形方法

2.5 数值算例

2.6 本章小结

第三章 扩展的数值流形方法

3.1 引言

3.2 数值流形方法的基函数与试函数

3.3 单位分解法

3.4 扩展的数值流形方法

3.5 数值算例

3.6 本章小结

第四章 基于单位分解法的无网格流形方法

4.1 引言

4.2 无网格覆盖的几何描述

4.3 试函数的建立

4.4 无网格流形方法的求解方程

4.5 不连续的处理

4.6 数值算例

4.7 本章小结

第五章 扩展的无网格流形方法

5.1 引言

5.2 扩展的无网格流形方法试函数的建立

5.3 扩展的无网格流形方法

5.4 数值算例

5.5 本章小结

第六章 动态断裂力学的无网格流形方法

6.1 引言

6.2 弹性动力学的基本方程

6.3 弹性动力学的无网格流形方法

6.4 边界条件的处理

6.5 时间积分方案

6.6 数值算例

6.7 本章小结

第七章 节理岩体渗流的无网格法

7.1 引言

7.2 控制方程

7.3 时间离散化

7.4 边界条件的处理

7.5 耦合法形函数的推导

7.6 数值算例

7.7 本章小结

第八章 节理岩体裂隙扩展的Cr实验

8.1 引言

8.2 实验设备

8.3 含单裂纹节理岩体试件压缩的CT实验

8.4 含有压水单裂纹节理岩体试件压缩的CT实验

8.5 水压致裂的单裂纹节理岩体试件压缩的CT实验

8.6 本章小结

第九章 三维裂隙岩体损伤破裂过程的室内实验研究

9.1 引言

9.2 含初始损伤试件的制备与力学参数的测定

9.3 三维裂隙岩体损伤破裂过程实验研究

9.4 类岩石材料实验曲线的几何损伤描述

9.5 本章小结

第十章 弹塑性损伤本构方程及其应用

10.1 引言

10.2 考虑能量耗散的弹塑性损伤本构方程

10.3 考虑能量耗散的损伤演化方程

10.4 工程实例分析

10.5 本章小结

第十一章 节理岩体裂隙扩展的数值模拟

11.1 引言

11.2 裂纹扩展分析基础

11.3 节理岩体裂隙扩展的数值模拟

11.4 本章小结

第十二章 工程应用

12.1 海底隧道围岩稳定损伤分析

12.2 龙滩巨型地下洞室群施工过程优化

参考文献