本书从有限元基本理论出发，介绍了ABAQUS在道路工程中的一些重要功能，重点对道路工程的普遍问题，即沥青路面结构中的裂缝和动态响应问题、沥青路面结构中的车辙问题、软土地基上路面结构的沉降问题、桥台地基沉降问题、路堤边坡稳定性问题进行了详细的讲解。

本书既有一定的有限元理论，又有比较丰富的工程算例，既可适合初学者使用，又可为有一定ABAQUS背景，需要提高自己应用水平的高级用户提供参考。

本书分为基础篇和应用篇两个部分。基础篇介绍了有限单元法的基本原理、ABAQUS有限元基本知识、道路工程中常用材料模型和UMAT的编写、单元及网格划分技术、inp文件用法；应用篇中运用实例的形式，采用ABAQUS有限元程序分析了道路工程（包括部分岩土工程）中的典型问题：包括沥青路面结构的裂缝问题和动态响应问题、沥青路面结构的车辙问题、软土地基上路面结构的沉降问题、桥台地基的沉降问题和路堤边坡稳定性问题等。

本书可作为高等学校道路相关专业研究生和高年级本科生的有限元课程教材，也可作为道路工程、岩土工程等相关专业科研人员的专业参考书或培训教材。

1　绪论

　1.1　有限元与ABAQUS

　1.2　道路工程中的典型问题

　1.3　本书的主要内容

第一部分　基础篇

2　有限单元法的基本原理

　2.1　有限单元法求解的基本步骤

2.1.1　位移函数

2.1.2　单元应变和初应变

2.1.3　单元应力

2.1.4　等效结点力与单元刚度矩阵

2.1.5　结点载荷

2.1.6　结点平衡方程与整体刚度矩阵?

 2.2　常见单元的单元刚度矩阵和结点载荷

2.2.1　矩形单元

2.2.2　四面体单元

　2.3　能量原理

2.3.1　虚位移原理

2.3.2　最小势能原理

2.3.3　最小余能原理

　2.4　有限元解的收敛性

　2.5　形函数及其应用

2.5.1　形函数的定义

2.5.2　典型的一维、二维和三维形函数

2.5.3　坐标变换

　2.6　本章小结

3 ABAQUS有限元基本知识

　3.1 ABAQUS产品的组成（Products）

　3.2 ABAQUS/CAE的组成（Components）

　3.3 ABAQUS/CAE中的分析模块（Modules）

 3.4 ABAQUS/CAE中的常用工具（Tools）

3.4.1　ABAQUS/CAE中的常用工具

3.4.2　实例：路面结构的受力分析

 3.5 ABAQUS分析模型的组成

3.5.1 ABAQUS分析的过程

3.5.2 ABAQUS分析模型的组成

　3.6 ABAQUS中的常用命令（Commands）

　3.7 ABAQUS中的常用文件（Files）

3.7.1　常用文件

3.7.2　其他文件

　3.8 ABAQUS中的帮助文档（Documentation）

　3.9　本章小结

4　常用材料的本构模型及UMAT

　4.1　道路工程中常用材料的本构模型

　4.2　典型的弹性模型和塑性模型

　4.3　道路工程常见材料模型及UMAT

4.3.1　道路工程中常见材料模型

4.3.2　用户子程序UMAT和应用程序（Utilities）

4.3.3　修正Burgers模型用户子程序UMAT的编写

4.3.4 Duncan-Chan9模型用户子程序UMAT的编写

4.3.5 UMAT用户子程序的用法

　4.4　本章小结

5　单元及网格划分技术

　5.1　有限单元

5.1.1　单元的表征

5.1.2　实体单元

5.1.3　壳单元

5.1.4　梁单元

5.1.5　桁架单元

　5.2　刚性体

5.2.1　刚性体使用的时机

5.2.2　刚性体部件

5.2.3　刚性单元

 5.3　实体单元的使用

5.3.1　单元的数学描述和积分

5.3.2　实体单元的选择

 5.4　网格划分技术

5.4.1 结构网格划分

5.4.2 自由网格划分

5.4.3 扫掠网格划分

5.4.4 网格划分算法

5.4.5 不能进行网格划分的几种情形

 5.5 本章小结

6 inp文件用法

 6.1 inp文件格式

6.1.1 关键字行

6.1.2 数据行

6.1.3 注释行

 6.2 编写完整inp文件实例：桥式吊架

6.2.1 编写inp文件

6.2.2 检查运行inp文件

 6.3 编写部分inp文件实例：软土地基上路面结构的沉降

6.3.1 ABAQUS/CAE生成部分模型数据

6.3.2 编写部分inp文件

6.3.3 运行和后处理

 6.4 本章小结

第二部分 应用篇

7 沥青路面结构中的裂缝和动态响应问题

 7.1 相关理论和计算方法

7.1.1 断裂力学理论和计算方法

7.1.2 动态分析理论和计算方法

7.1.3 移动均布载荷在有限元模型中的实现

 7.2 路面结构裂缝和动态响应问题的实例分析

7.2.1 静态分析一：直接写inp文件

7.2.2 静态分析二：ABAQUS/CAE建模

7.2.3 动态分析一：平面ABAQUS/CAE建模

7.2.4 动态分析二：三维ABAQUS/CAE建模

 7.3 本章小结

8 沥青路面结构中的车辙问题

 8.1 相关理论和计算方法

 8.2 路面车辙计算实例

8.2.1 温度场的分析

8.2.2 路面车辙的计算

 8.3 本章小结

9 软土地基上路面结构的沉降问题

 9.1 相关理论和计算方法

9.1.1 沉降计算理论和比奥固结方程

9.1.2 三维固结向平面应变固结的等效转换

9.1.3 附加应力计算中位移载荷的施加

 9.2 水平向增强体(土工格栅)的应用实例

 9.3 竖向增强体(桩)的应用实例

 9.4 软土地基路面结构的附加应力分析实例

 9.5 本章小结

10 桥台地基沉降问题

 10.1 桥台地基沉降实例

 10.2 本章小结

11 路堤边坡稳定性问题

 11.1 相关理论和计算方法

 11.2 边坡稳定性分析实例

 11.3 本章小结

参考文献