周偉、常曉林、馬剛編著的《高堆石壩變形宏細
觀機制與數值模擬》以高堆石壩變形宏細觀機制與全
過程控制為主題，重點闡述高堆石壩變形宏細觀機制
與全過程控制理論與方法，提出堆石體材料細觀結構
特征的精細化描述方法、細觀變形演化過程的組構分
析方法、考慮細觀劣化效應的堆石體材料宏觀演化模
型、堆石體細觀隨機顆粒不連續變形分析方法、基於
連續一離散耦合的堆石顆粒體破碎和細觀流變數值模
擬技術、堆石料縮尺效應的細觀機理以及基於流固耦
合效應的心牆堆石料細觀變形模擬方法，建立了高堆
石壩結構變形分析的大型FEM／DEM耦合數值分析平臺
，依托高堆石壩工程，從堆石體材料的結構特征、力
學性能和工程特性等多角度提出了高堆石壩全過程動
態預測與反饋分析相結合的變形預測和控制方法。在
論述高堆石壩變形宏細觀機制與全過程控制及數值模
擬方面，既以作者及團隊的研究成果為主，又力圖兼
顧國內外的研究現狀與主要成果。
本書適用於水利、水電、岩土等行業從事水工結
構和岩土力學的科研人員使用，也可作為高等院校和
科研院所相關專業的研究生教學用書。

《岩石力學與工程研究著作叢書》序
《岩石力學與工程研究著作叢書》編者的話
序
前言
第1章 緒論
1.1 研究對像及研究意義
1.2 研究現狀及發展趨勢
1.2.1 堆石體結構與細觀組構模型研究
1.2.2 堆石體細觀力學特性及細觀變形機理研究
1.2.3 堆石體細觀變形演化過程的數值模擬方法研究
1.2.4 堆石體流變變形機理研究
1.2.5 堆石體尺寸效應研究
1.3 研究內容、技術路線與研究方法
1.3.1 研究內容與技術路線
1. 1.3.2 研究方法
參考文獻
第2章 堆石體材料結構特性的精細化描述與組構分析方法
2.1 堆石體材料結構特性的精細化描述
2.2 堆石體材料顆粒集合體的組構分析方法
2.3 加載引起的細觀組構演化規律
2.3.1 配位數
2.3.2 組構各向異性
2.3.3 顆粒空間排列
2.4 小結
參考文獻
第3章 堆石體材料的隨機顆粒不連續變形分析方法
3.1 三維隨機多面體顆粒生成算法
3.2 三維顆粒的接觸檢索
3.2.1 遍歷式接觸檢索算法
3.2.2 基於二叉樹的顆粒接觸檢索算法
3.2.3 基於映射網格的顆粒接觸檢索算法
3.2.4 基於排序的顆粒接觸檢索算法
3.2.5 Munjiz礦NBS接觸檢索算法
3.2.6 公共面接觸檢索方法
3.3 連續一離散耦合分析方法
3.3.1 接觸模型與接觸力分析
3.3.2 可變形顆粒的本構模型與節點力
3.3.3 節點動力平衡方程
3.4 顆粒破碎的模擬
3.4.1 基於內聚力模型的顆粒破碎模擬方法
3.4.2 基於通用岩石劣化模型的顆粒破碎模擬方法
3.5 小結
參考文獻
第4章 考慮時間效應的堆石體流變變形的細觀數值模擬方法
4.1 堆石體流變機理與劣化效應
4.2 基於黏結損傷模型的堆石體流變在離散元中的實現
4.2.1 損傷度在離散元中的模擬方法
4.2.2 流變時間的模擬方法
4.2.3 堆石體雙軸流變數值試驗
4.3 基於顆粒劣化效應的堆石體流變在SGDD中的實現
4.3.1 強度劣化模型
4.3.2 流變在SGDD方法中的實現
4.3.3 堆石體三軸流變數值試驗-
4.4 雙江口300m級心牆堆石壩工程實例應用
4.4.1 工程概況及研究內容
4.4.2 堆石體流變變形機理的組構研究成果
4.4.3 計算條件和三維有限元模型
4.4.4 考慮流變效應的雙江口應力變形分析(E.B模型)
4.5 小結
參考文獻
第5章 考慮流固耦合效應的堆石體應力變形細觀數值模擬方法
5.1 水力劈裂
5.2 顆粒離散元流固耦合的計算方法
5.2.1 基本原理
5.2.2 流體計算
5.2.3 壓力計算
5.2.4 流同耦合方式
5.2.5 求解方法
5.3 心牆水力劈裂的細觀模擬
5.3.1 心牆水力劈裂的顆粒流計算模型
5.3.2 流體計算參數的敏感性分析
5.3.3 水力劈裂機理的細觀分析
5.4 小結
參考文獻
第6章 基於細觀數值試驗的高堆石壩宏細觀變形機制研究
6.1 細觀數值試驗的參數敏感性分析
6.1.1 顆粒問摩擦繫數
6.1.2 顆粒強度
6.1.3 接觸模型參數
6.2 堆石體復雜應力路徑下的力學特性
6.2.1 常規三軸試驗
6.2.2 等應力比加載路徑
6.2.3 真三軸試驗
6.3 堆石體與結構物接觸特性的數值試驗
6.3.1 數值試驗條件及實現過程
6.3.2 接觸面宏觀力學特性分析
6.3.3 接觸面細觀力學響應分析
6.4 考慮顆粒破碎的數值試驗
6.4.1 數值試驗條件及實現過程
6.4.2 基於CZM模型考慮顆粒破碎的堆石體三軸數值試驗
6.5 堆石體的顆粒流模型及細觀數值試驗
6.5.1 隨機多面體顆粒的生成方法研究
6.5.2 基於不規則顆粒形狀的堆石體三軸數值試驗研究
6.5.3 考慮顆粒破碎的堆石體三軸數值試驗
6.6 小結
參考文獻
第7章 高堆石壩瞬變**變聯合反演平臺
7.1 堆石體本構模型參數的智能反演方法
7.2 基於粒子遷徙的粒群算法
7.3 參數敏感性分析
7.4 確定待反演參數及目標函數
7.5 高堆石壩瞬變-流變參數三維全過程聯合反演優化算法
7.6 水布垭面板堆石壩變形參數的綜合反演及變形預測
7.7 小結
參考文獻
第8章 堆石料縮尺效應研究
8.1 堆石料縮尺效應的細觀機理
8.1.1 影響因素
8.1.2 顆粒強度的尺寸效應
8.2 堆石料數值剪切試驗研究
8.2.1 細觀參數率定
8.2.2 宏觀力學特性分析
8.2.3 強度變形參數提取
8.3 基於堆石料數值試驗的面板壩應力變形分析
8.3.1 計算參數
8.3.2 計算模型
8.3.3 計算結果及分析
8.4 小結
參考文獻