●基礎篇
第1章ABAQUS快速入門10
1.1ABAQUS介紹10
1.1.1ABAQUS概述10
1.1.2ABAQUS軟件體繫10
1.2ABAQUS通用約定11
1.3ABAQUS/CAE基礎13
1.3.1ABAQUS/CAE的啟動方式14
1.3.2ABAQUS/CAE主界面構成14
1.3.3ABAQUS/CAE中鼠標的使用16
1.3.4ABAQUS的常用文件格式17
1.4ABAQUS/CAE中的功能模塊19
1.4.1Part（部件）模塊20
1.4.2Property（性質）模塊25
1.4.3Assembly（裝配）模塊29
1.4.4Step（分析步）模塊31
1.4.5Interaction（相互作用）模塊33
1.4.6Load（荷載）模塊36
1.4.7Mesh（網格）模塊38
1.4.8Job（任務）模塊44
1.4.9Visualization（可視化）模塊45
1.4.10Sketch（草圖）模塊50
1.5算例50
1.5.1矩形荷載作用下地基中的附加應力分布50
1.5.2三維大壩建模及分析61
1.6本章小結67
第2章ABAQUS中的岩土材料模型68
2.1彈性模型68
2.1.1線彈性模型68
2.1.2多孔介質彈性模型70
2.1.3線黏彈性模型72
2.2塑性模型74
2.2.1Mohr-Coulomb模型74
2.2.2擴展的Drucker-Prager模型77
2.2.3修正Drucker-Prager帽蓋模型82
2.2.4臨界狀態塑性模型（Criticalstateplasticitymodel）85
2.3算例87
2.3.1Mohr-Coulomb材料的三軸固結排水試驗模擬87
2.3.2修正劍橋模型材料的三軸固結排水試驗模擬92
2.3.3黏彈性材料的循環剪切試驗94
2.4本章小結96
第3章ABAQUS中的接觸理論97
3.1ABAQUS/Standard中的接觸對97
3.1.1基本特性97
3.1.2接觸對算法97
3.1.3定義接觸對100
3.2接觸面相互作用力學模型102
3.2.1法向行為模型102
3.2.2切向行為模型103
3.2.3阻尼模型105
3.2.4黏結模型（Surface-basedcohesivebehavior）107
3.2.5接觸面的結果輸出變量107
3.3ABAQUS/Standard中的通用接觸（GeneralContact）108
3.3.1基本特性108
3.3.2定義方法109
3.4接觸面模擬中可能遇到的問題111
3.4.1接觸計算的診斷信息111
3.4.2接觸面的初始相對位置113
3.4.3正確定義表面115
3.4.4避免迭代次數過多115
3.4.5避免過約束（Overconstraints）115
3.5算例116
3.5.1庫倫摩擦算例116
3.5.2黏結模型算例120
3.5.3不排水黏土中圓形樁的水平承載力122
3.5.4考慮黏聚力的庫倫摩擦127
3.6本章小結129
第4章ABAQUS中的用戶子程序130
4.1用戶子程序簡介130
4.1.1用戶子程序類別130
4.1.2用戶子程序編寫規則130
4.1.3ABAQUS/CAE中用戶子程序調用方式131
4.2用戶自定義位移子程序DISP131
4.2.1子程序功能131
4.2.2子程序格式和變量說明131
4.2.3應用實例132
4.3用戶自定義分布荷載子程序DLOAD134
4.3.1子程序功能134
4.3.2子程序格式和變量說明134
4.3.3應用實例135
4.4用戶自定義接觸面摩擦模型子程序FRIC136
4.4.1子程序功能136
4.4.2FRIC子程序格式和變量說明137
4.4.3應用實例138
4.5用戶自定義初始應力子程序SIGINI143
4.5.1子程序功能143
4.5.2SIGINI子程序格式和變量說明143
4.6用戶自定義初始孔隙比VOIDRI144
4.6.1子程序功能144
4.6.2VOIDRI子程序格式和變量說明144
4.7常用應用程序144
4.7.1SINV計算應力不變量144
4.7.2SPRINC計算主應力/主應變145
4.7.3SPRIND計算主應力/主應變及方向145
4.8本章小結145
應用篇
第5章淺基礎的地基承載力147
5.1地基破壞模式及極限承載力147
5.1.1地基破壞模式147
5.1.2承載力理論148
5.2算例149
5.2.1條形基礎承載力149
5.2.2方形基礎極限承載力154
5.2.3傾斜荷載作用下的條形基礎157
5.2.4邊坡上的條形基礎159
5.3本章小結162
第6章擋土結構的土壓力163
6.1土壓力理論163
6.1.1靜止土壓力163
6.1.2主動土壓力163
6.1.3被動土壓力164
6.2算例164
6.2.1重力式擋土牆164
6.2.2加筋土擋牆169
6.3本章小結172
第7章飽和土的滲流固結173
7.1流固耦合分析步簡介173
7.1.1適用範圍173
7.1.2相關土力學概念173
7.1.3流體滲透/應力耦合分析步的使用方式174
7.1.4計算注意事項176
7.1.5固結計算中的輸出變量179
7.2算例180
7.2.1太沙基（Terzaghi）一維固結180
7.2.2蓄水問題183
7.2.3修正劍橋模型的固結不排水三軸試驗185
7.2.4一維劍橋黏土地基固結分析189
7.2.5土體固結問題中的曼德爾效應196
7.3本章小結197
第8章非飽和土滲流問題198
8.1滲流分析中的邊界條件198
8.1.1典型邊界條件198
8.1.2ABAQUS/Standard中滲流邊界條件的模擬功能199
8.2非飽和滲流問題中的材料模型200
8.2.1飽和度對滲透性能的影響200
8.2.2飽和度與基質吸力之間的關繫200
8.3算例202
8.3.1懸掛式防滲牆防滲效果分析202
8.3.2二維均質土壩的穩定滲流分析205
8.3.3邊坡降雨入滲分析211
8.4本章小結218
第9章樁基工作性狀分析219
9.1樁基承載力理論219
9.1.1a方法219
9.1.2b方法220
9.2樁的加荷速度220
9.3算例221
9.3.1不排水黏土地基中豎向受荷樁——不設置接觸面221
9.3.2不排水黏土地基中豎向受荷樁——設置接觸面224
9.3.3干砂地基中的豎向受荷樁——不設置接觸面226
9.3.4干砂地基中的豎向受荷樁——設置接觸面227
9.3.5不排水強度非均勻分布條件下的豎向受荷樁228
9.3.6劍橋黏土地基中的豎向受荷樁231
9.3.7水平受荷樁235
9.3.8鋼筋混凝土樁的模擬239
9.4本章小結241
第10章岩土開挖和堆載問題242
10.1ABAQUS生死功能242
10.1的移除242
10.1的激活243
10.1.3接觸對的移除和激活243
10.1生死操作中的注意事項244
10.2開挖算例244
10.2.1隧道開挖分析（軟化模量法）244
10.2.2隧道開挖分析（收斂約束法）250
10.2.3懸臂式基坑開挖模擬253
10.2.4內撐式基坑開挖模擬259
10.2.5堆載預壓模擬264
10.3本章小結267
第11章邊坡穩定性分析268
11.1強度折減法的基本原理268
11.2強度折減法在ABAQUS中的實現269
11.3算例269
11.3.1二維均質土坡穩定性分析269
11.3.2含軟弱下臥層的邊坡穩定分析274
11.3.3抗滑樁加固土坡穩定性分析276
11.3.4三維心牆堆石壩邊坡穩定性分析282
11.4本章小結285
提高篇
第12章用戶自定義材料287
12.1ABAQUS中的非線性問題求解方法287
12.1.1Newton（牛頓）迭代方法287
12.1.2非線性問題的收斂控制標準288
12.2UMAT子程序簡介288
12.2.1子程序功能288
12.2.2子程序格式和變量說明288
12.2.3CAE中自定義材料的設置方法290
12.3鄧肯模型的二次開發291
12.3.1基本理論291
12.3.2鄧肯模型UMAT子程序編寫291
12.4鄧肯模型算例296
12.4.1三軸壓縮試驗296
12.4.2土石壩施工過程模擬301
12.5等效線性黏彈性模型的二次開發305
12.5.1基本理論305
12.5.2等效線性黏彈性模型UMAT子程序編寫306
12.6黏彈性模型算例311
12.7邊界面模型的二次開發313
12.7.1基本理論313
12.7.2應力積分算法的選擇315
12.7.3邊界面模型UMAT子程序編寫316
12.8邊界面模型算例321
12.8.1等向壓縮試驗321
12.8.2三軸排水壓縮算例324
12.8.3不排水動三軸模擬325
12.9本章小結327
第13章用戶自328
13.1UEL子程序簡介328
13.1.1子程序功能328
13.1.2UEL工作原理328
13.1.3子程序格式和變量說明329
13.2UELMAT子程序簡介330
13.2.1子程序功能330
13.2.2適用範圍331
13.2.3子程序格式和變量說明331
13.2.4配套使用子程序MATERIAL_LIB_MECH332
13.3自的使用方法332
13.4平面三節點線彈UEL子程序335
13.4基本理論335
13.4.2程序代碼及說明336
13.5平面四節點無厚度接的UEL子程序338
13.5基本理論338
13.5.2程序代碼及說明340
13.5.3程序驗證343
13.6平面應變四的UELMAT子程序344
13.7本章小結349
第14章岩土動力分析350
14.1ABAQUS中的動力求解方法350
14.1.1模態分析方法350
14.1.2直接積分法351
14.1.3動力分析中的阻尼352
14.2ABAQUS/Standard中的隱式積分算法353
14.2.1隱式積分方法的特點353
14.2.2隱式積分算法中的時間步長控制353
14.2.3使用隱式積分算法求解動力問題354
14.3ABAQUS/Explicit中的顯式積分算法354
14.3.1顯式積分方法的特點354
14.3.2顯式方法適用的問題類型355
14.3.3顯式算法的條件穩定性355
14.3.4顯式積分算法中的時間步長控制356
14.3.5使用顯式積分算法求解動力問題357
14.4隱式與顯式求解方法的比較358
14.4.1一般比較358
14.4.2節點自由度增加對計算資源耗費的影響358
14.5算例分析359
14.5.1水平地基的自振頻率與振型359
14.5.2二維理想土壩的自振頻率和振型360
14.5.3線性水平地基地震反應的振型疊加法分析363
14.5.4線性水平地基地震反應的隱式分析368
14.5.5線性水平地基地震反應的顯式分析369
14.5.6水平地基地震反應的等效線性分析——隱式法371
14.5.7水平地基地震反應的等效線性分析——顯式法378
14.5.8地基中波的傳播特性381
14.5.9動力分析中無限邊界條件的模擬383
14.6本章小結387
第15章ABAQUS中388
15.1基本介紹388
15.2分析設置388
15.3算例390
15.3.1顆粒坍塌模擬390
15.3.2直剪試驗模擬396
15.4本章小結399
參考文獻400

本書繫統地介紹了應用ABAQUS 6.14進行岩土工程數值分析的步驟及需要考慮的關鍵問題。
本書分為3篇，共15章。基礎篇（第1～4章）主要介紹了軟件的功能，岩土工程中常用的材料模型及算例，接觸理論，以及用戶子程序等基本知識；應用篇（第5～11章）介紹了淺基礎的地基承載力，擋土結構的土壓力，飽和土的滲流固結，非飽和土滲流問題，樁基工作性狀，岩土開挖和堆載問題，以及邊坡穩定分析等問題的理論和算例；提高篇（第12～15章）介紹了用戶自定義材的二次開發，岩土動力問題，以分析等。
全書結構條理清晰，實例豐富，注重數值結果與岩土理論的對比，並做了大量的擴展，具有很強的實用性。
本書適合岩土工程、水利工程及結構工程等領域的高校教師、工程技術人員和研究生閱讀，也可作為岩土工程專業土木工程數值分析課程的參考書。

費康,彭劼 編著 著