土体工程动力分析与计算

第1章 绪论

1.1 土力学与土动力学

1.2 动荷载的类型

1.3 动荷载对工程建筑的影响

1.4 土动力学的任务

第2章 振动与波动

2.1 振动与波动的概念

2.2 质点（刚体）振动

2.3 弹性无限介质中波的传播

2.4 半无限弹性空间中波的传播

2.5 土介质中的波

第3章 土的动力特性

3.1 动力作用下土的应力与应变

3.2 土的动强度

3.3 土的动变形

3.4 砂土的振动液化

第4章 土体动力特性测试

4.1 土动力特性的室内试验

4.2 土动力特性的原位测试

第5章 土体动力稳定性分析

5.1 地基的动承载力

5.2 挡土墙动土压力

5.3 边坡的动力稳定性分析

第6章 土体地震反应分析

6.1 剪切层法

6.2 集中质量法

6.3 有限单元法

6.4 振型叠加法

第7章 岩土工程中常见的振动问题

7.1 地震概述

7.2 交通荷载

7.3 工程建设引起的振动

7.4 震害

第8章 土体的抗震措施

8.1 概述

8.2 强夯法

8.3 挤密砂石桩法

8.4 加同要求和效果检测

参考文献2100433B

《土体工程动力分析与计算》由侯超群、李海滨、康佐编著。全书分为八章。第一章概要介绍了土动力学的研究内容、研究对象、动荷载的分类及其对建筑物的影响，以工程实例给出了动荷载引起的土工问题。第二章介绍了振动和波动的基本概念，详细讲述了质点振动方程和无限介质中弹性波的振动理论，最后介绍了土介质中的波动方程以及其传播特点。第三章主要讲述土体的动强度和动变形，还分别阐述了振动压密、振陷等土体动力变形和砂土的振动液化问题。第四章主要讲述土体动力特性的室内试验、原位测试，重点介绍了如何获得所需的土体动力参数。第五章针对三个土力学经典课题，分别讲述了地基动承载力、挡土墙动土压力计算以及边坡的动力稳定性分析。第六章简要介绍了地震反应分析方法。第七章分别阐述了几种常见的土体动力问题及其危害。第八章概要介绍了防治土体动力失稳的地基处理方法及其检测方法。

水力分析与计算课程共有11单元内容，主要讲解内容有建筑物壁面静荷载分析与计算、水工有压管道的水力分析与计算、渠（河）道水力分析与计算、闸、堰泄流能力分析与计算、泄水建筑物下游消能水力分析与计算。第一章介绍液体主要物理力学性质，静水压强特性、表示方法、基本方程与计算；第二章介绍运动水流分类，恒定总流连续性方程、能量方程及其意义；第三章介绍水头损失分类及产生原因，层流、紊流及其判别；第四章介绍静水压强分布图绘制，平面壁和曲面壁静水作用力计算；第五章介绍有压管道特点及分类；第六章介绍明渠类型及其对水流影响，明渠均匀流特点及形成条件、公式及流量计算；第七章介绍明渠水流流态判别；第八章介绍堰流水力分析；第九章介绍闸孔出流水力分析；第十章介绍泄水建筑物下游水流特点，底流消能衔接形式判别；第十一章介绍有压管道管径、临界水深、非棱柱体渠道恒定非均匀渐变流水面线、挖深式消力池池深Excel计算。

水力分析与计算课程背景

水力分析与计算课程是在国家精品课程、国家精品资源共享课程水力学基础上建设的在线开放课程。

水力分析与计算课程定位

水力分析与计算课程主要研究液体平衡和运动状态下的规律，并运用这些规律解决水利工程中水力分析与计算问题；通过该课程学习，在水利工程设计、施工和管理中能对常见水流现象进行分析，并能对常见的过流能力、水荷载、消能、水面线、渗流等问题进行计算。

该课程是水利水电建筑工程专业的一门专业基本技能课程，其任务是教会学生在水利工程设计、施工和管理中对常见的水力学问题能进行水力分析与计算。该课程以工程力学基础、水工建筑物基础等课程为前导课程，并为后续课程水工建筑物设计与施工、水利工程施工技术奠定基础。

用于确定各运动副中的约束反力和主动构件的驱动力或从动构件的阻力，以便对机械结构进行强度计算。动力分析的另一目的是求解机构在已知力作用下的真实运动。动力分析可分为古典的刚体动力学分析和近代的运动弹性体动力学分析两种。刚体动力学分析把构件视作不变形的刚体，这在低速轻载情况下基本上是符合实际情况的。但随着近代机构速度的提高，构件因惯性力而引起较大的弹性变形，其位置产生不容忽略的误差。为了提高动力分析的精度，必须采用运动弹性体动力学分析。

刚体动力学分析

常用的有动态静力分析法和功能法。①动态静力分析法:用来求解作用于机构中的力,这是根据达朗伯原理将惯性力看作外力加在相应的构件上，于是动态的机构就可认为是处于静力平衡状态，可以用静力学方法进行分析计算。这种方法又分为图解法或解析法。②功能法：主要用来求解机构的真实运动，是根据能量守恒定律建立的一种动力分析方法。基本原理是机器动能的增量应等于诸外力所作的功。因机器各构件间均有确定的相对运动，对于单自由度的机器可以将整个机器的运动问题化为它的某一构件的运动问题，即引入等效力和等效质量等概念，使求解大为简化。除上述两种方法外，尚有能量分配法、线性相关法和能量变化率法等。

运动弹性体力学分析

基本思想是把机构处于不同瞬时的位置作为一个固定的结构来分析。结构在外力和惯性力作用下可以建立一个运动方程。这时作用在结构上的惯性力，必须是考虑构件变形后的机构加速度所引起的惯性力。机构运动弹性体动力学分析的步骤是:首先假设机构的构件是刚体,求出构件未变形时的位置、速度和加速度；其次,求出各构件的惯性力和惯性力矩;然后根据运动弹性体动力学分析方法，求出构件偏离刚性构件位置的弹性变形量。根据建立结构运动方程的不同型式,运动弹性体动力学分析可分为刚度法和柔度法。此外，尚有建立在欧拉- 伯努利梁变形理论基础上的分块参数法和建立在欧拉-拉格朗日方程基础上的假定模型法。 2100433B