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| 編輯推薦： |
（1）创新性：2019年，以张楚汉院士为组长、郑守仁院士和张超然院士为副组长的评价咨询专家组认为本书的研究成果解决了大坝地震损伤破坏机理、抗震安全评价准则等方面的基础理论与关键技术，应用前景广阔，成果达到了国际领先水平，获2019年中国大坝工程学会科技进步特等奖。
（2）应用价值：本书的研究成果解决了强地震区建设高混凝土坝的可行性与安全性的关键问题，形成了具有自主知识产权的成果，促进了我国大坝抗震科技水平的提高，纳入规范《水电工程水工建筑物抗震设计规范》，提升了我国强震区建设高混凝土坝的抗震安全水平。成果在白鹤滩、溪洛渡、印尼西索肯等国内外十几座高混凝土坝中成功应用，保障了国家和社会安全，有力推动了“一带一路”倡议的实施，取得了显著的社会效益，应用前景十分广阔，践行了*书记提出的“广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上，把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中。”
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| 內容簡介： |
本书共分为四大部分：第1 章主要介绍高混凝土坝抗震的背景与意义、典型震害，以及国内外研究现状；第2～5 章分别介绍了高混凝土坝抗震分析模型中涉及的动力学方程时域数值计算方法、黏弹性人工边界及其地震动输入、基于拉格朗日乘子的动接触模型、混凝土与基岩材料非线性模型等；第6 章介绍了高坝抗震高性能并行计算方法和软件研发以及“天河一号”超级计算机及其运行环境；第7 章介绍了具有代表性的高重力坝和高拱坝抗震分析及安全评价实例。
本书可供从事混凝土坝抗震设计与研究的相关科技工作者和研究生阅读。
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| 關於作者： |
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郭胜山，中国水利水电科学研究院高级工程师，水工结构抗震专业博士。长期从事混凝土坝抗震研究，负责及作为骨干参与了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家科技支撑计划、中国工程院重点咨询项目、水利部公益性行业科研专项等课题，以及小湾、白鹤滩、乌东德、溪洛渡、旭龙、孟底沟、JH、QBT、沙牌、三峡、丹江口加高、向家坝、托巴、鲁地拉、奔子栏、观音岩、印尼西索肯等20余项国内外重大工程科技攻关与咨询项目。曾获省部级特等奖2项、二等奖1项、汪闻韶院士青年优秀论文奖等。李德玉 中国水利水电科学研究院，教授级高工陈厚群 中国水利水电科学研究院 ，教高院士
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| 目錄：
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目录
序
前言
1 概述 · 1
1.1 背景与意义1
1.2 典型重力坝和拱坝震害1
1.3 国内外研究现状及发展动态4
2 动力学方程时域数值计算方法 · 8
2.1 引言8
2.2 隐式方法8
2.3 显式方法9
2.3.1 中心差分法9
2.3.2 中心差分与单边差分相结合9
2.3.3 中心差分与纽马克常平均加速度结合 · 10
2.4 两种方法对比10
3 黏弹性人工边界及其地震动输入11
3.1 引言11
3.2 黏弹性人工边界12
3.3 地震动输入13
3.3.1 均匀介质地震动输入 · 13
3.3.2 成层状介质地震动输入 · 14
3.4 人工边界节点荷载计算方法15
3.4.1 均匀介质边界节点荷载 · 16
3.4.2 成层状介质边界节点荷载 · 19
3.5 算例验证21
3.5.1 黏弹性边界吸能效果验证 · 21
3.5.2 地震动输入验证 · 22
3.6 地基模量对高拱坝地基地震能量逸散影响研究24
3.6.1 有限元模型 · 24
3.6.2 计算方案 · 26
3.6.3 计算结果分析 · 26
4 基于拉格朗日乘子的动接触模型29
4.1 引言 · 29
4.2 接触面约束条件 · 29
4.3 接触模型 · 30
4.4 工程中复杂接触面的模拟 · 33
4.4.1 考虑横缝键槽理想作用的模拟 · 33
4.4.2 考虑分缝自重的横缝模拟 · 33
4.4.3 考虑接触面上初始黏聚力的模拟 · 34
4.4.4 考虑接触面上初始强度的模拟 · 35
4.5 自重施加方式对高拱坝地震反应的影响36
4.5.1 有限元模型 · 36
4.5.2 计算方案 · 38
4.5.3 计算结果及其分析 · 38
4.6 横缝切向错动对高拱坝地震反应的影响42
4.6.1 计算方案 · 42
4.6.2 计算结果及其分析 · 42
5 混凝土与基岩材料非线性模型47
5.1 引言 · 47
5.2 应力分析中几个常用定义 · 47
5.2.1 应力分量及其不变量 · 47
5.2.2 偏应力分量及其不变量 · 48
5.3 弹塑性力学模型 · 48
5.3.1 弹塑性力学模型概述 · 48
5.3.2 两种典型屈服模型 · 50
5.3.3 本构积分数值算法 · 52
5.4 损伤力学模型 · 55
5.4.1 损伤力学概述 · 55
5.4.2 弹性损伤模型 · 57
5.4.3 李和芬维斯（Lee and Fenves）塑性损伤模型58
5.4.4 单元尺寸效应 · 60
5.4.5 残余应变损伤模型 · 63
5.5 钢筋与混凝土相互作用67
5.5.1 分布式钢筋模型 · 67
5.5.2 基于分布式钢筋模型的单元配筋率计算 · 68
6 高坝抗震高性能并行计算72
6.1 引言72
6.2 高坝抗震并行软件研发72
6.2.1 区域分解法 · 72
6.2.2 显式格式的波动方程重叠型区域分解法 · 73
6.2.3 有限元网格区域分割 · 74
6.2.4 包含接触边界的区域分割 · 74
6.2.5 并行计算结构 · 74
6.2.6 MPI 程序结构及其执行过程 · 76
6.2.7 计算流程 · 76
6.2.8 并行程序性能评价指标 · 77
6.3 “天河一号”超级计算机及其运行环境78
6.3.1 “天河一号”超级计算机78
6.3.2 “天河一号”（TH ? 1A）大系统运行环境79
6.4 并行性能测试79
7 高混凝土坝 ? 地基体系抗震分析及安全评价82
7.1 柯依那重力坝震情检验82
7.1.1 有限元模型 · 82
7.1.2 结果分析 · 83
7.2 沙牌拱坝震情检验85
7.2.1 工程概况 · 85
7.2.2 有限元建模 · 85
7.2.3 结果分析 · 89
7.3 高重力坝坝体 ? 钢筋相互作用的地震损伤分析及安全评价91
7.3.1 有限元模型 · 92
7.3.2 计算方案 · 94
7.3.3 计算结果及其分析 · 95
7.4 基于震后静力抗滑稳定的高重力坝抗震分析及安全评价97
7.4.1 关于最大可信地震（MCE）下重力坝安全评价标准 · 97
7.4.2 有限元模型 · 98
7.4.3 计算方案100
7.4.4 计算结果及其分析100
7.5 高拱坝地震损伤分析及安全评价 105
7.5.1 有限元模型105
7.5.2 计算方案108
7.5.3 计算结果及其分析108
7.6 高拱坝 ? 坝肩滑块 ? 地基系统抗震稳定分析及安全评价114
7.6.1 有限元模型115
7.6.2 计算方案117
7.6.3 计算结果及其分析117
参考文献124
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| 內容試閱：
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前言我国在西部强地震区建设了一系列高混凝土坝，其可能发生的重大地震灾变的评估问题深受社会关注。近年来，随着我国混凝土坝工程实践的增多，混凝土坝抗震学科得到了迅速发展，主要体现了以下三个特点：从封闭的振动体系到开放的波动体系，从线性到非线性分析，从串行计算到并行计算。陈厚群院士领军的中国水利水电科学研究院混凝土坝抗震研究团队长期以来针对坝址地震动输入、大坝混凝土动态特性、大坝抗震分析、大坝抗震安全定量评价准则等开展了一系列的研究和工程实践。本书是结合近年来在大坝抗震分析和大坝抗震安全定量评价准则方面的发展编写的。本书在编写过程中，力求做到既有一定的理论性，又具有实用性。在介绍理论模型时，结合了数值分析方法给出了相应求解步骤，并结合混凝土坝抗震分析的强度以及稳定问题，针对重力坝和拱坝给出了相应工程实例，可供从事混凝土坝抗震设计和分析的工程人员、科研人员和研究生参考。本书共分为四大部分：第1 章主要介绍高混凝土坝抗震的背景与意义、典型震害，以及国内外研究现状；第2～5 章分别介绍了高混凝土坝抗震分析模型中涉及的动力学方程时域数值计算方法、黏弹性人工边界及其地震动输入、基于拉格朗日乘子的动接触模型、混凝土与基岩材料非线性模型等；第6 章介绍了高坝抗震高性能并行计算方法和软件研发以及“天河一号”超级计算机及其运行环境；第7 章介绍了具有代表性的高重力坝和高拱坝抗震分析及安全评价实例。本书中的研究工作得到了国家重点研发计划项目（2017YFC0404903）、国家自然科学基金项目（51709283）的支持。承蒙陈厚群院士百忙之中拨冗作序，对本书的撰写给予了许多鼓励和指导。中国电力出版社王晓蕾老师为本书的编辑付出了辛勤劳动。本书工程实例的基础资料，由相关工程设计单位提供，在此对上述单位和人员表示感谢！书中许多成果是在研究团队共同协作下完成，作者在此一并表示诚挚谢意。由于作者水平有限及高混凝土坝抗震研究的复杂性，书中难免存在不足和不妥之处，敬请读者批评指正。著 者2020 年11 月于北京
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