本書系統地介紹了應用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料，單元的二次開發，岩土動力問題，以及離散元分析等。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，河海大學岩土工程專業博士，揚州大學副教授，江蘇省「青藍工程」傑出青年骨干教師、中青年學術帶頭人，主要從事地基處理、土動力學及岩土數值分析等方面的研究，精通ABAQUS岩土分析，擅長ABAQUS二次開發。彭劼，河海大學岩土工程專業博士，河海大學教授，主要從事地基處理、微生物技術在岩土工程中的應用等方面的研究，數值模擬經驗豐富，擅長ABAQUS多場耦合分析。

基礎篇第1章 ABAQUS快速入門 101.1 ABAQUS介紹 101.1.1 ABAQUS概述 101.1.2 ABAQUS軟件體系 101.2 ABAQUS通用約定 111.3 ABAQUS／CAE基礎 131.3.1 ABAQUS／CAE的啟動方式 141.3.2 ABAQUS／CAE主界面構成 141.3.3 ABAQUS／CAE中鼠標的使用 161.3.4 ABAQUS的常用文件格式 171.4 ABAQUS／CAE中的功能模塊 191.4.1 Part（部件）模塊 201.4.2 Property（性質）模塊 251.4.3 Assembly（裝配）模塊 291.4.4 Step（分析步）模塊 311.4.5 Interaction（相互作用）模塊 331.4.6 Load（荷載）模塊 361.4.7 Mesh（網格）模塊 381.4.8 Job（任務）模塊 441.4.9 Visualization（可視化）模塊 451.4.10 Sketch（草圖）模塊 501.5 算例 501.5.1 矩形荷載作用下地基中的附加應力分布 501.5.2 三維大壩建模及分析 611.6 本章小結 67第2章 ABAQUS中的岩土材料模型 682.1 彈性模型 682.1.1 線彈性模型 682.1.2 多孔介質彈性模型 702.1.3 線黏彈性模型 722.2 塑性模型 742.2.1 Mohr—Coulomb模型 742.2.2 擴展的Drucker—Prager模型 772.2.3 修正Drucker—Prager帽蓋模型 822.2.4 臨界狀態塑性模型（Critical state plasticity model） 852.3 算例 872.3.1 Mohr—Coulomb材料的三軸固結排水試驗模擬 872.3.2 修正劍橋模型材料的三軸固結排水試驗模擬 922.3.3 黏彈性材料的循環剪切試驗 942.4 本章小結 96第3章 ABAQUS中的接觸理論 973.1 ABAQUS／Standard中的接觸對 973.1.1 基本特性 973.1.2 接觸對算法 973.1.3 定義接觸對 1003.2 接觸面相互作用力學模型 1023.2.1 法向行為模型 1023.2.2 切向行為模型 1033.2.3 阻尼模型 1053.2.4 黏結模型（Surface—based cohesive behavior） 1073.2.5 接觸面的結果輸出變量 1073.3 ABAQUS／Standard中的通用接觸（General Contact） 1083.3.1 基本特性 1083.3.2 定義方法 1093.4 接觸面模擬中可能遇到的問題 1113.4.1 接觸計算的診斷信息 1113.4.2 接觸面的初始相對位置 1133.4.3 正確定義表面 1153.4.4 避免迭代次數過多 1153.4.5 避免過約束（Overconstraints） 1153.5 算例 1163.5.1 庫倫摩擦算例 1163.5.2 黏結模型算例 1203.5.3 不排水黏土中圓形樁的水平承載力 1223.5.4 考慮黏聚力的庫倫摩擦 1273.6 本章小結 129第4章 ABAQUS中的用戶子程序 1304.1 用戶子程序簡介 1304.1.1 用戶子程序類別 1304.1.2 用戶子程序編寫規則 1304.1.3 ABAQUS／CAE中用戶子程序調用方式 1314.2 用戶自定義位移子程序DISP 1314.2.1 子程序功能 1314.2.2 子程序格式和變量說明 1314.2.3 應用實例 1324.3 用戶自定義分布荷載子程序DLOAD 1344.3.1 子程序功能 1344.3.2 子程序格式和變量說明 1344.3.3 應用實例 1354.4 用戶自定義接觸面摩擦模型子程序FRIC 1364.4.1 子程序功能 1364.4.2 FRIC子程序格式和變量說明 1374.4.3 應用實例 1384.5 用戶自定義初始應力子程序SIGINI 1434.5.1 子程序功能 1434.5.2 SIGINI子程序格式和變量說明 1434.6 用戶自定義初始孔隙比VOIDRI 1444.6.1 子程序功能 1444.6.2 VOIDRI子程序格式和變量說明 1444.7 常用應用程序 1444.7.1 SINV計算應力不變量 1444.7.2 SPRINC計算主應力／主應變 1454.7.3 SPRIND計算主應力／主應變及方向 1454.8 本章小結 145應 用篇第5章 淺基礎的地基承載力 1475.1 地基破壞模式及極限承載力 1475.1.1 地基破壞模式 1475.1.2 承載力理論 1485.2 算例 1495.2.1 條形基礎承載力 1495.2.2 方形基礎極限承載力 1545.2.3 傾斜荷載作用下的條形基礎 1575.2.4 邊坡上的條形基礎 1595.3 本章小結 162第6章 擋土結構的土壓力 1636.1 土壓力理論 1636.1.1 靜止土壓力 1636.1.2 主動土壓力 1636.1.3 被動土壓力 1646.2 算例 1646.2.1 重力式擋土牆 1646.2.2 加筋土擋牆 1696.3 本章小結 172第7章 飽和土的滲流固結 1737.1 流固耦合分析步簡介 1737.1.1 適用范圍 1737.1.2 相關土力學概念 1737.1.3 流體滲透／應力耦合分析步的使用方式 1747.1.4 計算注意事項 1767.1.5 固結計算中的輸出變量 1797.2 算例 1807.2.1 太沙基（Terzaghi）一維固結 1807.2.2 蓄水問題 1837.2.3 修正劍橋模型的固結不排水三軸試驗 1857.2.4 一維劍橋黏土地基固結分析 1897.2.5 土體固結問題中的曼德爾效應 1967.3 本章小結 197第8章 非飽和土滲流問題 1988.1 滲流分析中的邊界條件 1988.1.1 典型邊界條件 1988.1.2 ABAQUS／Standard中滲流邊界條件的模擬功能 1998.2 非飽和滲流問題中的材料模型 2008.2.1 飽和度對滲透性能的影響 2008.2.2 飽和度與基質吸力之間的關系 2008.3 算例 2028.3.1 懸掛式防滲牆防滲效果分析 2028.3.2 二維均質土壩的穩定滲流分析 2058.3.3 邊坡降雨入滲分析 2118.4 本章小結 218第9章 樁基工作性狀分析 2199.1 樁基承載力理論 2199.1.1 α方法 2199.1.2 β方法 2209.2 樁的加荷速度 2209.3 算例 2219.3.1 不排水黏土地基中豎向受荷樁——不設置接觸面 2219.3.2 不排水黏土地基中豎向受荷樁——設置接觸面 2249.3.3 干砂地基中的豎向受荷樁——不設置接觸面 2269.3.4 干砂地基中的豎向受荷樁——設置接觸面 2279.3.5 不排水強度非均勻分布條件下的豎向受荷樁 2289.3.6 劍橋黏土地基中的豎向受荷樁 2319.3.7 水平受荷樁 2359.3.8 鋼筋混凝土樁的模擬 2399.4 本章小結 241第10章 岩土開挖和堆載問題 24210.1 ABAQUS中的單元生死功能 24210.1.1 單元的移除 24210.1.2 單元的激活 24310.1.3 接觸對的移除和激活 24310.1.4 單元生死操作中的注意事項 24410.2 開挖算例 24410.2.1 隧道開挖分析（軟化模量法） 24410.2.2 隧道開挖分析（收斂約束法） 25010.2.3 懸臂式基坑開挖模擬 25310.2.4 內撐式基坑開挖模擬 25910.2.5 堆載預壓模擬 26410.3 本章小結 267第11章 邊坡穩定性分析 26811.1 強度折減法的基本原理 26811.2 強度折減法在ABAQUS中的實現 26911.3 算例 26911.3.1 二維均質土坡穩定性分析 26911.3.2 含軟弱下卧層的邊坡穩定分析 27411.3.3 抗滑樁加固土坡穩定性分析 27611.3.4 三維心牆堆石壩邊坡穩定性分析 28211.4 本章小結 285提高篇第12章 用戶自定義材料 28712.1 ABAQUS中的非線性問題求解方法 28712.1.1 Newton（牛頓）迭代方法 28712.1.2 非線性問題的收斂控制標准 28812.2 UMAT子程序簡介 28812.2.1 子程序功能 28812.2.2 子程序格式和變量說明 28812.2.3 CAE中自定義材料的設置方法 29012.3 鄧肯模型的二次開發 29112.3.1 基本理論 29112.3.2 鄧肯模型UMAT子程序編寫 29112.4 鄧肯模型算例 29612.4.1 三軸壓縮試驗 29612.4.2 土石壩施工過程模擬 30112.5 等效線性黏彈性模型的二次開發 30512.5.1 基本理論 30512.5.2 等效線性黏彈性模型UMAT子程序編寫 30612.6 黏彈性模型算例 31112.7 邊界面模型的二次開發 31312.7.1 基本理論 31312.7.2 應力積分算法的選擇 31512.7.3 邊界面模型UMAT子程序編寫 31612.8 邊界面模型算例 32112.8.1 等向壓縮試驗 32112.8.2 三軸排水壓縮算例 32412.8.3 不排水動三軸模擬 32512.9 本章小結 327第13章 用戶自定義單元 32813.1 UEL子程序簡介 32813.1.1 子程序功能 32813.1.2 UEL工作原理 32813.1.3 子程序格式和變量說明 32913.2 UELMAT子程序簡介 33013.2.1 子程序功能 33013.2.2 適用范圍 33113.2.3 子程序格式和變量說明 33113.2.4 配套使用子程序MATERIAL_LIB_MECH 33213.3 自定義單元的使用方法 33213.4 平面三節點線彈性梁單元UEL子程序 33513.4.1 單元基本理論 33513.4.2 程序代碼及說明 33613.5 平面四節點無厚度接觸面單元的UEL子程序 33813.5.1 單元基本理論 33813.5.2 程序代碼及說明 34013.5.3 程序驗證 34313.6 平面應變四節點單元的UELMAT子程序 34413.7 本章小結 349第14章 岩土動力分析 35014.1 ABAQUS中的動力求解方法 35014.1.1 模態分析方法 35014.1.2 直接積分法 35114.1.3 動力分析中的阻尼 35214.2 ABAQUS／Standard中的隱式積分算法 35314.2.1 隱式積分方法的特點 35314.2.2 隱式積分算法中的時間步長控制 35314.2.3 使用隱式積分算法求解動力問題 35414.3 ABAQUS／Explicit中的顯式積分算法 35414.3.1 顯式積分方法的特點 35414.3.2 顯式方法適用的問題類型 35514.3.3 顯式算法的條件穩定性 35514.3.4 顯式積分算法中的時間步長控制 35614.3.5 使用顯式積分算法求解動力問題 35714.4 隱式與顯式求解方法的比較 35814.4.1 一般比較 35814.4.2 節點自由度增加對計算資源耗費的影響 35814.5 算例分析 35914.5.1 水平地基的自振頻率與振型 35914.5.2 二維理想土壩的自振頻率和振型 36014.5.3 線性水平地基地震反應的振型疊加法分析 36314.5.4 線性水平地基地震反應的隱式分析 36814.5.5 線性水平地基地震反應的顯式分析 36914.5.6 水平地基地震反應的等效線性分析——隱式法 37114.5.7 水平地基地震反應的等效線性分析——顯式法 37814.5.8 地基中波的傳播特性 38114.5.9 動力分析中無限邊界條件的模擬 38314.6 本章小結 387第15章 ABAQUS中的離散元 38815.1 基本介紹 38815.2 分析設置 38815.3 算例 39015.3.1 顆粒坍塌模擬 39015.3.2 直剪試驗模擬 39615.4 本章小結 399參考文獻 400