| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-10页 |
| 目录 | 第10-14页 |
| 1 绪论 | 第14-30页 |
| ·工程背景及研究意义 | 第14-16页 |
| ·细观离散颗粒集合体模型 | 第16-17页 |
| ·宏观连续介质模型 | 第17-19页 |
| ·经典连续体模型 | 第18页 |
| ·Cosserat连续体模型 | 第18-19页 |
| ·高阶应变梯度连续体模型 | 第19页 |
| ·含液颗粒材料宏观多孔连续介质模型 | 第19-21页 |
| ·多孔介质水力-力学数学模型 | 第20页 |
| ·多孔介质水力-力学本构模型 | 第20-21页 |
| ·连接尺度方法(BSM) | 第21-23页 |
| ·多尺度界面条件 | 第23-24页 |
| ·颗粒材料连接尺度方法概述 | 第24-26页 |
| ·颗粒材料的其他多尺度分析 | 第26-28页 |
| ·计算均匀化方法 | 第26-27页 |
| ·解析均匀化方法 | 第27页 |
| ·多尺度计算方法 | 第27-28页 |
| ·本文主要工作 | 第28-30页 |
| 2 离散颗粒集合体模型及数值方法 | 第30-56页 |
| ·颗粒材料的定义和研究背景 | 第30-31页 |
| ·颗粒材料力学基本概念 | 第31-36页 |
| ·颗粒粒度和形状表征 | 第31-32页 |
| ·孔隙度、孔隙比和体分比 | 第32-33页 |
| ·颗粒材料密度 | 第33-34页 |
| ·颗粒集合体的几何表征 | 第34页 |
| ·颗粒集合体的配位数 | 第34-35页 |
| ·接触方向密度函数 | 第35页 |
| ·织构张量 | 第35-36页 |
| ·颗粒材料离散元法概述 | 第36-37页 |
| ·离散颗粒间接触力计算数值模型 | 第37-46页 |
| ·接触颗粒间的相对运动分析 | 第38-40页 |
| ·接触颗粒间接触力-相对位移关系 | 第40-42页 |
| ·其它常用颗粒接触力计算模型概述 | 第42-46页 |
| ·颗粒集合体模型的生成 | 第46-47页 |
| ·DEM接触检索算法 | 第47-50页 |
| ·颗粒集合体边界条件 | 第50-52页 |
| ·DEM求解方法与稳定性 | 第52-55页 |
| ·运动方程的求解 | 第52-54页 |
| ·临界时间步长 | 第54-55页 |
| ·小结 | 第55-56页 |
| 3 颗粒材料的宏观连续体本构模型 | 第56-88页 |
| ·Cosserat连续体模型基本公式 | 第56-58页 |
| ·压力相关弹塑性Cosserat连续体本构模型及切线模量张量 | 第58-64页 |
| ·压力相关弹塑性Cosserat本构模型 | 第59-60页 |
| ·应力更新算法 | 第60-63页 |
| ·一致性弹塑性切线模量矩阵 | 第63-64页 |
| ·基于颗粒材料细观信息的名义应力和应变 | 第64-75页 |
| ·颗粒材料表征元(RVE)定义 | 第64-65页 |
| ·Cauchy连续体名义应力定义 | 第65-66页 |
| ·Cauchy连续体名义应变定义 | 第66-71页 |
| ·Cosserat连续体名义应力定义 | 第71-73页 |
| ·Cosserat连续体名义应变定义 | 第73-75页 |
| ·基于离散颗粒集合体模型的等价连续体本构关系 | 第75-86页 |
| ·基于运动学假定的Cauchy连续体本构模型 | 第76-77页 |
| ·基于运动学假定的Cosserat连续体本构模型 | 第77-79页 |
| ·基于静力学假定的Cauchy连续体本构模型 | 第79-80页 |
| ·Cauchy连续体微方向本构模型 | 第80-81页 |
| ·热力学Cosserat连续体弹塑性本构模型 | 第81-86页 |
| ·小结 | 第86-88页 |
| 4 Cosserat连续体-离散颗粒集合体模型的连接尺度方法 | 第88-119页 |
| ·引言 | 第88-89页 |
| ·连接尺度方法基础 | 第89-94页 |
| ·粗细尺度位移分解 | 第89-92页 |
| ·连接尺度投影算子的性质 | 第92-93页 |
| ·多尺度运动方程 | 第93-94页 |
| ·粗细尺度域的划分和细尺度域的准静态边界条件 | 第94-96页 |
| ·颗粒材料的细、宏观模型 | 第96-99页 |
| ·细尺度离散颗粒集合体模型 | 第96页 |
| ·粗尺度Cosserat连续体模型 | 第96-99页 |
| ·时间积分算法 | 第99-100页 |
| ·细尺度离散颗粒模型中颗粒运动学量的更新 | 第99-100页 |
| ·粗尺度有限元模型节点运动学量的更新 | 第100页 |
| ·数值算例 | 第100-118页 |
| ·地基承载 | 第100-109页 |
| ·边坡稳定 | 第109-118页 |
| ·小结 | 第118-119页 |
| 5 多尺度非反射界面条件 | 第119-150页 |
| ·引言 | 第119-120页 |
| ·函数变换 | 第120-124页 |
| ·离散Fourier变换(DFT) | 第121-122页 |
| ·Laplace变换(LT) | 第122-123页 |
| ·数值逆Laplace变换 | 第123-124页 |
| ·细尺度域的非反射边界条件 | 第124-137页 |
| ·界面条件的描述与处理 | 第125-134页 |
| ·关联粗尺度域虚拟细尺度自由度的界面力计算 | 第134-137页 |
| ·多尺度界面条件的数值实施 | 第137-140页 |
| ·积分核的数值计算 | 第137-139页 |
| ·界面力的数值计算 | 第139-140页 |
| ·数值算例 | 第140-149页 |
| ·小结 | 第149-150页 |
| 6 Biot-Cosserat连续体-离散颗粒集合体模型的连接尺度方法 | 第150-178页 |
| ·引言 | 第150-151页 |
| ·多孔多相Biot-Cosserat连续体模型有限元法 | 第151-157页 |
| ·Biot-Cosserat连续体模型控制方程 | 第151-154页 |
| ·Biot-Cosserat连续体模型有限元离散 | 第154-157页 |
| ·饱和、非饱和土的连接尺度方法 | 第157-159页 |
| ·多尺度位移分解与控制方程 | 第157-158页 |
| ·多尺度界面条件 | 第158-159页 |
| ·细、粗尺度本构模型 | 第159-160页 |
| ·细观离散颗粒集合体模型 | 第159页 |
| ·宏观Biot-Cosserat连续体水力-力学本构模型 | 第159-160页 |
| ·时域积分算法 | 第160-162页 |
| ·数值算例 | 第162-177页 |
| ·小结 | 第177-178页 |
| 7 程序实现 | 第178-190页 |
| ·程序说明 | 第178页 |
| ·模块功能 | 第178-184页 |
| ·前处理模块 | 第178-180页 |
| ·主体程序模块 | 第180-182页 |
| ·有限元分析模块 | 第182-183页 |
| ·离散元分析模块 | 第183-184页 |
| ·多尺度界面处理模块 | 第184页 |
| ·程序流程图 | 第184-190页 |
| 8 总结与展望 | 第190-194页 |
| ·总结 | 第190-192页 |
| ·展望 | 第192-194页 |
| 参考文献 | 第194-211页 |
| 论文创新点摘要 | 第211-212页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第212-213页 |
| 致谢 | 第213-214页 |
| 作者简介 | 第214-215页 |
