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出版者:中国电力

作者:王铁行

出品人:

页数:156

译者:

出版时间:2007-8

价格:16.40元

装帧:

isbn号码:9787508358321

丛书系列:

图书标签:

• 土力学
• 岩土工程
• 地基处理
• 土的物理性质
• 土的力学性质
• 边坡稳定
• 地基承载力
• 土动力学
• 桩基
• 基础工程

土的变形与稳定：地下工程的基石 图书名称： 土的变形与稳定：地下工程的基石 作者： [此处可填写真实作者姓名或笔名] 出版社： [此处可填写真实出版社名称] 出版年份： [此处可填写真实年份] --- 内容简介： 本书旨在全面、深入地探讨土体在工程荷载作用下的力学响应规律，特别是其变形特性、强度极限以及由此引发的稳定问题。本书的视角立足于岩土工程实践，强调理论分析与工程应用的紧密结合，为土木、岩土、水利及城市地下空间开发等领域的工程师和研究人员提供坚实的理论基础与实用的技术指导。 第一部分：土的本构特性与应力状态分析 本书首先从土体的微观结构入手，详细剖析土颗粒、孔隙水和空气三相体系在外部作用下的相互作用机制。我们深入阐述了土体的基本物理性质，如孔隙比、含水率、液塑限等，并将其与工程性能建立联系。 随后，重点转向土体的应力状态分析。不同于纯粹的弹性体，土体具有显著的非线性、塑性和时间依赖性。本书详细介绍了有效应力原理的深刻内涵及其在静水压力和外部荷载下的应用。我们利用三向应力状态下的应力球概念（如平均正应力、偏应力、剪应力）来描述土体内部的应力场，并引入莫尔-库仑应力图解法，清晰展示土体在破坏临界状态下的应力平衡条件。 在土体本构关系方面，本书超越了简单的线性弹性模型。我们系统地介绍了弹塑性理论在土力学中的应用，探讨了硬化、流动和屈服面等关键概念。特别关注了临塑性应力状态，解释了土体如何从弹性变形过渡到塑性流动。对于现代工程中日益重要的应力路径分析，本书通过大量实际案例，展示了如何利用等效黏聚力、有效内摩擦角和应变路径来准确预测土体的实际力学行为。 第二部分：土的变形机理与沉降预测 土体变形是地下工程中最关键的性能指标之一。本书将变形分析分为瞬时变形（弹性/塑性）和时间效应变形（固结/蠕变）。 瞬时变形分析部分，本书侧重于应变——应力关系的确定。我们详细介绍了各种变形模量的确定方法，包括室内试验标定值、现场原位测试（如平板载荷试验、静力触探试验）的转换方法。对于基础和边坡工程中常见的应力集中与应变扩散问题，本书运用有限元分析的基础理论，解释了如何通过网格划分和边界条件设置，准确模拟复杂几何条件下的变形场。 时间效应：固结理论是本书的重中之重。我们深入探讨了Terzaghi一维固结理论的物理基础——孔隙水压力消散过程。在此基础上，本书系统地介绍了时间因子（Tv）与压缩指标（Cc）和回 ছুটে应力（σ’c）在计算沉降量、沉降速率和固结度方面的应用。对于实际工程中更复杂的超固结土和正常固结土的差异沉降预测，我们提供了修正的计算模型。此外，对于软弱土层中二次固结（蠕变）的影响，本书也进行了详细的探讨和量化分析。 第三部分：土体的抗剪强度与破坏准则 抗剪强度决定了工程结构（如挡土墙、边坡、地基）的极限承载能力。本书围绕莫尔-库仑强度准则展开，但并未止步于此。 强度参数的确定： 我们详细阐述了直接剪切试验、三轴压缩试验和单面剪切试验的工作原理、试样制备及数据处理方法。特别强调了试验过程中应力控制和应变控制对获得“表观强度”的影响，以及如何通过包线拟合确定黏聚力（c）和内摩擦角（φ）。 有效应力在强度中的作用： 延续第一部分的讨论，本书强调了在饱和土中，孔隙水压力（u）对有效应力的削弱作用是导致土体强度下降的根本原因。我们分析了快速剪切（不排水条件）和慢速剪切（有效应力条件）下强度参数的差异，并给出了判断试验条件的工程准则。 特殊条件下的强度问题： 书中专门设立章节讨论了液化的判定标准和机理，主要针对砂土和粉土在地震荷载下的动态强度丧失问题。对于粘土的长期稳定性和短期不排水强度的差异评估，也提供了详细的工程评估方法。 第四部分：地基承载力与工程稳定分析 本部分将前三部分的基本理论应用于实际的工程稳定问题。 地基承载力： 我们系统地介绍了极限承载力的理论基础，包括普朗特尔（Prandtl）机构和泰扎吉（Terzaghi）承载力公式的推导及其应用局限性。本书着重讲解了承载力系数（Nc, Nq, Nγ）的精确取值方法，并针对浅基础和深基础（如桩基础）的承载力差异进行了详细的计算示例。对于不均匀土层和偏心荷载作用下的承载力折减，提供了修正建议。 边坡稳定分析： 边坡稳定是岩土工程中最具挑战性的问题之一。本书采用极限平衡法作为主要分析工具，详细讲解了瑞典条分法、Bishop法等多种极限平衡方法的原理和计算流程。重点在于如何构建合理的滑裂面假设（如圆形、非圆形）以及如何平衡各单元体上的力与力矩。对于地下水渗流对边坡稳定性的影响（如浸润线位置），本书提供了精确的折减系数。 挡土结构与土压力： 本书回顾了经典的朗金（Rankine）土压力理论和更实用的库仑（Coulomb）土压力理论。通过对主动土压力、被动土压力和静止土压力的对比分析，指导工程师如何根据结构类型和变形要求选择合适的土压力系数。对于锚固支护结构和加筋土结构，本书也引入了现代分析方法，探讨了土体与加筋材料之间的相互作用机制。 总结： 《土的变形与稳定：地下工程的基石》不仅是一本理论教材，更是一本面向工程实践的工具书。它通过严谨的力学推导、详实的试验数据分析和丰富的工程案例，构建了一套完整的土体行为预测和工程稳定评估体系，确保读者能够安全、经济、高效地解决各类岩土工程挑战。

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读完这套关于岩石力学与工程应用的厚册，我感觉自己的认知被彻底颠覆了。我一直以为岩石边坡的稳定性无非就是考虑抗滑安全系数和潜在的滑动面摩擦角，但这本书彻底打破了我的固有思维。作者用大量篇幅论述了岩体的微裂隙扩展机制，以及在不同应力路径下岩石的非线性变形特性。特别是对“巷道围岩的长期收敛性”那部分的分析，简直是教科书级别的深度。它不仅仅停留在理论的推导上，还非常详尽地介绍了TBM（隧道掘进机）在破碎带或高地应力区施工时的动态反馈控制策略，甚至涉及到了喷射混凝土的材料学特性变化对支护效果的影响。我特别喜欢它对“Q值法”和“RMR分类法”的批判性评述，指出在极端温度或高地震动区，这些经验指标的局限性，并提出了结合声波CT扫描数据的三维损伤度量方法。这本书的阅读体验非常独特，它更像是一系列学术前沿报告的汇编，充满了对现有工程规范的挑战和创新性的解决方案，对于从事地下工程，特别是深部矿山或核废料库选址的工程师而言，是不可多得的参考资料。

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这本关于地基处理的专著，简直是岩土工程师的“圣经”！我最近在做一个大型基础设施项目，涉及深基坑开挖和复杂土层的支护，真是被难得焦头烂额。翻开这本书，首先映入眼帘的是那些精细的数值模拟案例和现场监测数据，让人感到无比踏实。它没有停留在那些教科书式的理想模型上，而是深入探讨了软土地基的固结沉降预测误差分析，以及如何根据实际地质勘察报告来修正Biot模型的参数。尤其让我印象深刻的是关于“土-结构相互作用”那一章，作者用非常直观的图示解释了荷载传递机制在不同填土厚度下的变化规律，这对于优化桩基础设计方案至关重要。书中关于地下水控制和渗透稳定性的论述，结合了最新的渗流理论，比如有限元法在非饱和土中的应用，讲解得极其透彻，甚至连那些晦涩的微分方程推导过程都清晰可见，完全不像某些参考书那样只是简单罗列公式。对于我们这些常年与现场复杂条件打交道的专业人士来说，这种理论与实践深度融合的著作，才是真正能解决实际问题的利器。我已经把好几个重要的公式和图表摘录下来，准备贴在工作区域，方便随时查阅和验证设计计算的准确性。

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对于初学者来说，这本书简直是打开了通往现代土木工程大门的一把金钥匙。我之前上的土力学导论课，很多概念讲得非常抽象，比如应力场、应变增量这些，总是云里雾里。然而，这本书的叙事方式非常亲切，它没有一开始就抛出复杂的张量分析，而是从实际的工程灾害入手，比如讲述早年某座大坝的渗漏溃决案例，然后层层剥茧地引入有效应力原理。作者在解释塑性势和屈服面时，使用了大量的二维简化图例和动画效果的文字描述，让我一下子就抓住了核心——即土体在何种条件下会发生不可恢复的塑性变形。更棒的是，它在每章后面都附带了大量的习题，而且这些习题的难度设置非常合理，从基础的库仑土压力计算，到稍微复杂的挡土墙超载分析都有涵盖。我发现通过做完这些题目，我对朗肯土压力和库仑土压力的适用条件差异有了更深刻的理解。这本书真正做到了“授人以渔”，它不仅告诉你知识是什么，更教会你如何用这些知识去分析和解决现实中的工程问题，是自学或备考的绝佳材料。

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这本书在流变学和时间效应方面的探讨，达到了一个令人惊叹的深度。我原以为现代岩土工程已经对固结沉降的预测驾轻就熟，但这本书展示了地质年代尺度下，粘土的二次固结和蠕变现象如何对超长寿命结构（比如大型水库或高层建筑）的长期稳定性构成潜在威胁。作者构建了一个复杂的粘弹性-粘塑性耦合模型，用来模拟深厚沉积层在时间轴上的应力松弛过程，这个模型的参数辨识方法非常具有操作性，直接给出了如何利用现场长期监测数据反演出模型的本构参数的步骤。书中关于蠕变测试的设备和试验规程的介绍也极为详尽，包括三轴蠕变试验台的加载速率控制精度要求。特别是关于冻土区的热-力-水耦合作用对地基承载力的影响分析，结合了热力学平衡方程，提供了处理季节性冻融循环带来的不均匀沉降的工程对策。这绝对不是一本应付考试的教材，它更像是一份针对前沿研究课题的深度综述，对于需要进行长期结构可靠性评估的结构工程师而言，价值无可估量。

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我被这本书中对“离散元法”（DEM）在颗粒材料模拟中的应用这一部分彻底征服了。传统的有限元方法在处理岩土材料的非连续性、接触应力和剪切带形成时总显得力不从心，而这本书完美地弥补了这一空白。作者详细展示了如何将土颗粒建模为具有特定摩擦角和黏聚力的离散体，并通过数值模拟来重现土体破坏的微观过程。书中那些用DEM模拟出的砂土液化过程的可视化结果，清晰地揭示了孔隙水压力是如何在颗粒间重新分布，导致有效应力丧失的。这种“由微观到宏观”的解释思路，极大地增强了我们对剪切破坏本质的理解。此外，书中还探讨了如何将DEM的结果与宏观的连续介质模型（如Mohr-Coulomb或Cam-Clay模型）进行标定和映射，实现了理论上的完美衔接。对于任何希望将最先进的计算模拟技术应用于复杂边坡失稳、碎石土压实时，这本书都是一份不可或缺的“操作手册”，它不仅讲解了原理，更提供了实现这些复杂计算的算法思路和注意事项。

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