具体描述
These proceedings are a continuation of the series of International Conferences in Germany entitled "Mechanics of Unsaturated Soils." The objective is to discuss and understand unsaturated soil behaviour, so that engineered activities are improved in terms of judgement and quality. In addition to knowledge of classical concepts, it is a challenge to adapt convincing new concepts and present them in such a way that they can be used in engineering practices.
土力学新视野：从宏观到微观的岩土工程探索 本书聚焦于岩土工程领域中一个被广泛关注但复杂性极高的分支——饱和粘土的力学行为与变形机理。 我们致力于深入剖析饱和粘土在不同应力状态、加载速率以及环境条件下的本构关系、剪切强度特性以及长期稳定性问题。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论推导到工程应用实践的多个层面，旨在为岩土工程师、研究人员和高年级学生提供一个全面且深入的学习资源。 本书的叙事脉络从对饱和粘土基本性质的宏观描述开始，逐步深入到微观尺度的颗粒间相互作用与孔隙水动力学。我们首先回顾了经典的有效应力原理，并着重探讨了在复杂加载历史下，该原理在粘性土体中的适用边界与修正模型。重点内容之一是固结理论的精细化处理。传统的泰扎奇（Terzaghi）一维固结理论在本书中被扩展至二维乃至三维状态，并引入了非线性渗透性、应变速率效应以及多阶段加载的耦合分析方法。我们详细讨论了当前主流的“感应应力”（Intermediate Stress）模型在粘土固结过程中对超孔隙水压力消散速率的影响，并对比了经典模型与基于临界应力比（OCR）概念的新型模型在工程预测上的差异。 在本构关系方面，本书摒弃了过于简化的线性模型，转而侧重于描述粘土材料在塑性变形过程中的非线性特性和历史依赖性。我们系统地介绍了当前岩土工程界广泛应用的弹塑性模型，包括修正剑桥模型（Modified Cam-Clay Model）及其在各向异性条件下的拓展。特别地，本书引入了先进的双面剪切（Biaxial Shearing） 实验结果，用以检验和校正现有模型在拉伸和压缩侧的预测能力。对于粘土的屈服面演化，我们详细阐述了基于应变硬化与应变软化路径的机制，并探讨了如何将结构性（Structure）或胶结作用（Cementation）对初始屈服强度的影响纳入模型框架，这对于评价软土地基的长期承载力至关重要。 剪切强度理论是本书的另一核心支柱。我们不仅复习了库仑破坏准则，更着重于基于孔隙特性和应力历史的强度演化。书中通过大量先进的直剪、三轴剪切以及扭剪试验数据，揭示了应力路径对粘土最终破坏形态的影响。针对高边坡和深基坑开挖等复杂工程问题，我们深入探讨了粘土的抗剪强度各向异性。书中详细分析了垂直剪切（如渗透或固结引起的层理面）与水平剪切（如平面应力下的滑动）强度差异的量化方法，并讨论了如何利用先进的张量表示法来描述这种各向异性。此外，应变软化与残余强度的研究部分，结合了现场监测数据，展示了粘土在失稳后应力重分布的物理机制，为边坡稳定分析提供了更具前瞻性的工具。 深入到流固耦合方面，本书探讨了土体变形与孔隙水运动之间的动态相互作用。我们不仅关注标准的渗透性问题，还重点分析了在快速加载或振动条件下，粘土的动力响应特性。这包括了对粘土的粘滞性（Viscosity）和粘塑性（Viscoplasticity）的详细建模。我们引入了黏滞模型的应变速率敏感性参数，并讨论了如何利用这些参数来预测地震作用下或快速填海工程中可能出现的瞬态超孔隙水压力累积问题。针对地震液化现象，本书提供了针对饱和粘土（尤其是回填土和冲积层）的判别标准和缓解措施，重点关注了循环加载下孔隙水压力的积累与耗散机制。 工程应用与数值模拟是本书的实践落脚点。我们详细介绍了如何将上述复杂本构模型集成到有限元（FEM）和有限差分（FDM）软件中进行工程模拟。书中提供了大量案例研究，涵盖了深海桩基础沉降预测、大型土石坝坝基固结分析以及软土地基真空预压处理效果评估。对于数值模拟中的网格依赖性、接触面处理和材料参数的敏感性分析，本书给出了详尽的操作指南和批判性思考，强调了现场原位测试数据（如C C P T U测试）在校准模型参数中的决定性作用。 本书的最终目标是超越对传统土力学公式的机械应用，培养读者对饱和粘土复杂力学行为的深刻理解，从而能够为最具挑战性的岩土工程项目提供安全、经济且可靠的解决方案。本书内容新颖，紧密结合了近二十年岩土工程领域在微观观测和先进数值模拟方面的最新进展。
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