Smith's Elements of Soil Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Blackwell Pub

作者:Smith, Ian

出品人:

页数:552

译者:

出版时间:2006-7

价格:325.00元

装帧:Pap

isbn号码:9781405133708

丛书系列:

图书标签:

• 土力学
• 土壤力学
• 地基工程
• 岩土工程
• 土的性质
• 地基设计
• 土压力
• 沉降
• 边坡稳定
• 土工基础

现代岩土工程的基石：地基设计与优化 本书导言 岩土工程，作为土木工程领域中至关重要的一环，其核心在于理解和驾驭土壤这一复杂多变的介质。本书《现代岩土工程的基石：地基设计与优化》旨在为土木工程师、岩土专家以及高年级学生提供一个全面、深入且高度实用的地基设计框架。我们摒弃了过于理论化和停留在基础概念的层面，而是将重点聚焦于当前行业中最前沿的设计理念、先进的勘察技术，以及在复杂地质条件下实现结构安全与经济性的优化策略。 本书的构建遵循逻辑清晰的递进关系：从对场地环境的精细化认知，到承载力与沉降的精确评估，再到针对特殊地基问题的创新解决方案。我们的目标是培养读者超越传统“查表计算”的能力，使其能够真正理解地基系统的行为，从而做出富有洞察力的工程决策。 --- 第一部分：地质环境的精细化认知与工程特性表征 第一章：现代岩土勘察：从钻孔到地球物理成像 本章深入探讨了当代岩土工程勘察方法的革新。我们不再满足于传统的 SPT/CPT 数据，而是整合了高分辨率的地球物理方法（如 MASW, GPR, ERT）来构建三维地质模型。重点讨论了在城市复杂地下环境（包含既有结构物、地下管线、溶洞等）中，如何通过多源数据融合技术，提高地质分界的精度和工程参数的可靠性。内容涵盖了静力触探（CPT/CPTU）的最新解释模型，特别是针对软土地基和风化岩体的定量评价。此外，详述了原位测试数据与实验室强度参数之间，在不同应力历史条件下的修正关系，强调了数据质量控制在后续分析中的决定性作用。 第二章：土体本构模型与应力历史的重构 理解土壤的应力历史是准确预测其力学行为的前提。本章详细介绍了现代土力学中应用最广泛的本构模型，如剑桥组织土模型（Cam-Clay）及其扩展。我们对各向异性、应变软化以及粘土的固结过程中的时间效应进行了深入剖析。重点讨论了如何利用先进的室内三轴或单轴压缩试验数据，标定这些本构模型的关键参数（如屈服应力比、硬化指数）。章节末尾提供了一套实用的流程，用于根据现场勘察数据（如 CPTU 锥尖阻力廓线），反演场地内土层的有效上覆应力状态和固结历史，为后续的承载力分析奠定基础。 第三章：地下水、渗透性与环境岩土效应 地下水是控制岩土工程问题的核心变量。本章超越了简单的静水压力计算，聚焦于渗透性分析与渗流引起的工程问题。内容包括：非饱和土体的水分特征曲线及其在边坡稳定中的影响、瞬态渗流分析在基坑降水中的应用，以及渗透力导致的管涌和流土现象的预防措施。特别强调了地基长期浸水或冻融循环对土体强度和变形特性的劣化效应，并介绍了相应的工程对策，如排水体设计与土体改良技术。 --- 第二部分：地基承载力与变形的精确评估 第四章：极限承载力分析的先进方法 本书对地基极限承载力的讨论，侧重于超越传统经验公式的方法。详细阐述了基于塑性极限分析和有限元方法的承载力系数确定。重点关注于：桩基础在非均匀土层中的极限负摩阻力计算、斜向荷载作用下的桩承载力评估，以及岩石-土界面上的抗剪强度理论及其在浅基础设计中的应用。对于复杂地质条件下的抗冲刷深度计算，引入了最新的水文模型与地基动力响应的耦合分析方法。 第五章：沉降预测的动态模型与时间效应 沉降预测是地基设计中最具挑战性的环节。本章系统介绍了瞬时弹性沉降、固结沉降（一维、二维）和次固结沉降的集成计算框架。核心内容包括：如何应用非线性固结理论来处理高应力增量下的土体压缩性，以及如何利用现场加载试验（如平板载荷试验）的结果，准确率定土体的变形模量。此外，详细讨论了结构荷载（如高层建筑、深基坑回抽）在不同时间尺度上对邻近既有结构物差异沉降的影响评估方法。 第六章：动力荷载与抗震地基响应 随着基础设施对可靠性要求的提高，地基的抗震性能成为关键。本章聚焦于地震作用下的地基响应分析。内容涵盖：土体的动力特性测试与场地液化潜力评估（基于循环应力比和修正的 SPT/CPT 判据）。详细阐述了动力有限元分析中土体材料的非线性本构模型（如应变依赖的剪切模量），以及如何进行场地反应分析，预测结构基础处的加速度放大效应。特别关注了边坡和挡土结构在地震作用下的稳定性分析，引入了伪静力法和更精确的动力稳定性方法。 --- 第三部分：地基优化、改良与特殊结构设计 第七章：浅基础优化与地基处理技术 本章旨在提供一套实用的地基改良技术选择指南。系统性地比较了各类地基加固技术（如振冲法、高压喷射灌浆、CFG 桩等）的适用条件、改良效果的定量评估标准以及经济性分析。重点突出了“优化设计”的概念：如何根据工程要求（如允许的差异沉降限值、抗液化需求），选择最经济且高效的复合地基方案。详细讨论了预压固结技术在软土地基上的应用，包括真空预压的优化方案设计与监测反馈机制。 第八章：深基础与复杂桩基设计 针对高耸结构和重型设备基础，本章深入研究了桩基础的设计细节。内容包括：大直径嵌岩桩的承载力确定（考虑岩体节理和风化程度的影响）、群桩效应与桩间距优化、桩-土界面相互作用的非线性分析。对于受侧向力影响显著的结构（如桥墩、码头），详述了 $p-y$ 曲线法在不同土层和荷载条件下的精确应用，并介绍了桩基抗拔力的设计考量。 第九章：挡土结构与地下空间工程 本部分关注地下结构的安全与稳定。详细分析了不同类型挡土结构（如重力式、板桩、地下连续墙）的内力计算方法，侧重于墙体与土体的三维相互作用。深入探讨了基坑支护的动态监测与反馈控制策略，特别是如何利用实时变形监测数据，动态调整锚杆预应力或内支撑反力。最后，对深基坑开挖过程中对周边环境（相邻结构、地下管线）的潜在影响，提供了详细的风险评估和预防性加固措施。 --- 结论与展望 本书的最终目标是培养下一代岩土工程师的系统思维能力。通过对先进理论的掌握和对前沿工程实例的分析，读者将能自信地应对当今复杂多变的工程挑战，设计出既安全可靠又具备经济合理性的地基系统。未来的岩土工程将更加依赖于高性能计算、大数据分析和智能传感技术，本书为读者掌握这些工具奠定了坚实的基础。

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