Fundamentals of Geosynthetic Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Taylor & Francis

作者:Sanjay Kumar Shukla

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2006-4-26

价格:USD 139.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780415394444

丛书系列:

图书标签:

• Geosynthetics
• Geotechnical Engineering
• Civil Engineering
• Construction
• Soil Mechanics
• Materials Science
• Environmental Engineering
• Infrastructure
• Ground Improvement
• Slope Stability

现代土木工程中的土壤改良与结构稳定：一本面向实践的指南 导言：变革性的土工材料与工程挑战 在现代土工工程领域，我们正面临着前所未有的挑战：如何在日益复杂的场地条件下，以更可持续、更经济的方式实现基础设施的长期可靠性。传统的土木工程方法，主要依赖于原生土体的强度和刚度，在面对软土地基、高边坡稳定性、侵蚀控制以及极端气候条件时，往往显得力不从心。对更高性能、更持久且更具环境适应性的解决方案的需求，推动了工程技术向使用先进、功能性材料的转型。 本书正是基于这一背景而创作的，它聚焦于非合成土工材料和传统加固技术在土壤工程中的应用与优化。我们旨在为土木工程师、岩土工程师、结构设计师以及高级土工技术人员提供一本详尽、深入且高度实用的参考手册，用以理解和应用那些在数十年来被证明行之有效的、基于天然材料和传统改良剂的工程方法。 本书不涉及合成土工材料（如土工格栅、土工布、土工膜等）的原理、设计和施工。相反，我们选择了回溯并深入探讨那些支撑了全球基础设施建设基石的、成熟且经过时间检验的土体改良技术和加固策略。 --- 第一部分：场地评估与传统土体特性化 成功的土工工程始于对场地的深刻理解。本部分将详细阐述如何准确地评估和描述场地土壤的自然特性，这是任何非合成加固或改良方案设计的基础。 第一章：场地勘察的深度解析 本章超越了标准的钻探和取样规程，重点讨论了如何解释复杂场地调查数据，以识别潜在的风险因素，例如古老的滑坡面、高液化潜力的土层、或渗透性极差的粘性层。我们将深入探讨现场渗透性测试（如压水试验、变荷载入渗试验）的实际操作细节及其数据解读，这对于依赖于排水或反滤作用的传统加固体系至关重要。 第二章：颗粒级配与重塑粘土的工程行为 详细分析了天然级配土（包括砂土、粉土和粘土）的力学特性，特别是当土壤级配不理想时，如何通过级配优化来提升其工程性能。本章涵盖了亚天然状态（sub-natural state）下粘土的剪切强度参数（内摩擦角 $phi$ 和粘聚力 $c$）的确定方法，包括对固结线和回压曲线的精细分析，以预测长期稳定性。 第三章：地下水控制与地基预压理论 地下水是影响土工结构稳定性的主要因素。本章深入探讨了经典的集水井系统、渗沟和盲沟的设计与维护。核心内容在于详尽解析固结沉降理论，特别是 Terzaghi 的一维固结理论在高次荷载下的应用。我们将详细介绍如何利用预压荷载（如堆载预压）结合排水通道（如砂垫层或垂直排水通道，但不涉及合成材料）来实现地基的有效加固和沉降控制。 --- 第二部分：基于天然材料的土体增强技术 本部分聚焦于使用天然或经过简单物理处理的材料来增强土体的整体性能，着重于提高强度、降低可压缩性和改善渗透性。 第四章：级配碎石与优质垫层的设计与施工控制 碎石作为最基础的加固材料，其质量控制至关重要。本章详细阐述了优良级配碎石的级配曲线要求、压实标准（如 Modified Proctor 试验的实际应用），以及如何通过合理的压实能量和含水率控制来达到设计要求的密实度和承载力。我们将探讨在不良地基上铺设碎石垫层时的界面效应分析，确保垫层与下卧土层之间的有效力传递。 第五章：石灰、水泥与粉煤灰的化学改良 化学改良是提高粘性土强度和稳定性的有效手段。本章详细介绍石灰稳定粘土的反应机理（特别是钙化作用）、最佳掺量确定、以及养护条件对长期强度的影响。对于水泥稳定土，我们侧重于低强度水泥土（LSC）在路基、机场道面基础中的应用，包括水灰比的选择、混合均匀度的现场检验方法，以及如何应对不同土体带来的化学反应差异。本章还包括对特定工业副产品（如特定类型的粉煤灰）作为填充和改良剂的工程应用。 第六章：振冲与挤密法：物理加固的深化应用 对于软土地基的快速加固，物理密实技术仍然是首选。本章深入探讨振冲法（Vibro-Replacement and Vibro-Compaction）的设计参数，包括振冲器间距的确定、对周围土体密实效果的评估（例如通过标准贯入试验 N 值增加的分析）。此外，我们还将详细阐述挤密法（如冲击压实、重型夯实）在砂土和粉土场地中的应用，重点分析夯击能量、夯击层厚度与目标密实度的关系。 --- 第三部分：传统结构与稳定化工程设计 本部分将传统土工工程理论应用于具体的结构设计中，重点是那些不依赖于合成土工产品的挡土结构和边坡稳定性设计。 第七章：重力式挡土墙与悬臂结构的设计 重力式挡土墙（Gravity Walls）和半地下式悬臂式挡土墙是稳定边坡和持土的经典方法。本章将详尽地涵盖这些结构的整体稳定性分析，包括滑动稳定性、倾覆稳定性以及地基承载力验算。我们将使用成熟的库仑土压力理论和朗肯土压力理论，结合现场确定的土体参数，进行主动土压力和被动土压力的精确计算，特别关注墙后地基的排水设施（如墙后碎石排水层和泄水孔）的设计与维护，以防止水压积累。 第八章：边坡稳定分析的经典方法与安全系数评估 边坡稳定性是土工工程的核心议题。本章严格遵循经典的极限平衡法，详细介绍瑞典法（Swedish Circle Method）、毕肖普法（Bishop’s Simplified Method）等方法的计算步骤和适用条件。重点分析在不同工况（瞬态、长期、地震作用下）对安全系数的影响，并讨论如何通过台阶设计、削坡优化以及设置排水沟和截水设施等传统措施来提高边坡的长期可靠性。 第九章：地基承载力与浅基础的优化 本章回顾并深化了浅基础设计中的承载力计算方法，包括 Meyerhof 和 Hansen 承载力公式的正确应用，强调如何根据土体的实际剪切强度参数（而非仅基于 SPT/CPT 经验公式）来确定极限承载力。此外，我们探讨了通过换填法、灰土垫层或碎石桩（不含合成材料）来改良地基承载力层的设计与施工验收标准，确保基础结构能够安全、均匀地承受上部荷载。 --- 结论：面向未来的传统技术集成 本书旨在强调，无论新材料如何发展，对土体基本力学行为的深刻理解以及对经过时间考验的工程技术的熟练运用，永远是成功的土工工程的基石。《现代土木工程中的土壤改良与结构稳定》提供了一个全面的框架，指导工程师在复杂的工程实践中，有效利用天然材料和成熟的改良技术，构建稳定、耐久且经济的土木基础设施。

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