Protection of Materials and Structures from Space Environment pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Kleiman, Jacob I. 编

出品人:

页数:722

译者:

出版时间:2009-2

价格:$ 366.12

装帧:

isbn号码:9780735406193

丛书系列:

图书标签:

• 空间环境
• 材料防护
• 结构防护
• 航天工程
• 材料科学
• 腐蚀
• 辐射
• 耐久性
• 表面工程
• 可靠性

探秘地下世界的宏伟工程：现代土木工程的基石 《现代地基与地下结构设计原理》 图书简介 本书系统阐述了当代土木工程领域中，地基处理、地下结构设计与施工的理论基础、工程实践与前沿技术。它不仅是对传统岩土工程学科的深度梳理，更是对现代城市化进程中复杂地下空间开发所面临挑战的综合性应对指南。本书旨在为岩土工程师、结构工程师、规划师以及相关专业的研究人员和学生提供一套全面、严谨且具有高度实践指导意义的知识体系。 第一部分：地质基础与场地评价的精微洞察 工程的成败，始于对脚下土地的深刻理解。本书开篇深入探讨了岩土工程的本源——地质构造的形成、土体与岩体的物理化学特性。我们详细分析了不同类型土（如粘土、砂土、淤泥质土）和岩石（如花岗岩、石灰岩、页岩）的工程力学行为，重点阐述了应力-应变关系、剪切强度理论以及渗透性分析。 一个至关重要的环节是场地勘察与评价。本书超越了传统钻探取样的方法论，重点介绍了现代地球物理勘探技术（如地震波法、电法勘测）在地下结构复杂性识别中的应用。我们详细阐述了原位测试技术，如静力触探（CPT）、十字板剪切测试（Vane Shear Test）的规范操作、数据解释及其对地基承载力的预测精度影响。特别地，本书引入了基于风险评估的场地条件分级系统，指导工程师如何在信息不完全的情况下做出保守而经济的设计决策。 此外，地下水文地质条件对地下工程的影响至关重要。我们构建了详细的地下水流动模型，分析了毛细现象、自重潜水面与承压水层对土体有效应力的影响。书中包含了如何精确计算和控制地下水位对基坑稳定性和深基桩基础承载力的负面作用，并提供了先进的降水和止水技术，如深井群降水、注浆堵水等工艺的适用性分析。 第二部分：地基处理与承载力提升的创新策略 面对日益稀缺的优质地块和复杂的软弱土层，有效地改良和加固地基是现代工程的必修课。本书系统梳理了地基处理技术的演进与应用。 在浅层地基处理方面，我们详尽比较了真空预压法、超载预压法、砂桩/碎石桩等加固技术的机理、施工流程及沉降控制效果。书中引入了“智能预压”的概念，即利用实时传感器数据动态调整预压荷载和排水速率，以实现最优化的固结速率和最终地基强度。 对于深层地基加固，本书侧重于高强度、高效率的技术。碎石桩（CFG桩、振冲碎石桩）的设计选型、配筋计算与施工质量控制是核心内容。我们提供了详细的荷载试验数据分析，用以验证桩-土共同工作模式下的承载性能。对于岩溶发育区和高孔隙率地层，本书着重介绍了注浆加固技术，包括水泥基浆液、化学浆液的配比优化、压力控制以及微裂隙封堵的数值模拟验证。 本书特别关注特殊地基的挑战，例如膨胀土的防胀设计、液化土层的抗震加固（如振动密实法、高压喷射注浆法）以及冻土工程中的热稳定性分析与季节性冻融控制措施。 第三部分：地下结构设计的力学解析与施工控制 地下结构的设计复杂性在于其长期受力状态和围岩的动态响应。本书将围岩-结构相互作用的分析置于核心地位。 1. 基坑工程设计与支护系统： 我们详细解析了各类基坑支护结构的设计理论，包括重力式挡墙、锚杆结构、地下连续墙及拉锚系统。书中强调了弹性地基梁板理论在计算支撑结构内力和位移中的应用，并提供了AASHTO和Eurocode规范下的设计校核流程。对于深基坑的开挖过程，本书提供了循序渐进的“分层、分段、对称”开挖原则，并结合有限元分析（FEM）模拟了开挖过程中的地层应力释放和周边环境响应，重点探讨了对邻近既有建筑物的影响评估与预防措施。 2. 地下室与隧道结构设计： 在地下室设计中，本书重点探讨了整体式筏板和箱形基础的设计，如何有效抵抗上浮力、侧向土压力和地面荷载的组合作用。对于隧道工程，我们引入了Hoek-Brown岩石破坏准则，用以评估掘进过程中围岩的稳定性。书中对不同衬砌类型（如喷射混凝土、钢纤维混凝土、预制装配式管片）的受力分析、接缝设计和防水构造进行了细致的比较和指导。 3. 长期服役性与防水设计： 现代地下结构必须确保百年以上的可靠性。因此，本书投入大量篇幅讨论耐久性设计。针对地下结构易受到的腐蚀和渗透问题，我们深入分析了混凝土抗渗等级的选择、耐腐蚀钢筋的应用，以及多道设防的防水体系（如外防水层、结构自防水、内附加防水层）的协同作用原理。 第四部分：前沿技术与智能化监测 本书的最后部分聚焦于岩土工程的数字化转型和可持续发展方向。 我们探讨了岩土工程的数值模拟方法，从传统的极限平衡法到先进的离散元法（DEM）和扩展有限元法（XFEM）在模拟复杂岩土破坏模式中的应用。 最重要的是，结构健康监测（SHM）系统的集成应用。本书详细介绍了压力计、土压力盒、倾角仪、应变计和光纤光栅传感器的部署策略。通过建立预警阈值，实现对基坑变形、隧道收敛和地下水变化的实时监控与反馈控制，确保工程的“零事故”运行。 总结 《现代地基与地下结构设计原理》是一部立足于工程实践、根植于深厚理论的专业著作。它不仅是工程师案头的工具书，更是引导从业者穿越复杂地质环境，实现安全、高效、可持续地下空间利用的权威指南。本书的深度与广度，确保了读者能够应对从城市核心区深基坑到跨江跨海隧道等各类复杂工程挑战。

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从一个需要定期进行文献综述和技术调研的角度来看，这本书的参考价值是无可替代的。它的引文和注释部分做得非常扎实且更新及时，涵盖了近二十年内该领域最具影响力的研究成果，并且作者对这些引用的文献进行了精到的提炼和批判性分析，而不是简单地罗列。当我检索某一特定防护技术时，我发现作者不仅介绍了该技术的原理和当前最佳实践，更重要的是，他明确指出了该技术在面对未来任务需求时的潜在局限性，并暗示了下一步的研究方向。这种前瞻性让这本书超越了一本“手册”的范畴，更像是一份“行业路线图”。它不仅告诉我“现在怎么办”，更重要的是，它引导我去思考“未来该如何发展”。对于科研人员和高级工程师而言，这种对未来趋势的把握能力，是评价一本技术书籍含金量的核心指标，而这本书在这方面表现得极为出色。

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这本书的语言风格出乎意料地兼具了学术的精确性和工程实践的直线性。它没有那种堆砌晦涩术语、让人望而却步的倾向，而是用一种非常清晰的、目标导向的方式来阐述复杂的物理化学过程。例如，在讨论热控涂层失效机制时，作者不是直接抛出复杂的能量平衡方程，而是先用一个清晰的比喻来界定问题，然后再逐步引入数学模型，每一步的过渡都像是在精心搭建一座桥梁，确保读者不会在半路迷失。对于我这种偏向应用型研究的读者来说，这种“先搭框架，再填细节”的叙事手法极大地提高了信息的吸收效率。我感觉自己不是在被动地接收信息，而是在一个经验丰富的导师的指导下，主动地构建自己的知识体系。这种教学相长的感觉，是很多同类著作所缺乏的，它真正体现了作者对读者群体需求的深刻洞察力。

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这本书在技术交叉融合方面的处理堪称典范。它绝不仅仅是一本材料科学的专著，或者仅仅是一本结构力学的参考书，它成功地将电磁屏蔽、热力学、表面化学甚至于粒子物理学的知识点，巧妙地编织进了一张关于“结构完整性保护”的大网中。我印象非常深刻的是关于复合材料的电磁兼容性（EMC）设计章节，它将材料的介电常数变化与空间等离子体耦合效应联系起来进行分析，这种跨学科的视角极大地拓宽了我的思路。通常，这类书籍要么过分偏重微观的材料反应，要么过分侧重宏观的结构响应，而这本书却能在两者之间找到一个近乎完美的平衡点。它迫使读者跳出单一学科的窠臼，以一种系统工程的眼光去看待“保护”的整体概念，这对于当前多学科交叉融合的大趋势来说，提供了极具价值的范本。

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这本书的装帧设计真是一绝，封面那种深邃的、带有微妙金属光泽的质感，让人一上手就感觉这不是一本普通的工程技术书籍。拿到手里沉甸甸的，那种对知识沉淀的敬畏感油然而生。我特别喜欢它字体排版的选择，那种衬线体的应用，既保持了学术的严谨性，又在阅读时不至于太过枯燥。内页纸张的厚度也恰到好处，即使用荧光笔做了大量的标记，也几乎没有透墨的现象，这对于需要反复研读的专业书籍来说，简直是福音。细节之处见真章，光是这本书的物理形态，就已经体现出了制作者对“保护”这一主题的深刻理解——它本身就像一个精心设计的保护壳。我原本以为这种主题的书籍会非常枯燥，但仅仅是翻阅目录和前言，那种对材料科学与结构工程的宏大叙事感，就已经把我牢牢吸引住了。这本书不仅仅是提供知识，它更像是一个精心准备的导览，引导读者进入一个充满挑战但又无比迷人的领域。这种对物理呈现的重视，让阅读体验提升了一个层次。

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我以一个长期在地面基础设施维护领域工作的人士的视角来看待这本书的内容架构，感到非常震撼。虽然我的日常工作主要集中在腐蚀防护和抗疲劳设计上，但这本书对于“空间环境”这一极端场景的分析，提供了一个极高维度的参考框架。它对辐射效应对聚合物老化机制的描述，其深度和广度远超我以往接触到的任何一本教科书。我特别留意了其中关于原子氧侵蚀的章节，那种将微观粒子撞击转化为宏观材料损伤的论述路径，逻辑链条极其清晰，几乎是手把手地教你如何构建一个失效模型。更让我惊喜的是，它并没有止步于理论推导，而是穿插了大量实际任务中遇到的材料选择困境和解决方案的案例分析。这表明作者团队不仅有深厚的理论功底，更有实战经验。读完这部分内容，我开始重新审视我们现有的一些地面标准，思考如何将这些“太空级”的防护理念反哺到高要求环境下的地面工程实践中去，这无疑是一次思维的颠覆性升级。

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