工程力学

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出版者:机械工业
作者:周松鹤
出品人:
页数:290
译者:
出版时间:2007-6
价格:24.00元
装帧:
isbn号码:9787111113140
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

本书为普通高等教育规划教材。全书以刚体力学与变形力学分类主线,除绪论外共分两大部分内容(刚体、变形体),计五篇二十二章。第一篇为刚体静力学,内容包括静力学基本概念与基本原理、力系的等效简化、力系的平衡以及刚体静力学的应用问题。第二篇为刚体运动学,内容包括点的运动学、刚体的基本运动、点的合成运动、刚体的平面运动。第三篇为刚体动力学,内容包括质点动力学、动量定理、动量矩定理、动能定理、达朗伯原理与虚位移原理。第四篇为变形体静力学,内容包括轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形、平面应力状态分析、强度理论、组合变形与压杆稳定。第五篇为变形体动力学,内容为动荷载。本书为适应普通工科院校机械专业工程力学(95—114学时)的教学需要而编写。也可作为土建、桥梁专业的专科学生,或其他专业(如建材、给排水、供暖与通风等)的本科生工程力学课程的教材,同时可供有关工程技术人员参考。

现代水利工程中的岩土工程问题与解决方案 本书聚焦于当代大型水利枢纽建设中复杂多变的岩土工程挑战,深入探讨了从场地勘察、地基处理到结构稳定性的全过程控制与优化策略。 第一章:水利工程地质环境的复杂性与现代勘察技术 水利工程的生命线在于其所依托的自然地质条件。本章首先系统梳理了典型高坝、大型水库以及地下引调水工程所面临的主要地质灾害风险,包括岩溶发育区、软弱土层分布区、断裂带穿越区等特殊地质环境的力学特性。 重点阐述了现代工程地球物理勘探技术(如高精度地震勘探、电磁法)在三维地质建模中的应用,以及无人机遥感技术与激光雷达(LiDAR)数据在宏观地质风险识别中的集成应用。详细介绍了针对深厚覆盖层和复杂基岩面的超深孔钻探取样技术与同步测试方法,以获取高代表性的岩土体参数。此外,还探讨了基于现场可变渗透性测试(LCPT)和原位应力测试(Hydro-Fracturing)对地下水-岩土体相互作用机制的精确量化。 第二章:复杂地基的应力-变形分析与稳定性评价 本章是本书的核心组成部分之一,着重于处理水工建筑物荷载作用下地基的非线性响应。针对高面板堆石坝与混凝土坝的重力作用,详述了基于弹塑性模型(如修正剑桥模型或DSC模型)的有限元分析方法,并结合实际案例对比了不同本构模型的精度差异。 深入分析了软弱地基的固结沉降预测,引入了考虑时间效应和应力历史影响的改良Terzaghi固结理论,并引入了孔隙水压力动态演化模型。对于边坡稳定性评估,本书摒弃了传统的极限平衡法,转而采用基于能量原理的极限分析法(如上限法和下限法)与可靠度分析(First-Order Reliability Method, FORM)相结合的方法,对坝坡、库岸的长期稳定性和抗滑稳定性进行多因素耦合分析。特别关注了地震作用下液化风险评估及其对地基承载力的影响。 第三章:新型地基处理技术与加固优化 面对难以替代的软弱土层和渗透性较强的基岩裂隙,本章系统介绍了当前国际前沿的地基处理技术。 在处理粘性土方面,重点讲解了真空预压结合抛石排水固结法(PVDs)的优化设计,包括预压荷载施加速率控制与排水网络布置的动态调整。对于处理砂性土和杂填土,详细阐述了高压喷射灌浆(Jet Grouting)的工艺控制参数(压力、提升速度、浆液配比)对形成加固体(Soil-Cement Column)力学性能的影响机理。 针对基岩裂隙的处理,深入研究了针对高水头渗透的深层帷幕灌浆技术。不仅涵盖了传统的压力灌浆,还引入了针对深部或封闭性裂隙的伸缩性灌浆(Compensating Grout)和超细水泥浆液的应用,确保防渗帷幕的连续性和有效性。讨论了地基处理后效果的现场验证技术,如静载试验与原位渗透性测试的对比分析。 第四章:水工结构与岩体相互作用的耦合分析 水工结构与岩体(或土体)之间的相互作用是影响工程安全的关键因素。本章致力于解决这一耦合问题。 对于面板堆石坝,详细分析了面板与填筑料之间的界面摩阻力特性,探讨了面板应力应变分布对内部填料变形的反馈效应,并提出了优化面板几何形状以减小界面应力集中区的建议。 在混凝土坝与基岩的接触面上,引入了基于非线性接触单元(如Coulomb摩擦模型)的有限元分析,精确模拟了由于温差、库水位升降和地震荷载引起的坝体与基岩的接触面应力重分布。对于地下工程(如引水隧洞),深入研究了围岩压力随时间变化的蠕变效应,并结合现场监测数据,提出了合理的支护结构选型与预应力施加策略,以保证长期运营安全。 第五章:地下水对岩土体长期性能的影响与渗流控制 地下水的存在是水利工程岩土力学问题的核心驱动力之一。本章详细剖析了渗流对岩土体有效应力、渗透稳定性和抗侵蚀性的影响。 重点阐述了渗流作用下的孔隙水压力分布规律,特别是对于高水头渗流区,引入了改良的Boussinesq公式来评估管涌(Piping)的风险。系统介绍了渗流控制系统的设计,包括防渗墙、排水系统和集水廊道的优化设计。特别强调了排水系统的维护与监测,阐述了渗流监测数据如何反演基岩渗透系数的变化,为渗流控制措施的有效性提供科学依据。 第六章:大型水利工程的健康监测与风险预警 本章关注工程的后评估与长期安全管理。详细介绍了应用于水利岩土工程的传感器技术,包括:分布式光纤传感技术(DFTS)在坝体内部变形与温度监测中的应用、孔隙水压力计、测斜仪以及GPS/InSAR形变监测技术。 构建了基于多源异构监测数据的实时风险评估模型。该模型采用贝叶斯网络或模糊综合评价法,整合了结构反应、地下水状态和地质环境变化等多维度信息,实现对潜在失稳模式的早期识别与量化预警。最后,探讨了监测数据反演优化有限元模型(Model Updating)的技术流程,以提高工程预测的准确性和可靠性。 本书特色: 理论深度与工程实践的紧密结合: 大量引用了国内外最新的规范要求与经典工程案例数据,使理论分析更贴近实际工程需求。 多尺度、多物理场耦合分析: 强调了渗流-固结-应力耦合、热-力耦合等复杂问题的数值模拟方法。 前沿技术的引入: 涵盖了人工智能辅助的岩土参数反演、数字化孪生在工程健康监测中的初步应用。 本书旨在为水利工程设计、施工、科研及管理人员提供一本全面、深入且实用的岩土工程参考手册。

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读后感

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用户评价

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坦率地说,这本书的排版在某些地方显得有些过于“学术化”了,虽然内容深度毋庸置疑,但对于长时间阅读的友好度,我个人持保留意见。尤其是在涉及到复杂的张量分析和坐标变换的部分,密密麻麻的小字和夹杂其中的希腊字母,着实考验了我的眼力和耐心。有时候,我需要借助外部的电子资源来辅助理解那些过于抽象的数学表达,因为书本本身提供的辅助说明略显精简,可能作者默认读者已经具备了相当高的数学素养。不过,话又说回来,正是这种“不妥协”的态度,才使得这本书的理论深度达到了一个非常高的水平,它没有为了迎合大众阅读习惯而稀释掉核心的物理内涵。我注意到,书后附带的参考书目非常权威且全面,这表明编者在内容选取上是站在了学科前沿的,引用了大量近几十年来的经典研究成果,这对于我未来想要继续深造或者从事相关研究工作的人来说,无疑提供了宝贵的指引方向。它更像是一本“研究手册”而不是单纯的“入门指南”,需要读者投入足够的时间成本去“解锁”它所蕴含的巨大信息量。

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这本书的习题设计简直是教科书级别的典范,它不像市面上很多习题集那样,只是重复换汤不换药地考察同一个公式的应用。这里的题目种类极其丰富,从基础的数值计算,到需要深刻理解物理模型才能解答的半定性分析题,再到需要利用编程或软件工具进行有限元模拟的拓展项目,覆盖面非常广。我特别喜欢那些“工程应用实例”的分析部分,这些小节将纯粹的理论知识场景化、实战化了。比如,它会详细分析一座老旧桥梁在特定荷载下的疲劳损伤风险,并结合材料的蠕变特性给出优化建议,这种贴近实际工程问题的叙述方式,让我瞬间明白了学习这些复杂力学理论的真正价值所在——它们是解决真实世界工程难题的工具。做完某一章的习题后,对照书后提供的详细解答和评分标准(即便只是简略的步骤),你都能清晰地看到自己的思维盲点在哪里,是哪个环节的物理图像理解出现了偏差,还是哪个数学技巧运用得不够熟练。这种高质量的反馈机制,远比自己闷头苦干有效得多,它有效地将“知道”变成了“会做”。

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整体来说,这本书给我的感觉是“大开眼界,但也需要敬畏之心”。它毫不含糊地展示了经典力学体系的宏伟蓝图,那种清晰、优美、自洽的逻辑结构,让人对物理世界的秩序感油然而生敬意。虽然阅读过程时常伴随着思考的停滞和反复查阅的烦恼,但正是这种“挣扎”,才真正促成了知识的内化。我发现,当我试图用它书中的原理去观察周围的环境——比如观察一栋建筑物的框架结构,或者分析一个吊车的工作状态时,我眼中的世界似乎被赋予了一层全新的“力学滤镜”,原本只是“柱子”和“横梁”的物体,现在在我眼中变成了受压、受拉、抗扭转的复杂受力单元。这种思维模式的转变,才是任何一本优秀教材能够给予读者的最大馈赠。尽管这本书篇幅巨大,内容密度极高,但它所构建的知识框架足够坚实和宽广,足以支撑未来更深入的专业学习,绝对称得上是该领域内一本里程碑式的著作。

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这本书的装帧设计真是太抓人眼球了,封面那种深沉的蓝色调,配上烫金的标题字体,一股厚重而严谨的气息扑面而来,让人一看就知道这不是一本轻松读物,而是需要静下心来啃的硬骨头。我刚拿到手的时候,光是翻阅目录就花了小半个小时,那种详尽的结构划分,从最基础的静力学原理,到复杂的材料力学性能分析,再到动态系统的稳定性探讨,几乎涵盖了所有我能想到的力学分支。尤其值得一提的是,书中的插图质量极高,那些受力分析图和变形示意图,线条清晰到令人赞叹,即便是那些复杂的应力云图,也能通过色彩的渐变层次清晰地展现出局部受力的变化规律,这对于我这种视觉学习者来说,简直是福音,很多晦涩难懂的公式,在对应插图的辅助下,一下子就变得直观可懂了。我特别喜欢它对历史背景的穿插介绍,在讲到某个经典理论时,会简略提及是哪位先驱在何种背景下提出的,这种人文关怀让原本枯燥的公式和定理仿佛拥有了生命和故事感,不再是冷冰冰的数学符号堆砌,而是人类智慧不断探索的结晶。虽然我还没完全深入到后面的章节,但仅凭这前期的阅读体验,就足以判断这是一本值得反复研读的宝典,它不仅仅是一本教科书,更像是一份沉甸甸的知识资产。

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读完前几章的感受,简直就是一场思维上的马拉松,作者的叙事节奏掌握得非常老道,他从不急于抛出那些吓人的微分方程,而是像一位经验老到的工匠,耐心地用最朴素的语言搭建起概念的基石。比如说,在解释“内力和应力”这两个核心概念时,他用了整整三页的篇幅来类比日常生活中的“切割”与“内部支撑”的场景,这种接地气的比喻法,极大地降低了初学者的心理门槛。更让我欣赏的是,书中每一个定理的推导过程都做到了逻辑链条的无缝衔接,没有出现那种“大家都知道,所以我们略去不证”的傲慢,每一步的转化,每一步的假设,都交代得清清楚楚,读起来有一种被尊重的感觉,仿佛作者是坐在我身边,手把手地教我推导。当我尝试去做那些课后习题时,发现大部分题目都可以直接调用书中推导出的公式,但高阶的综合题又巧妙地要求你结合前几章学到的不同知识点进行交叉应用,这种设计逼迫你必须建立起一个宏观的知识网络,而不是零散地记忆孤立的知识点。这本书的难度设置是循序渐进的,让人在不断“战胜”小挑战的过程中,不知不觉就走到了知识体系的更高层,那种成就感是其他一些教材无法比拟的。

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