工程地质学

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出版者:建筑书店(原建筑社)
作者:张忠苗
出品人:
页数:475
译者:
出版时间:2007-2
价格:45.00元
装帧:
isbn号码:9787112088973
丛书系列:
图书标签:
  • 科学
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  • 地质工程
  • 岩土工程
  • 地基处理
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  • 地质灾害
  • 勘察工程
  • 岩石力学
  • 土力学
  • 工程建设
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具体描述

本书是按照教育部2002年颁布的高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方及课程教学大纲要求和我国注册土木工程师(岩土)的考试内容要求及国家标准《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》等要求而编写的工程地质学教材。

  因为我国已开始实施注册岩土工程师制度,所以本课程内容充分兼顾了教学大纲、规范和注册考试的相关内容。相对过去教材增加了地貌和岩体力学及防灾减灾相关章节。全书共分为十章,主要内容包括绪论、地球与地貌、矿物与岩石、地质构造、岩体与周岩、第四纪堆积物与土的工程性状、地下水、不良地质作用及防灾减灾、岩土工程地质勘察方法技术、不同种类的岩土工程勘察等。本书编写方式上采用了每章开始提出带启发性的在学完本章后应掌握的内容和学习中注意事项及存在问题;每节简明扼要阐述工程地质学基本概念、基本原理和基本分析方法,同时阐明勘察方法要点、工程地质实验要点,并结合工程实例分析工程地质问题的解决思路;每章结束附有习题。本书旨在培养学生掌握工程地质学的基本理论知识、实践技能及创新能力。

  本书可作为高等学校土木工程和水利工程、港口工程、道路工程、桥梁工程等的专业教材,也可作为广大注册土木工程师(岩土)资格考试相关内容的复习教材,同时也可供工程地质、水文地质、岩土工程和土建工程专业人员及科研人员参考。

  本书制作有教学PPT,有需要的可向作者索取。

现代岩土工程设计与实践 本书导读: 在土木工程、岩土工程及相关领域,深入理解地基、边坡、隧道等工程对象在复杂地质条件下的响应与行为,是确保结构安全与长期稳定性的基石。本书《现代岩土工程设计与实践》并非专注于宏观地质现象的描述或基础理论的推导,而是聚焦于如何将现代工程地质认识转化为可操作、可量化的岩土工程设计与施工技术。 本书旨在为土木工程师、岩土工程师、结构设计师以及从事地基处理和基础工程的专业人员提供一本兼具理论深度与工程应用广度的参考手册与教材。全书结构围绕“认识—评价—设计—施工—监测”的工程实践流程展开,力求弥合基础科学研究与现场工程应用之间的鸿沟。 --- 第一部分:工程地质信息获取与场地评价 本部分侧重于现代工程对地质环境信息需求的精细化与数字化。我们不再满足于传统的钻探取样和标准贯入试验,而是引入了更先进的原位测试与地球物理勘探技术,以构建高分辨率的场地地质模型。 第一章:场地勘察的精细化与三维建模 本章详细探讨了适用于复杂工程地质条件的综合勘察技术。内容包括: 高精度地球物理勘探在工程中的应用: 重点介绍地震波法(如MASW、反折射法)、电法勘探(如电阻率层析成像)和探地雷达(GPR)在识别地下空洞、软弱夹层和岩体结构方面的优势与局限。 原位测试技术的升级与数据解读: 详细解析静力触探(CPTU)的多参数耦合分析,包括电阻、超孔隙水压力测试(Piezocone)在有效应力分析中的应用。对于黏性土和软土地基,着重介绍压力计测试(Pressuremeter Testing, PMT)的现场操作规程及其与极限承载力和变形模量的关联。 地质建模与信息集成: 探讨如何利用BIM(建筑信息模型)或GIS平台,集成钻孔数据、地球物理数据和室内试验结果,建立符合工程尺度的三维地质模型。重点讨论模型的不确定性量化方法。 第二章:土体本构关系与应力-应变分析 本章深入现代岩土工程设计所需的核心本构理论,而非侧重于传统的库仑土压力理论。 应力历史与土体响应: 阐述超固结土(OCL)和正常固结土(NCL)在卸载、再加载和侧向应力释放过程中的屈服面特征。引入临界状态土体力学(CSM)在评估地基长期稳定性的作用。 黏土的固结与蠕变: 重点分析时间和应力依赖性对高压缩性土层的影响。详细介绍时间相关的应力松弛现象和蠕变速率的工程预测模型,为深基坑和高填方工程提供可靠的变形预测工具。 砂土液化潜力评估与动力特性: 阐述基于有效应力法的动力分析流程,对比基于应力波速和循环应力比(CRR)的液化判据。介绍动剪切模量($G_s$)和阻尼比与应变水平的关系,指导抗震设计中的动力响应计算。 --- 第二部分:结构基础与边坡工程设计 本部分将理论分析转化为工程实践中的具体设计规范和优化策略。 第三章:深浅基础的承载力与沉降控制 本章聚焦于现代工程中遇到的复杂基础形式,特别是对变形控制的要求。 浅基础的极限承载力与规范校核: 讨论基于不同破坏模式(整体剪切、局部剪切、冲剪)的极限承载力确定方法,并强调了规范中安全系数的取值与场地土性指标的对应关系。 桩基础承载力的可靠性分析: 深入探讨单桩极限侧阻力($f_{sik}$)和端阻力($q_{sik}$)的确定。内容包括桩侧摩阻力与桩长、土层界面条件、以及施工动力效应(如冲击或振动)的耦合关系。对大直径摩擦桩和嵌岩桩的承载性能进行专门分析。 沉降预测与差异沉降控制: 重点阐述基于弹性、固结和次固结变形的联合沉降计算。针对超高层建筑和精密设备基础,详细介绍如何通过优化基础刚度、采用筏板结构或预压技术来控制差异沉降的幅度。 第四章:边坡稳定性分析与风险管理 本章侧重于岩土工程边坡的稳定评价,特别关注非饱和土和复杂结构面边坡。 极限平衡法与有限元法的结合: 详细介绍Bishop法、Janbu法等极限平衡方法的应用边界,并介绍如何使用强度折减法(Strength Reduction Method, SRM)进行可靠性分析,求得系统的安全系数。 非饱和土边坡的降雨入渗效应: 针对季节性降雨影响的边坡,分析降雨入渗引起的孔隙水压力变化(负孔隙水压力消散与正孔隙水压力积累),并结合BPM模型进行瞬态渗流耦合的稳定性评估。 岩质边坡的结构面控制: 详细阐述基于结构面产状(倾向、倾角)和岩石完整性指数(RMR/Q值)的稳定性判据。讨论定向爆破、锚固和排水工程对岩质边坡的有效加固措施。 --- 第三部分:地基处理与地下工程技术 本部分关注如何通过人工手段改良地质条件,以及在地下空间开发中的关键技术。 第五章:软土地基的加固与排水技术 针对我国广布的软土地基,本章提供了系统的加固技术选择与效果评估方法。 真空预压与堆载预压的优化设计: 详细分析排水固结过程中的“固结速度”与“加固深度”的关系,重点介绍井点系统(Drainage Layout)的设计优化,以应对预压过程中可能出现的边界效应和加固不均匀性。 深层混合处理技术(DSM/CRM): 深入探讨石灰桩、水泥粉煤灰桩等深层搅拌法在提高地基承载力和控制沉降中的作用机制。讨论混合材料的最佳配合比设计及其对现场湿陷性和剪切强度的影响。 地基动态处理技术: 介绍高压喷射注浆(Jet Grouting)和动力压实技术(Vibro-Compaction)在处理砂土和非粘性土中的应用参数,特别是对残余孔隙水压力的消散效果。 第六章:隧道与地下结构围岩控制 本章集中探讨地下工程在复杂围岩条件下的支护设计与变形监测。 围岩分类与支护设计: 详细介绍New Austrian Tunneling Method (NATM)的核心理念,重点应用工程地质强度指标来确定初期支护的刚度和厚度。对比弹性地基梁模型和围岩压力理论在确定二衬厚度时的差异。 不良地质穿越与风险应对: 针对断层破碎带、富水砂层等高风险区段,介绍超前地质预报技术(如地震波法、地质雷达)的应用流程。详细阐述在穿越涌水体时的“冻结法”、“注浆封堵”等特殊施工工艺的选择与参数控制。 地下结构长期稳定性: 讨论衬砌结构与围岩的相互作用,分析初期支护和二次衬砌之间的荷载传递机制,确保结构在长期运营阶段的耐久性和抗渗性。 --- 附录:岩土工程数据处理与工程软件应用 本书附录提供了一系列实用的工程计算流程和软件应用指南,包括: 1. 常用岩土工程参数的室内外测试标准比对表。 2. 基于概率论的岩土工程可靠性分析入门(ISO 2394)。 3. 主流商业岩土工程软件(如Plaxis, FLAC, GeoStudio)在特定工程问题中的建模思路与结果验证流程。 本书特色总结: 本书的焦点在于“如何设计”和“如何控制”,而非单纯的“是什么”。它强调从地质现象到工程参数的转化过程,融合了最新的数值模拟技术和现场施工控制经验,是工程实践者应对复杂地质挑战的必备工具书。

作者简介

目录信息

第1章 绪论 1.1 工程地质问题的提出 1.2 工程地质学的定义 1.3 岩土工程师的职责 1.4 工程地质学的研究对象 1.5 工程地质条件 1.6 工程地质学的研究内容和任务 1.7 工程地质学的分析方法 1.8 工程地质学的发展 1.9 工程地质学的教学要求 1.10 本课程对学生的学习要求 思考题第2章 地球与地貌 2.1 概述 2.2 地球在宇宙中的位置 2.3 地球的形状和性质 2.4 地球的层圈构造 2.5 地质作用 2.6 地质年代 2.7 地貌单元 2.8 剥蚀地貌 2.9 山麓斜坡堆积地貌 2.10 河流地貌 2.11 湖积与海岸地貌 2.12 冰川地貌 2.13 风成地貌 思考题第3章 矿物与岩石 3.1 概述 3.2 岩石的形成 3.3 矿物 3.4 岩浆岩 3.5 沉积岩 3.6 变质岩 3.7 三大类岩石的相互转化 3.8 风化岩与残积土 3.9 三大类岩石的鉴定(实验课) 3.10 岩石的物理力学性质 3.11 岩石的工程性状 思考题第4章 地质构造 4.1 概述 4.2 地壳构造运动的类型 4.3 水平岩层及其在地质图上的表现 4.4 倾斜岩层及其在地质图上的表现 4.5 褶皱构造 4.6 节理构造与玫瑰花图 4.7 断层 4.8 识读地质图 思考题第5章 岩体与围岩 5.1 概述 5.2 岩体的工程分类 5.3 结构体与结构面 5.4 软弱夹层的工程影响 5.5 岩体结构的类型 5.6 岩体的力学特性 5.7 岩体中的天然应力及测量 5.8 边坡稳定性评价与边坡加固设计 5.9 地下洞室围岩稳定性评价 5.10 岩石地基工程稳定性评价 思考题蒋6章 第四纪堆积物与土的工程性状 6.1 概述 6.2 土的工程分类 6.3 第四纪土的地质成因及特征 6.4 土的三相关系 6.5 土的三相比例指标 6.6 无黏性土的性质 6.7 黏性土的性质 6.8 土的力学性质 6.9 特殊土的工程地质特征 思考题第7章 地下水 7.1 概述 7.2 地下水的分类 7.3 达西定律和渗流 7.4 抽水、压水试验及水文地质参数的测试 7.5 地下水的物理化学性质 7.6 地下水对土木工程的影响 思考题第8章 不良地质作用及防灾减灾 8.1 概述 8.2 地震与海啸及抗震设计 8.3 活动性断裂与地裂缝及处理对策 8.4 地面沉降及处理对策 8.5 崩塌及防治对策 8.6 岩溶及处理对策 8.7 滑坡及防治对策 8.8 泥石流及防治对策 8.9 采空区及处理对策 8.10 台风及暴雨带来的地质灾害及处理对策 8.11 地质灾害危险性评估及场地选址的工程评价 思考题第9章 岩土工程勘察方法技术 9.1 概述 9.2 岩土工程勘察基本要求 9.3 工程地质测绘 9.4 工程地质勘探与取样 9.5 室内土工试验分析 9.6 现场原位测试概述 9.7 静力载荷试验 9.8 静力触探 9.9 动力触探与标准贯入试验 9.10 十字板剪切试验 9.11 扁铲侧胀试验 9.12 旁压试验 9.13 地球物理勘探 9.14 波速测试及地脉动 9.15 现场直剪试验 9.16 岩体原位应力测试 9.17 现场监测 9.18 岩土工程勘察的数据整理与分析 9.19 岩土工程勘察报告编写 9.20 岩土工程勘察预决算 思考题第10章 不同种类的岩土工程勘察 10.1 概述 10.2 不良地质问题的岩土工程勘察 10.3 特殊土的岩土工程勘察 10.4 房屋建筑与构筑物的岩土工程勘察 10.5 桩基础的岩土工程勘察 10.6 动力机器基础的岩土工程勘察 10.7 交通路基和桥涵岩土工程勘察 10.8 岸边工程岩土工程勘察 10.9 管道和架空线路岩土工程勘察 10.10 边坡工程岩土工程勘察 10.11 地下隧洞岩土工程勘察 10.12 废弃物处理工程岩土工程勘察 10.13 水利水电工程岩土工程勘察 思考题参考文献公式索引
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读后感

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用户评价

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我是一个对历史和自然界现象有强烈好奇心的人,这本书的叙事风格,简直就像一位经验极其丰富的老地质学家,拉着你爬上高高的山巅,用他那饱经风霜的手指着远方的褶皱山脉,娓娓道来。它没有那种枯燥的教科书腔调,反而充满了对自然伟力的敬畏之情。读到关于“活动构造带”和“地震工程”的部分时,我几乎能感受到那种扑面而来的紧张感。作者没有回避地质灾难的破坏性,而是用详实的数据和令人信服的案例,阐述了人类文明是如何一次次地与地球的“脾气”正面交锋。那些关于断层滑动机制的描述,精准得如同钟表匠的细致,让人对地质事件的发生不再感到神秘和无常,而是理解了其背后的物理规律。更让我感到惊叹的是,书中对“勘察方法论”的论述,那些钻探、物探、遥感技术如何被巧妙地组合起来,像侦探一样去探寻地下深处的秘密,那种将科学工具与地质理解完美结合的智慧,读来令人拍案叫绝。这本书,与其说是在讲解理论,不如说是在传授一种与地球共存的智慧。

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这本大部头拿到手里沉甸甸的,光是封面设计就透露着一股严谨和厚重的气息,那种深灰色的底调配上烫金的字体,总让人联想到那些屹立不倒的宏伟工程。我一开始抱着“了解一下”的心态翻开,结果完全被里面那种抽丝剥茧的叙述方式给吸引住了。它不像我之前看过的那些科普读物那样,只是泛泛而谈地介绍几个名词,而是真正深入到地质构造的肌理之中,详细剖析了岩石圈的演化过程,以及地球内部的那些看不见的巨大力量是如何塑造了我们脚下的每一寸土地。尤其让我印象深刻的是关于“地应力”和“岩体力学”的章节,作者似乎是把我们带到了一个虚拟的实验室,通过大量的实例和严密的数学模型,清晰地展示了在不同压力和温度条件下,不同类型的岩石会展现出何种惊人的物理特性。读到那里,我甚至能想象出那些隧道开挖时,工程师们是如何精确计算那些支撑和锚固参数的。这本书的逻辑链条极其牢固,从宏观的板块构造讲到微观的矿物成分,层层递进,让人觉得整个地球科学体系在这个讲述者的笔下变得井然有序,不再是那些晦涩难懂的专业术语的堆砌,而是一幅幅生动的、正在发生的动态画面。

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这本书的气场非常强大,它散发出的那种历经时间沉淀的专业感是许多新出版的、追求时髦的教材所不具备的。它更像是行业内的“老法典”,而非“新潮流”。书中对“工程岩体分类”的介绍,细致入微,各种参数的选取标准和权重分配,都体现了长期实践中凝练出的经验法则。我读到关于软土地区地基处理的那几章时,深有感触,作者没有简单地罗列各种加固技术,而是深入分析了每种技术背后的地基响应机制,比如粘土的固结特性、砂土的液化风险等,这些基础知识的扎实程度,让人感到无比踏实。它教会我的不是“怎么做”,而是“为什么必须这么做”。这种由内而外的理解,远比死记硬背操作步骤要有价值得多。通读下来,我感觉自己像是上了一堂极为高强度的专业进修课,虽然过程需要高度集中注意力,但最终收获的知识密度和思维提升,绝对是物超所值的。这本书真正做到了用科学的语言,描摹出地球的“脾气秉性”。

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这本书的文字功底和知识结构组织能力达到了一个很高的境界。它不是那种东拉西扯的通识读物,而是有着极其明确的专业指向性和深度。尤其在处理“地下水文地质条件”和“工程渗流”时,那种严谨性让人赞叹。作者将地下水流动的复杂性——从达西定律到非线性渗流的适用边界——阐述得清晰有力,并且立刻将其引入到大坝防渗设计和隧道排水的实际考量中。这种理论与实践的无缝衔接,是衡量一本优秀工程类书籍的关键标准。此外,它对“不良地质现象”的描述,如滑坡、崩塌、地面沉降,不仅有成因分析,更有详细的监测预警指标和防治措施的演进过程,展现了一种对生命财产安全高度负责的态度。读完之后,我对任何依山傍水或在复杂地层上进行的建设活动,都会多一个审视的角度,不再仅仅停留在表面的美观或功能性上,而是会下意识地去探究其深层的地质基础是否稳固。这完全是一本能够重塑你对“安全”和“可靠”理解的书。

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说实话,刚开始看这本书的时候,我有点担心它会过于偏重理论推导,让我这个非专业背景的读者望而却步。但出乎意料的是,作者在平衡理论深度与可读性上做得极其出色。每当一个复杂的概念出现时,紧随其后的就是大量的工程应用案例,这些案例的选择非常贴合实际生活中的重大项目,比如大型水坝的选址、深基坑的稳定控制,甚至是地下管线的穿越设计。这些实例仿佛是一座座桥梁,将抽象的岩土性质与具体的工程决策紧密地连接起来。我特别喜欢书中对“工程地质环境评价”那一块的论述,它不仅仅是描述地下有什么,更重要的是分析这些“有什么”会对“建什么”产生怎样的影响,这体现了一种前瞻性的、风险控制的思维模式。这种系统性的思考方式,让我意识到,工程建设绝不是简单的“挖土方”和“浇水泥”,而是一场与地球长期博弈的复杂策略游戏。这本书的图表绘制也极为精良,那些剖面图和等值线图,清晰直观,即便是复杂的地层交切关系,也能一目了然。

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