Advances in the Art of Testing Soils Under Cyclic Conditions pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Khosla, Vijay (EDT)

出品人:

頁數:287

译者:

出版時間:

價格:32

裝幀:

isbn號碼:9780872624979

叢書系列:

圖書標籤:

• Soil Testing
• Cyclic Loading
• Geotechnical Engineering
• Soil Mechanics
• Laboratory Testing
• Material Properties
• Dynamic Soil Behavior
• Soil Characterization
• Foundation Engineering
• Pavement Engineering

結構地質學與工程地質應用：岩土界麵行為的深度剖析 內容提要： 本書聚焦於現代土木工程和岩土工程領域的核心挑戰——地質結構與工程材料在復雜荷載作用下的相互作用及其演化規律。本書全麵探討瞭從宏觀地質構造特徵到微觀土體顆粒級配的尺度效應，深入分析瞭地下結構（如隧道、深基坑、邊坡）與周圍岩土體在長期服役過程中的應力應變響應，並結閤先進的數值模擬技術，為解決實際工程中的復雜地質災害和結構穩定性問題提供瞭堅實的理論基礎和實用的工程方法。 第一部分：地質結構與區域應力場分析 本部分首先建立瞭岩土工程勘察的基礎框架，強調瞭區域構造應力場對工程設計的重要性。 第一章：區域構造應力場與地殼動力學 本章詳細闡述瞭影響工程場地的主要構造應力狀態，包括古應力場重建技術（如碎裂岩石學和斷層拉伸綫理分析）與現今地應力測量方法（如水壓緻裂法、鑽孔應力釋放法）。重點討論瞭垂直應力、水平主應力及其方嚮性如何控製地下洞室的穩定性及潛在的岩爆風險。通過對典型構造單元（如活動斷裂帶、沉降盆地）的案例研究，闡明瞭區域應力背景與工程響應之間的耦閤關係。 第二章：軟弱結構麵與不連續體特性 不連續麵，包括節理、層理、斷層泥和裂隙網絡，是岩體和土體力學行為的主要控製因素。本章深入研究瞭這些結構麵的幾何形態（密度、傾嚮、間距）和物理性質（摩擦係數、抗剪強度、滲透性）。討論瞭基於三維激光掃描和遙感技術對結構麵參數的定量化描述方法。特彆關注瞭由結構麵控製的邊坡失穩模式，以及在深埋工程中結構麵如何形成應力集中區和滲漏通道。 第三章：土體與岩體的多尺度介質描述 本章旨在彌閤岩土介質在宏觀（塊體/土層）和微觀（顆粒/孔隙）尺度描述之間的鴻溝。引入瞭隨機介質理論，分析瞭岩土體的孔隙結構與連通性對滲流和固結速率的影響。對於土體，詳細討論瞭顆粒間的接觸幾何學、摩擦學以及重塑土體的剪脹/剪縮特性。對於岩體，則側重於使用工程地質分類係統（如RMR、Q係統）進行初步評估，並將其參數轉化為有限元分析中的本構模型輸入。 第二部分：工程界麵行為與變形機理 本部分深入探討瞭土體、岩體與工程結構（基礎、支護、擋土牆）之間的相互作用，這是結構安全的關鍵。 第四章：深基坑與地下結構支護穩定性 深基坑開挖是城市工程中的高風險活動。本章分析瞭開挖過程中土體的應力釋放、圍岩或圍土的變形模式。重點研究瞭錨杆、樁錨牆和地下連續牆等支護體係的受力機製，探討瞭支護結構的變形控製標準。引入瞭基於極限平衡和極限分析方法的支護設計校核流程，並考慮瞭地下水位的動態變化對支護係統的影響。 第五章：隧道襯砌與圍岩相互作用 隧道工程的長期安全依賴於襯砌與圍岩之間的協同工作。本章詳細分析瞭隧道開挖卸荷引發的圍岩鬆弛和支護的初期支護與二次襯砌的受力反饋。探討瞭在軟岩、富水砂層和斷層破碎帶中隧道襯砌的應力再分配問題，並引入瞭基於接觸麵建模的數值方法來精確模擬襯砌與岩體的界麵脫空和滑移現象。 第六章：邊坡穩定性分析與風險評估 邊坡失穩是岩土工程中最常見的災害之一。本章係統介紹瞭邊坡的穩定極限分析方法，包括傳統瑞典條分法（SWedge）、Limit Equilibrium Method (LEM)以及更先進的Limit Analysis (LA) 和基於強度摺減法的概率分析。本章強調瞭降雨入滲、地震動輸入和凍融循環對邊坡安全係數的影響，並提齣瞭針對性強的加固措施，如錨固、排水和截排水工程的設計原則。 第三部分：先進的本構模型與數值模擬 本部分側重於如何利用現代計算力學工具來捕捉岩土材料復雜的多綫性、非綫性、時間和速率相關的力學響應。 第七章：非綫性岩土本構模型精選 本章對描述土體和岩體復雜本構行為的先進模型進行瞭深入探討，這些模型超越瞭傳統的Mohr-Coulomb準則。重點介紹瞭： 1. 彈塑性模型：如Hardening Soil Model (HS) 及其在模擬土體應變硬化和屈服麵擴展中的應用。 2. 粘塑性與蠕變模型：如基於狀態空間理論的模型，用於預測軟土和高邊坡在長期荷載下的粘性流動和蠕變變形。 3. 損傷與破壞模型：如引入瞭微裂隙演化的岩石本構模型，用於模擬岩體在卸荷或高應力狀態下的漸進性破壞過程。 第八章：時空耦閤分析與過程模擬 現代工程問題往往涉及時間和空間上的多場耦閤作用。本章闡述瞭如何利用有限元法（FEM）和離散元法（DEM）進行多場耦閤模擬： 1. 固結沉降模擬：耦閤滲流（Pore Pressure）與應力（Stress），精確預測軟土地基上的長期不均勻沉降。 2. 地震響應分析：耦閤動力學與土體液化判據，模擬地震波在復雜地質結構中的傳播和對工程結構的影響。 3. 岩土界麵離散元模擬：利用DEM模擬顆粒接觸，研究砂土、碎石土在劇烈剪切作用下的結構重排和能量耗散機製。 第九章：工程案例驗證與反演分析 理論模型的有效性必須通過實際工程數據來驗證。本章介紹瞭幾種經典的岩土工程後評估技術： 1. 現場監測數據整閤：如何利用沉降觀測點、孔隙水壓力計和應變片的數據來校準和優化數值模型參數。 2. 參數反演技術：利用迭代算法，根據已知的結構位移或應力響應，反演齣最符閤現場情況的岩土體本構參數。 3. 大型結構長期性能評估：通過對大型水壩、深海基礎等工程的服役性能數據分析，總結經驗教訓並指導未來設計規範的修訂。 本書旨在為岩土工程師、結構設計師以及從事地質災害研究的科研人員提供一個全麵、深入、注重工程實踐的參考手冊，以應對日益復雜和嚴苛的地下工程挑戰。

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