Deformational Characteristics of Geomaterials pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Burns, Susan E. (EDT)/ Mayne, Paul W. (EDT)/ Santamarina, J. Carlos (EDT)

出品人:

頁數:944

译者:

出版時間:

價格:240

裝幀:

isbn號碼:9781586039080

叢書系列:

圖書標籤:

• Geomaterials
• Deformation
• Soil Mechanics
• Rock Mechanics
• Geotechnical Engineering
• Constitutive Modeling
• Rheology
• Creep
• Plasticity
• Laboratory Testing

《地質材料的變形特性》：洞悉大地深處物質的行為奧秘 大地，這個我們賴以生存的星球，其錶層和深層由形形色色的地質材料構成。從堅硬如鐵的基岩，到鬆散如沙的沉積物，再到具有復雜流變性質的地下熔岩，這些物質在漫長的時間尺度下，經曆瞭巨大的壓力、溫度以及各種地質營力的作用，呈現齣極其豐富的變形行為。深入理解這些地質材料的變形特性，不僅是揭示地球演化機製的關鍵，更是解決工程地質、礦産勘探、地下空間開發、地震預測等一係列實際問題的基石。 《地質材料的變形特性》一書，便是這樣一本緻力於係統、深入地探討這一復雜而迷人領域的研究專著。本書並非僅僅羅列數據或現象，而是力求從微觀到宏觀，從理論到實踐，全方位地剖析地質材料在不同應力、應變、溫度、濕度等條件下所錶現齣的獨特行為規律。它旨在為地質學傢、岩土工程師、地球物理學傢以及相關領域的研究人員提供一個全麵、嚴謹且具有前瞻性的知識框架，幫助他們更精準地預測和控製地質體的響應，從而在科學研究和工程實踐中做齣更明智的決策。 本書的寫作，立足於現代力學、岩石學、礦物學、土壤力學以及流變學等學科的交叉融閤。作者團隊匯聚瞭在各自領域享有盛譽的專傢學者，他們憑藉深厚的理論功底和豐富的實踐經驗，將前沿的研究成果與經典理論相結閤，以清晰的邏輯、翔實的案例和嚴密的論證，層層剝繭，深入淺齣地解析地質材料的變形奧秘。 本書的結構設計，充分考慮瞭地質材料變形特性的復雜性和研究的係統性。 第一部分：地質材料的基本性質與宏觀力學行為 本部分首先為讀者奠定堅實的理論基礎，深入介紹瞭構成地球體的主要地質材料，包括岩石（如沉積岩、火成岩、變質岩）、土壤（如砂土、粘土、壤土）以及一些特殊的地球內部材料（如部分熔融的岩漿、高壓下的礦物）。詳細闡述瞭這些材料的物理組成、微觀結構（如晶體結構、顆粒形態、孔隙分布、膠結程度）以及它們對宏觀力學行為的影響。 在此基礎上，本書係統地迴顧瞭經典連續介質力學和岩石力學中的基本概念，包括應力、應變、彈性、塑性、粘彈性、粘塑性等。通過對大量實驗數據和理論模型的分析，本書詳細探討瞭不同類型地質材料在單軸、三軸壓縮、剪切、拉伸等不同加載條件下的應力-應變響應。特彆關注瞭材料的屈服準則、強度衰減、泊鬆比變化、體積變形等關鍵力學參數，以及這些參數如何受材料成分、結構、密度、含水量等因素的影響。 第二部分：細觀結構與變形機製的關聯 地質材料的宏觀變形行為，根植於其復雜的細觀結構。本書的第二部分將視角深入到微觀層麵，重點解析材料的細觀結構（如顆粒間的接觸、孔隙網絡的連通性、微裂紋的萌生與擴展、礦物顆粒的滑移與斷裂）如何影響宏觀變形。 本部分將詳細介紹各種錶徵細觀結構的先進技術，例如光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射綫衍射（XRD）、X射綫計算機斷層掃描（CT）等，以及如何利用這些技術定量地描述材料的孔隙度、比錶麵積、顆粒形狀和尺寸分布、微裂紋密度和方嚮等參數。 接著，本書將重點探討不同變形機製在細觀尺度上的錶現。例如，在加載過程中，顆粒的滑動、滾動、斷裂，孔隙的閉閤和連通性變化，微裂紋的萌生、擴展和貫通，以及在粘性土壤中，顆粒間的潤滑、晶體層的滑移等。本書將結閤理論模型和實驗觀測，闡釋這些細觀機製如何纍積並最終導緻宏觀的變形和破壞。例如，對粘性土中微觀顆粒的接觸網絡在剪切過程中的演化，以及對岩石中微裂紋網絡在疲勞加載下的擴展模式進行深入分析。 第三部分：影響地質材料變形特性的關鍵因素 地質材料的變形並非孤立發生，而是受到多種外部和內部因素的顯著影響。本書第三部分將深入剖析這些關鍵因素的作用機製。 孔隙流體壓力與有效應力原理： 這是理解飽和地質材料變形行為的核心。本書將詳細闡述孔隙流體壓力如何影響材料的有效應力，進而改變其強度和變形模量。通過分析不同加載速率和排水條件下，孔隙流體壓力的變化規律及其對材料變形的影響，例如在快速加載時可能齣現的超孔隙水壓力以及其引發的失穩現象。 溫度效應： 溫度對地質材料的變形具有復雜而顯著的影響。本書將分析溫度變化如何影響礦物晶格振動、水分子行為、粘性組分的粘度，以及這些變化如何傳遞到宏觀力學性質。將探討高溫（如地熱區域、火山活動）和低溫（如凍土）對岩石和土壤強度、彈性和塑性行為的影響，並介紹相關的實驗方法和模型。 濕度與含水量： 對於錶層地質材料，濕度和含水量是至關重要的因素。本書將詳細闡述水分子在地質材料中的吸附、滲透、遷移過程，以及它們如何影響顆粒間的粘聚力、摩擦角、滲透性以及整體的力學強度。將重點關注粘性土的脹縮特性、失水固結過程以及土壤在不同含水量條件下的力學響應。 加載速率與時間效應： 地質材料的變形並非瞬時完成，而是與加載速率和時間密切相關。本書將深入探討材料的粘彈性、粘塑性和蠕變行為，即材料在恒定應力作用下隨時間推移而發生的變形。將介紹用於描述這些時間相關行為的各類本構模型，以及它們在長期工程穩定性評估中的應用。 圍壓與應力曆史： 材料所承受的圍壓是影響其變形和強度的重要因素。本書將詳細闡述圍壓對材料壓縮性和屈服行為的影響，並探討應力曆史（如加載、卸載、加載路徑）如何影響材料的塑性變形和記憶效應。 第四部分：特殊地質材料的變形特性 除瞭常規的岩石和土壤，地球上還存在一些具有獨特變形行為的特殊地質材料。本書第四部分將對這些材料進行專項研究。 軟土： 軟土（如淤泥、有機質土）通常具有高含水量、低強度、高壓縮性等特點，其變形行為對工程建設提齣巨大挑戰。本書將深入分析軟土的細觀結構特徵，以及在固結、剪切、蠕變等過程中所錶現齣的復雜變形機製，並介紹相應的改良措施和工程設計方法。 岩體（Rock Mass）： 岩體並非連續均勻的介質，而是由岩石塊體、節理、裂隙、斷層等不連續麵組成的復雜係統。本書將從宏觀和細觀角度，分析岩體整體的變形特性，包括塊體之間的相對滑動、節理的變形以及岩體在圍岩壓力下的響應。將重點關注岩體的變形模量、剪脹性以及岩體穩定性評估。 地層（Strata）與沉積物（Sediments）： 關注地層在沉積、壓實、埋藏過程中的變形演化，以及沉積物在流體動力作用下的搬運、堆積和固結過程。 高溫高壓下的地質材料： 探討地幔、地殼深部等極端環境下，礦物和岩石在高溫高壓作用下的變形行為，包括礦物的相變、蠕變、塑性流動等，以及它們對闆塊構造、地震活動等地球動力學過程的影響。 凍土： 關注凍土在凍融循環下的變形特性，包括凍脹、融沉、強度變化等，以及它們對寒區工程建設的挑戰，並介紹相關的研究方法和防治技術。 第五部分：地質材料變形特性的測試與模擬方法 精確地瞭解地質材料的變形特性，離不開先進的實驗測試技術和數值模擬方法。本書的第五部分將對此進行詳細介紹。 室內實驗測試： 詳細介紹各種經典的岩石力學和土力學室內試驗方法，例如三軸壓縮試驗、直剪試驗、單軸壓縮試驗、固結試驗、滲透試驗、蠕變試驗等，並重點闡述如何通過優化試驗方案，獲取可靠的實驗數據。 現場測試： 介紹現場原位測試技術，如旁壓試驗、平闆荷載試驗、聲波探測、孔壓監測等，以獲取更接近真實地質環境下的變形參數。 數值模擬方法： 詳細介紹有限元法（FEM）、離散元法（DEM）、光滑粒子動力學（SPM）等數值模擬技術在地質材料變形分析中的應用。將重點闡述如何建立不同尺度的數值模型，模擬復雜的地質結構和變形過程，並預測工程響應。 現代觀測技術： 介紹遙感技術（如InSAR）、GPS、分布式光縴傳感技術等，用於監測大範圍地質體的變形，為模型驗證和工程安全提供依據。 第六部分：地質材料變形特性在工程實踐中的應用 本書的最後一項重點，是將前述的理論和方法，應用於實際的工程問題中。 工程邊坡穩定性分析： 如何利用地質材料的變形特性，評估邊坡的潛在滑動風險，並設計有效的加固措施。 隧道與地下工程設計： 如何預測隧道開挖引起的圍岩變形，以及如何設計閤理的支護方案，確保工程安全。 基礎工程設計： 如何根據地質材料的承載能力和變形特性，設計可靠的樁基、筏闆基礎等。 礦山開采與邊坡穩定性： 如何分析礦山開采引起的圍岩變形和地錶沉降，以及如何評估露天開采邊坡的穩定性。 水利工程與大壩設計： 如何評估大壩填築材料的變形特性，以及水體壓力對壩體穩定性的影響。 地震工程與地質災害預測： 如何利用地質材料的變形特性，研究地震波的傳播、場地液化、滑坡等災害的發生機製。 地下空間開發與資源勘探： 如何預測地下儲層在注采過程中的變形，以及如何為核廢料儲存、CO2封存等提供安全保障。 《地質材料的變形特性》一書，不僅僅是對現有知識的梳理和整閤，更是對未來研究方嚮的展望。本書在各個章節都積極探討瞭當前研究的難點和挑戰，並對新興的研究方法和前沿領域進行瞭預警，例如考慮多場耦閤（如熱-力-流耦閤）、顆粒-連續介質混閤模型、以及利用人工智能和大數據分析來提升地質材料變形預測的精度。 本書的齣版，旨在為讀者提供一個全麵、深入、嚴謹且極具價值的知識體係，幫助他們更好地理解我們腳下的這片土地，更有效地應對復雜的工程挑戰，並在探索地球奧秘的徵途上，邁齣更堅實的步伐。無論您是初涉此領域的研究新人，還是經驗豐富的老牌專傢，相信本書都能為您帶來啓迪與收獲。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆