Applied Statistics for Civil and Environmental Engineers pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Kottegoda, Nathabandu T./ Rosso, Renzo

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:2008-8

价格:£ 85.00

装帧:

isbn号码:9781405179171

丛书系列:

图书标签:

统计学
土木工程
环境工程
应用统计
数据分析
概率论
推论统计
回归分析
实验设计
水文统计

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具体描述

Civil and environmental engineers need an understanding of mathematical statistics and probability theory to deal with the variability that affects engineers' structures, soil pressures, river flows and the like. Students, too, need to get to grips with these rather difficult concepts.

This book, written by engineers for engineers, tackles the subject in a clear, up-to-date manner using a process-orientated approach. It introduces the subjects of mathematical statistics and probability theory, and then addresses model estimation and testing, regression and multivariate methods, analysis of extreme events, simulation techniques, risk and reliability, and economic decision making.

325 examples and case studies from European and American practice are included and each chapter features realistic problems to be solved.

For the second edition new sections have been added on Monte Carlo Markov chain modeling with details of practical Gibbs sampling, sensitivity analysis and aleatory and epistemic uncertainties, and copulas. Throughout, the text has been revised and modernized.

结构工程中的岩土力学基础与应用本书致力于为土木与环境工程领域的专业人士和高年级学生提供一套深入且实用的岩土力学理论与工程应用指南。随着基础设施建设的日益复杂化和对环境可持续性的更高要求，对地基、边坡、挡土结构以及地下工程稳定性的精确理解和可靠预测变得至关重要。本书的核心目标是搭建起理论知识与实际工程问题解决之间的桥梁，强调从基本原理出发，推导出实用的设计和分析方法。第一部分：岩土本构关系与应力分析 (Fundamentals of Soil Mechanics and Stress Analysis) 本部分首先对岩土体的基本特性进行系统阐述，为后续的深入分析奠定坚实的理论基础。第一章：岩土体的基本性质与分类本章详尽讨论了土体和岩体的物理特性，包括颗粒级配、孔隙比、含水量、密度和相对密度。重点分析了土体颗粒的形态、排列方式如何影响其工程性质，如压缩性和剪切强度。我们将详细介绍工程分类系统（如统一岩土分类系统 USCS 和 AASHTO 标准），并探讨如何通过室内和现场试验确定这些关键参数。对于岩体结构，我们将引入岩石质量指标 RQD 和岩体分类系统 RMR/Q 值，为评估岩石边坡和隧道围岩的稳定性提供量化工具。第二章：有效应力原理与孔隙水压力这是岩土工程的基石。本章深入探讨Terzaghi的有效应力原理，并区分总应力、孔隙水压力和有效应力的概念。特别关注瞬态和固结过程中的孔隙水压力变化，包括瞬时孔压的产生机制和固结理论（如一维固结理论）。内容涵盖了不同加载条件下（如地震、快速填筑）孔隙水压力对土体强度的影响，以及如何利用孔隙水压力计在现场进行监测和验证。第三章：土体的变形与压缩性本章聚焦于土体的变形行为。讨论压缩试验和侧限压缩的原理与数据解析，导出压缩指数 ($C_c$) 和回弹指数 ($C_r$)。我们将详细介绍固结沉降的计算方法，包括考虑非均匀荷载分布和土层厚度变化的情况。此外，本章还引入了弹性理论在土体变形分析中的应用，讨论泊松比和杨氏模量对不同应力状态下侧向变形的控制作用。第四章：土体的剪切强度与破坏准则剪切强度是决定结构安全的关键因素。本章系统介绍库仑强度准则，并深入分析莫尔-库仑破坏准则在土体和岩石材料中的应用。重点讨论直剪试验、三轴压缩试验（UU, CU, CD）的试验流程、控制条件和结果解释。特别是对应力路径分析（p-q 图）的深入探讨，帮助读者理解土体在不同应力历史下的强度特性和破坏模式。针对粘性土和砂土，我们将阐述有效应力强度参数 ($c'$ 和 $phi'$) 的确定及其在长期和短期稳定性分析中的应用。第二部分：地基基础工程 (Shallow and Deep Foundations) 本部分将岩土力学原理应用于工程实践中最常见的结构——地基和基础的设计与分析。第五章：浅基础的承载力分析本章基于极限平衡方法，详细推导和应用Terzaghi和Meyerhof的极限承载力公式。内容涵盖了基础尺寸、埋深、土体重度、荷载倾斜和偏心对承载力的影响。我们还将讨论地基承载力的现场确定方法，如标准贯入试验（SPT）和静力触探试验（CPT）与承载力的相关性。此外，将介绍基础沉降控制的设计流程，包括允许承载力和使用阶段沉降的比较与选择。第六章：挡土结构与土压力计算挡土结构是基础设施中不可或缺的部分。本章重点分析主动土压力、被动土压力和静止土压力的计算方法，包括Rankine理论和Coulomb理论的适用条件和差异。我们将详细介绍钢筋混凝土挡土墙、重力式挡土墙以及锚定板墙的设计步骤，包括抗滑移、抗倾覆和整体稳定性的验算。对于柔性衬砌（如桩板墙或土钉墙），本章将引入土-结构相互作用分析的基本概念。第七章：深基础设计与分析本章转向桩基础的设计。分类介绍摩擦桩和端承桩的类型及适用条件。核心内容是单桩的极限承载力估算，包括极限端阻力和侧阻力的计算方法（基于 SPT/CPT 数据的经验公式、$eta$ 法和 $alpha$ 法）。随后，深入探讨群桩效应，包括群桩承载力和沉降的计算修正。本章还涵盖了桩基础的沉降分析，特别是对固结性土层中桩基沉降的预测。第三部分：边坡稳定与地下工程 (Slope Stability and Underground Structures) 本部分关注土体在自然状态或开挖状态下的稳定性问题，是岩土工程风险控制的关键领域。第八章：土质边坡的稳定性分析本章提供了边坡稳定性分析的全面工具。首先介绍经典的极限平衡法，包括Fellenius法、Bishop法（简化法和完全法）的原理和应用。重点解析Bishop法如何处理圆形滑动面下的有效应力分析。随后，引入非圆形滑动面的分析方法，并讨论干预措施（如排水、加筋、支护）对边坡稳定系数的影响。本章还将探讨瞬态稳定性，特别是降雨入渗和地震荷载下的边坡风险评估。第九章：岩石边坡与隧道围岩稳定性针对岩石结构，本章侧重于结构面控制的稳定性分析。详细介绍如何利用Wedge (楔形体) 破坏分析和倾倒破坏分析来评估岩石边坡的潜在失稳模式。在隧道工程方面，本章探讨了围岩压力的计算，区分了软岩、硬岩和破碎岩体的不同模型（如Hoek-Brown准则）。重点讲解隧道支护设计的基本原则，包括初支与二次衬砌的协同作用，以及如何利用收敛-收敛度量来评估围岩的自稳能力。第四部分：环境岩土工程与地震效应 (Environmental Geotechnics and Seismic Response) 随着环境问题的凸显，本部分探讨岩土工程在污染控制和抗震设防中的作用。第十章：环境中的土体行为与污染物迁移本章从环境工程的角度审视土体。讨论土体的渗透性，特别是对渗透系数的测定（入渗试验和渗透试验）及其在渗流分析中的应用。核心内容是污染物在土体中的迁移过程，包括吸附、降解和对流-弥散机制。详细介绍垃圾填埋场和污染场地修复中衬垫系统（如粘土衬层和HDPE膜）的设计要求和渗透性要求，确保长期阻隔性能。第十一章：地震作用下的岩土响应地震对土体结构的影响是工程安全的关键挑战。本章首先介绍地震荷载的引入，包括地震动输入和场地效应分析。核心内容是液化势评估，基于SPT N值和CPT q_c值的经验判据，结合孔隙水压力发展模型进行预测。对于非液化土层，本章探讨了地震荷载下的边坡稳定性（伪静力法）和基础的动力响应分析，以及在地震作用下地基承载力的折减。附录与实践工具本书的附录部分提供了工程实践中常用的标准试验规程摘要、常用材料参数表，以及一系列案例研究，涵盖了从基础沉降案例到重大边坡失稳事故的教训总结，旨在将理论知识转化为解决实际问题的能力。本书特点：强调物理意义：在推导公式时，始终关注其背后的物理过程，避免纯粹的数学演绎。注重现场与室内试验的结合：明确指出理论参数（如 $phi'$）是如何从实际试验中获得的。工程案例导向：穿插大量的实际工程实例和设计规范要点，提升读者的工程判断力。严谨与实用并重：覆盖了从基础理论到前沿环境岩土工程的广阔范围，适用于学术研究和一线工程设计。本书适合于土木工程、岩土工程、环境工程专业的研究生和本科高年级学生，以及需要深化岩土力学知识的结构工程师、岩土工程师和政府规划人员。