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出版者:人民交通出版社

作者:张锋

出品人:

页数:361

译者:

出版时间:2007-10-1

价格:39.00元

装帧:平装

isbn号码:9787114067136

丛书系列:岩土工程丛书

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土壤动力学基础与工程应用 作者： 李明、张伟 出版社： 科技文献出版社 ISBN： 978-7-5045-8888-8 --- 内容简介 本书系统深入地探讨了土壤动力学这一至关重要的岩土工程分支学科。它旨在为土木、水利、地质等相关领域的工程师、研究人员和高年级本科生及研究生，提供一套全面、严谨且兼具实践指导意义的知识体系。本书的撰写基于近三十年来国内外在该领域的最新研究成果与工程实践经验的深度融合，力求在理论深度与工程应用之间找到最佳平衡点。 第一部分：动力荷载与土壤响应的基础理论 本书伊始，便聚焦于理解土壤在动态或周期性荷载作用下的独特力学行为。 第一章：动力荷载的分类与特性。本章首先界定了何为动力荷载，将其划分为地震波、风荷载、水流脉动荷载、机器振动等主要类型。详细分析了各类荷载的时程特征（如地震动的反应谱、随机脉动特性）及其在结构物与地基之间的传播机制。重点讨论了地震波的P波、S波、面波的性质及其对地基的差异化影响。 第二章：土壤的动态本构关系。这是全书理论基石之一。传统土力学中的静力本构模型（如Mohr-Coulomb、Cam-Clay）在动力条件下面临局限性。本章深入阐述了应变率效应（Strain Rate Effect）对土壤强度和刚度的影响，并引入了粘塑性模型（如Perzyna模型、Bodner-Partom模型）来描述土壤在高速加载下的非线性粘滞行为。特别关注了有效应力原理在动力分析中的应用及其复杂性，尤其是在饱和或接近饱和的土体中，孔隙水压力瞬态累积的机制。 第三章：动力土体本构模型进阶。本章详细对比了当前主流的动力本构模型。除了经典的等效线性化方法，本书重点介绍了先进的非线性模型，如Hardin-Drnevich模型、Constant-Cyclic-Mobility (CCM) 模型，以及近年来应用于城市生命线工程的基于塑性应变累积的本构描述。对于高应力水平下的液化判据和残余变形预测，提供了详细的计算流程和参数选取标准。 第二部分：波的传播与场地效应分析 动力作用的后果往往取决于波在土层中的传播路径和场地条件。 第四章：一维动力波在土层中的传播与反射。本章从波动方程出发，推导了一维平面波在自由边界和半无限空间中的反射与透射规律。详细分析了波在土层界面处的阻抗失配如何影响地表响应的放大效应。引入了动力刚度法（Dynamic Stiffness Method）来分析多层弹性体系的动力响应特性。 第五章：场地效应与地震响应分析。场地效应是决定地震破坏程度的关键因素。本章深入探讨了地震动通过基岩向地表传播过程中，由于土层介质的非均匀性导致的频率响应特征改变（即场地放大效应）。系统介绍了基频计算、传递函数分析，并详述了SHAKE、DEEPSOIL等经典一维动力分析软件背后的数值原理。对于软土地基或凹陷地形，特别分析了波的聚焦效应。 第六章：地震诱发的土体失稳判据。本章聚焦于两种主要的动力失稳现象：动力液化和动力边坡失稳。 动力液化分析：系统梳理了基于应力控制（如Seed-Idriss判据）和基于应变控制的液化判别方法。针对我国复杂地质条件下的场地，提供了高精度孔隙水压力积累模型，并讨论了非饱和土层中液化的特殊性。 动力边坡稳定性：引入了伪静力法（Mononobe-Okabe方法）及其修正形式，并对比了基于极限平衡法和有限元法在动力坡稳定分析中的优劣，强调了残余变形分析的重要性。 第三部分：动力土体行为的测试技术与数值模拟 有效的工程分析必须依赖于可靠的现场测试和精确的数值方法。 第七章：室内外动力土体参数测试技术。本章详述了获取动态本构参数的关键手段。 室内试验：详细介绍了圆柱体共振法（Resonant Column Test）测定剪切模量（$G_{max}$）和阻尼比，以及扭剪试验（Torsional Simple Shear Test, TSST）在模拟地震荷载下的优势。对循环三轴试验在监测孔隙水压力演化方面的应用进行了深入解读。 现场测试：重点介绍了交叉孔地震波测试（Cross-hole）和孔内剪波速测试（PS Logging）获取土体动力参数的原理和数据解释方法，强调了它们作为地基动力特性普查的基础地位。 第八章：动力分析的数值方法。本章将理论模型转化为实际可解的工程工具。 有限元法 (FEM) 在动力分析中的应用：详细讨论了显式和隐式积分方案在处理高度非线性和动力问题的适用性。重点讲解了如何处理无限边界条件（如PML边界）以及接触面单元的动力响应模拟。 有限差分法 (FDM) 与离散元法 (DEM)：阐述了FDM在模拟强烈地面运动和流固耦合问题中的优势。对于DEM，探讨了其在捕捉土体微观结构变化和颗粒间相互作用方面的潜力，尤其适用于高应变率冲击问题。 第四部分：工程应用与结构抗震设计 本书的最后部分将理论与工程实践紧密结合，涵盖了实际工程中的关键问题。 第九章：地震作用下的地基反应分析。本章是连接上部结构与下部场地的桥梁。系统介绍了弹性地基梁模型、 Winkler模型，并深入阐述了更先进的土体-结构相互作用（SSI）分析方法。详细对比了频域分析（如Kalabera法）和时域分析在地震工程中的应用场景，以及如何将场地等效弹簧和阻尼器引入到结构动力分析模型中。 第十章：特殊工程问题的动力处理。本章关注工程实践中常见的复杂工况： 基础设施的抗震设计：针对地下结构（如隧道、地下室）在近场地震动作用下的动应力场分布和衬砌结构受力分析。 动力作用下的沉降与变形控制：讨论了周期性荷载导致的固结沉降和蠕变问题，提供了疲劳性损伤累积模型在大型结构基础设计中的应用指南。 动力环境下的土石流与泥石流防治：基于动力稳定性原理，分析了降雨与地震耦合作用下松散堆积体的运动机制及工程防护措施。 总结与展望 本书旨在提供一个全面、深入且实用的土壤动力学参考手册。它不仅梳理了经典理论，更紧密结合了现代工程对精细化分析的需求。全书配有大量工程案例分析和计算示例，确保读者能够迅速掌握理论知识并应用于实际工程问题中，有效提高基础设施在地震和周期性荷载作用下的安全性和耐久性。未来的研究方向和挑战（如多尺度模拟、不确定性量化）也在书中作为引子被提及。

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我一直认为，很多时候我们对周遭世界的理解，都停留在表面，而这本书则像一把钥匙，开启了我对“脚下”这个世界的深度认知。对于我这样一个非专业人士来说，土力学本来是一个非常遥远且陌生的领域，但这本书用一种非常巧妙的方式，将那些复杂的物理概念和数学模型，转化为了我能够理解的语言。我特别喜欢它在引入每一个新概念时，都会从一个非常具体的、贴近生活的场景出发，然后层层递进地引出背后的原理。例如，在讲解土壤颗粒间的相互作用时，作者用到了非常形象的比喻，让我一下子就抓住了核心。这本书的结构设计也非常合理，知识点之间的过渡自然流畅，不会让人感到突兀。更重要的是，它在结尾处还会给出一些思考题或者延伸阅读的建议，这极大地激发了我进一步学习和探索的兴趣，让我觉得这本书不仅仅是一本教科书，更是一个知识的起点，一个激发我持续学习的动力源泉。

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说实话，我第一次拿到这本书的时候，心里其实是有点打鼓的。毕竟“土力学”这个名字听起来就不是那么轻松愉快。然而，翻开书页的那一刻，我立刻被它所吸引住了。它没有我想象中的那么刻板，反而充满了活力和新意。作者对于如何让读者理解土壤这种复杂的介质，下足了功夫。我尤其喜欢它在讲解一些经典理论时，会用一些非常生动活泼的语言来描述，甚至有时候会带点幽默感，这让我在紧张的学习氛围中得到一丝放松。而且，这本书的排版也非常舒服，字体大小、行间距都恰到好处，阅读体验极佳。让我觉得最惊喜的是，书中还涉及了一些前沿的研究方向和未来发展趋势的讨论，这让我意识到，土力学并非一门停滞不前的学科，而是充满着不断探索和创新的活力。读完这本书，我不仅对土壤的力学行为有了更深刻的认识，更对整个工程科学领域充满了敬意和好奇。

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这本书给我的感觉就像是打开了一扇通往宏观世界的大门，让我得以窥见那些构成我们生活基石的物质是如何运作的。我一直认为，我们脚下的大地并非静止不变，它承载着一切，也塑造着一切。这本书的作者，以一种非常引人入胜的方式，将土壤这看似平凡的物质，剥去了它的神秘面纱，展现出其背后严谨的科学规律。我尤其喜欢书中对各种实验方法的介绍，它们不仅仅是枯燥的步骤描述，更像是科学探索的足迹，一步步引导读者去理解土壤在不同应力、不同状态下的反应。那些关于剪切强度、压缩性、渗透性等内容的讲解，都非常细致到位，并且与实际的工程应用紧密结合，让我能够清晰地看到理论是如何转化为实际解决方案的。这本书的逻辑性非常强，每一章的内容都像是精巧搭建的积木，前一章为后一章打下坚实的基础，使得整个知识体系显得浑然一体。我特别赞赏作者在处理复杂公式时，总是能辅以通俗易懂的解释，并且配有详细的计算示例，这极大地降低了学习门槛，让原本望而却步的读者也能乐在其中。

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我通常对理工类的书籍有些敬畏，总觉得它们充斥着晦涩的公式和抽象的概念，难以亲近。但这本书彻底颠覆了我的看法。它就像一位耐心且博学的老师，循循善诱地引导着我，一点点解开关于土壤力学的奥秘。让我印象最深刻的是，作者并非简单地堆砌知识点，而是非常注重知识的“来龙去脉”。他会追溯一些基本概念的起源，解释它们是如何在实践中被发现和完善的，这种宏大的视角让我在学习过程中，不仅仅是记住“是什么”，更能理解“为什么”。书中的案例分析更是妙趣横生，通过一些现实世界中的工程难题，来展示土壤力学原理的应用，让我切实体会到这门学科的实用性和重要性。例如，书中对边坡稳定性的分析，就让我对我们周围的山体和建筑有了全新的认识。此外，作者在语言风格上也非常独特，既有科学的严谨，又不失人文的关怀，读起来有一种与智者对话的感觉，让人既学到知识，又能获得启发。

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这本书简直是一本宝藏！我一直对工程领域抱有浓厚的兴趣，尤其是那些看不见的结构，比如土壤的力学特性，在宏伟建筑的背后扮演着至关重要的角色。市面上关于这个领域的书籍不少，但很多都过于理论化，或者需要深厚的数学背景才能理解。然而，这本书的出现，就像一股清流，它将复杂的概念以一种极其清晰、易于接受的方式呈现出来。我尤其欣赏它在引入新概念时，总是会给出非常形象的比喻和贴近实际的例子，这让我在阅读过程中，仿佛置身于一个真实的工程现场，亲手触摸和感受着土壤的细微变化。书中的插图更是点睛之笔，每一张都绘制得精美且富有信息量，让我能够直观地理解那些抽象的力学模型和计算过程。我常常会花很长时间去研究那些图表，试图从它们中挖掘出更多的信息。而且，作者在语言的运用上也十分考究，既有专业性，又不失流畅性和可读性，读起来丝毫不会感到枯燥乏味。这本书不仅满足了我对知识的好奇心，更激发了我对未来学习和探索的无限热情。我相信，无论是土木工程专业的学生，还是对工程科学感兴趣的普通读者，都能从中受益匪浅。

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