Geological and Geotechnical Engineering in the New Millennium pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Natl Academy Pr

作者:Not Available (NA)

出品人:

页数:222

译者:

出版时间:2006-1

价格:$ 67.80

装帧:Pap

isbn号码:9780309100090

丛书系列:

图书标签:

• 地质工程
• 岩土工程
• 土木工程
• 地质灾害
• 基础工程
• 工程地质
• 边坡稳定
• 地基处理
• 新世纪工程
• 工程建设

岩土工程与地质灾害评估：新世纪的挑战与机遇 本书简介 在人类社会对基础设施建设和资源开发需求日益增长的今天，如何安全、经济、可持续地利用和保护地质环境，已成为土木工程、地质学以及环境科学领域的核心议题。本书《岩土工程与地质灾害评估：新世纪的挑战与机遇》聚焦于二十一世纪以来，岩土工程领域在理论、方法和实践中面临的重大变革与发展方向，旨在为工程实践者、科研人员以及政策制定者提供一个全面、深入且具有前瞻性的参考框架。 本书的核心价值在于，它不再仅仅局限于传统的工程地质和岩土力学范畴，而是将视角拓展至全球气候变化、城市化进程加速以及新兴材料应用等宏大背景之下。它深刻剖析了复杂地质条件（如软弱土层、高坡度岩体、活动断裂带）对现代工程结构稳定性的潜在威胁，并详细阐述了应对这些挑战的最新技术策略。 --- 第一部分：新千年地质环境的复杂性与风险认知 本部分奠定了理解当前岩土工程问题的基础，强调了从传统的确定性设计向基于风险和可靠性的现代工程范式转变的必然性。 1.1 地质信息获取与数字化转型 我们审视了二维勘察模式向三维、甚至四维（考虑时间变量）地质建模的演进。重点介绍了高分辨率地球物理勘探技术（如电磁法、地震波层析成像）在揭示地下结构复杂性方面的应用，以及地理信息系统（GIS）和遥感技术在区域地质灾害敏感性制图中的作用。书中详细讨论了如何整合海量地质数据，利用大数据分析和机器学习技术，建立更精确的场地地质模型，从而减少勘察阶段的不确定性。 1.2 气候变化与水文地质耦合效应 气候变化对地质环境的长期稳定性构成了前所未有的挑战。本章深入探讨了极端降雨事件频率增加、地下水位波动以及海平面上升如何显著影响边坡稳定性、地基沉降速率和地下工程的防排水设计。我们详细分析了饱和-非饱和土体的耦合分析方法，特别是在强风化带和滑坡易发区，如何将水文模型与岩土本构模型相结合，进行更真实的长期动态模拟。 1.3 城市化进程中的地下空间利用 随着城市空间的日益拥挤，超深基坑、地下隧道和地下储气设施的建设成为常态。本书探讨了在高密度城市环境中，如何精确评估相邻既有结构（如历史建筑、既有管线）在新的地下工程开挖扰动下的相互作用和潜在变形。特别是对“邻近效应”的量化分析，以及在复杂地质层位中实现“零沉降”或最小扰动施工的控制技术，进行了详尽的论述。 --- 第二部分：先进岩土本构理论与数值模拟前沿 理论的突破是工程进步的先导。本部分聚焦于描述复杂土体和岩体行为的先进本构模型，以及支撑这些模型的数值计算技术。 2.1 复杂介质的非线性本构关系 传统的Mohr-Coulomb或Tresca模型已难以准确描述现代工程中遇到的各类材料——从超固结粘土到高孔隙率的松散堆积层。本书详细介绍了基于塑性势理论和应力路径依赖性的先进粘土本构模型（如软化模型、损伤塑性模型）的数学结构和参数率定方法。对于岩体，我们侧重于考虑损伤演化和蠕变效应的连续介质模型，以及采用离散元法（DEM）或扩展有限元法（XFEM）对结构面起控作用的模拟。 2.2 耦合分析与多场相互作用 现代岩土工程问题往往是多物理场耦合的问题。本章深入讲解了固-土-水-热耦合分析的理论基础和数值实现，特别是在处理冻融循环对地基承载力的影响、以及深层地热开采中的岩土响应等方面。我们还探讨了电化学作用在腐蚀性地下环境（如海水侵蚀、污染场地）中对工程结构寿命的影响评估方法。 2.3 求解技术的革新：从有限元到无网格方法 本书评价了当前主流的数值求解技术。除了对隐式和显式有限元法的改进应用外，我们重点介绍了新的计算范式，如光滑粒子流体力学（SPH）和离散元法（DEM）在处理大变形、材料破碎和流土现象中的优势。对于大规模三维问题的求解，并行计算和GPU加速在提高模拟效率和精度方面的应用被详细介绍。 --- 第三部分：地质灾害的精细化监测与主动干预策略 风险认知必须转化为有效的监测和主动控制措施。本部分侧重于高精度实时监测技术和创新性的地质灾害防治工程。 3.1 实时健康监测（SHM）与预警系统 现代工程要求从滞后性的巡检转变为实时的、基于状态的健康监测。本章介绍了光纤传感（FBG）、分布式声学传感（DAS）以及基于物联网（IoT）的传感器网络在边坡、大坝和隧道结构中的部署和数据解析。重点阐述了如何利用机器学习和时间序列分析，从海量实时数据中提取异常信号，建立多层级、可操作的地质灾害预警阈值。 3.2 软土与高边坡的创新加固技术 针对新世纪工程中常见的软土地基沉降问题，本书评估了真空预压、CFG桩、以及新型地基改良剂（如固化剂喷射）的长期性能和适用性。对于高边坡的稳定性控制，除了传统的锚固和支护外，我们详细分析了新型的柔性防护网、主动减载技术（如削坡与卸荷）以及利用生物工程方法（如植被固持）的长期生态效益。 3.3 地震工程中的岩土响应与抗震设计 在地震风险区，岩土工程的挑战在于场地效应（Site Effects）和液化风险。本书深入探讨了基于场地反应分析的抗震设计方法，特别关注了深厚软土地层上的地震波放大效应。对于液化问题，除了传统的动力固结灌浆外，我们引入了真空辅助固结和原位地层置换等非侵入性或微创性的抗液化技术，并探讨了它们在复杂水文条件下的有效性。 --- 结语：面向可持续发展的岩土工程未来 本书的最终目标是推动岩土工程实践向更安全、更环境友好、更具韧性的方向发展。它呼吁工程界不仅要解决眼前的技术难题，更要将地质环境的长期健康纳入工程决策的核心考量，以实现人与自然的和谐共存。全书内容紧密结合国际工程标准和最新的科研进展，为下一代岩土工程师和地质灾害防治专家提供了必要的知识储备和思维工具。

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