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出版者:Routledge

作者:Novak, P./ Moffat, A. I. B./ Nalluri, C./ Narayanan, R.

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:2007-2

价格:$ 259.90

装帧:HRD

isbn号码:9780415386258

丛书系列:

图书标签:

• Structures
• Hydraulic
• 水利工程
• 水工结构
• 水力学
• 混凝土结构
• 水资源
• 堤坝
• 水闸
• 泵站
• 防洪
• 水文

好的，以下是一部关于Advanced Geotechnical Engineering: Principles and Practice的详细图书简介。 --- 先进岩土工程：原理与实践 (Advanced Geotechnical Engineering: Principles and Practice) 作者： [此处可设想的作者信息，例如：Dr. Eleanor Vance, Professor of Civil Engineering; and Dr. Kenji Tanaka, Senior Principal Engineer] 出版社： [此处可设想的出版社信息，例如：Global Science & Technology Press] --- 内容概述 《先进岩土工程：原理与实践》是一部面向资深工程师、研究生以及致力于岩土工程领域前沿研究的专业人士的权威性著作。本书旨在超越传统岩土力学教材的基础介绍，深入探讨复杂地质环境下的工程挑战，并整合了最新的理论模型、数值分析技术以及实际工程案例。本书的重点在于理解土体和岩石的本构行为在非线性、动态和多场耦合条件下的响应，并提供一套严谨的决策框架来应对超深基坑、高边坡稳定性、复杂地基处理以及地震作用下的地基响应等关键问题。 本书共分五大部分，二十二个章节，结构清晰，逻辑递进。它不仅复习了必要的经典理论，更将焦点放在了如何将这些理论应用于解决实际工程中的“疑难杂症”上。 --- 第一部分：岩土材料的高级本构关系 (Advanced Constitutive Relationships for Geomaterials) 本部分深入探讨了土体和岩石在复杂应力状态下的本构行为，这是进行可靠工程分析的基础。 第1章：应力与应变分析的张量基础重申 本章回顾了岩土力学中应力状态的描述，重点强调了基于应力不变量（如平均应力、偏应力、Lode角）的分析方法，并讨论了在三维不均匀应力场中确定主应力方向的实际意义。 第2章：塑性理论与屈服准则的演进 详细介绍了Morgenstern-Price、Xu-Pande以及更现代的依赖于应力路径的屈服面模型。重点解析了各向异性屈服准则（如Króner模型在土体中的应用）如何捕捉施工或沉积过程对土体结构的影响。 第3章：先进粘土本构模型：从剑桥到现代 超越传统的Mohr-Coulomb模型，本章的核心是Modified Cam-Clay (MCC) 模型的深入应用及其局限性。随后，引入了应变软化模型（如Hardening Soil Model, HS）以及考虑时间效应的粘塑性模型，如Creep模型。讨论了如何通过先进的三轴试验数据对这些模型进行参数识别。 第4章：岩石与结构性岩体的本构行为 本章区分了连续介质岩石和由节理、裂隙构成的结构性岩体。重点分析了Hoek-Brown准则的扩展形式在模拟高度破碎岩体（GSI/RMR系统）中的应用，并引入了基于离散元方法（DEM）的岩体变形模拟概念。 --- 第二部分：地下结构与开挖工程 (Underground Structures and Excavation Engineering) 本部分关注极端深度开挖和地下结构的相互作用问题，这是城市化进程中日益重要的技术领域。 第5章：深基坑的支护系统设计与优化 详细剖析了多道支撑体系（如地下连续墙、SMW工法）的受力机理。引入了“释放系数法”与“数值模拟结果校正”的结合方法，用于优化锚杆或内支撑的预应力水平。 第6章：土体与支护的相互作用分析 深入研究了土压力随时间、支护刚度及地下水位变化的非线性发展。引入了时间效应在支护应力释放中的作用，尤其是在软弱黏土中。讨论了利用“土压力盒”等现场测试数据对设计参数进行实时反馈校正的技术。 第7章：隧道衬砌与围岩的耦合分析 本章侧重于TBM（隧道掘进机）施工对围岩的影响。引入了衬砌应力松弛的概念，并讨论了在软弱围岩中如何采用注浆加固与衬砌刚度优化相结合的措施来控制沉降。 第8章：地下水渗流与有效应力法的耦合 探讨了在深基坑或隧道开挖中，地下水位的变化如何通过孔隙水压力的瞬态变化影响土体的有效应力，进而影响支护的稳定性，尤其是在渗透性差异大的复合地层中。 --- 第三部分：边坡稳定性与动力分析 (Slope Stability and Dynamic Analysis) 本部分聚焦于在正常荷载和地震荷载下的边坡可靠性评估。 第9章：极限平衡法的高级应用与限制 超越Bishop法，本章深入探讨了Morgenstern-Price法和Spencer法在处理复杂滑动面和多层地基时的优势，并讨论了如何通过可靠度分析（如FOSM或蒙特卡洛模拟）来量化边坡失稳的概率。 第10章：边坡的渗流-稳定性耦合分析 分析了降雨入渗或快速水位下降对边坡稳定性的影响。重点介绍了瞬态渗流分析如何为边坡稳定性提供实时的有效应力参数。 第11章：地震作用下的动力响应分析 引入Newmark滑动块模型，并结合场地反应分析（Site Response Analysis）。讨论了如何使用基于应变依赖性的土体动力本构模型（如相变模型）来准确预测地震液化潜势和动力永久变形。 第12章：边坡的监测与预警系统 介绍了利用InSAR（合成孔径雷达干涉测量）、Piezometers和应变监测技术对现有边坡进行实时健康监测的策略，以及如何基于监测数据建立自动化的预警阈值。 --- 第四部分：地基处理与基础工程 (Ground Improvement and Foundation Engineering) 本部分侧重于如何通过地基处理技术改善不良土体的承载力和变形性能，并应对超大型结构的基础挑战。 第13章：深层地基处理技术：理论与实践 详述了振冲、高压喷射灌浆（PDC/GeoJet）等方法的微观机理。重点讨论了如何通过离心机试验和数值模拟来评估处理后地基的均匀性和整体稳定性。 第14章：复合地基的固结与沉降分析 本章超越传统筏板基础的弹性分析，引入了考虑刚度差异和初期孔隙水压力消散的复合地基固结模型。特别关注真空预压法在超软土地基上的应用效果评估。 第15章：桩基础的极限承载力与侧向受力 深入探讨了桩在非均质地层中的极限承载力预测（特别是针对摩擦桩和端承桩）。重点分析了侧向荷载（如风荷载或地震力）作用下桩身弯矩和侧向位移的p-y曲线法的高级应用。 第16章：大型箱形基础与筏板基础的弹性与塑性分析 讨论了如何利用Winkler基础模型的改进版本以及弹性地基梁理论来分析深厚筏板的挠度控制。在超重载荷下，分析了如何通过考虑地基的局部屈服来评估整体基础的安全性。 --- 第五部分：先进数值方法与工程应用 (Advanced Numerical Methods and Case Studies) 本书的最后部分将理论与计算工具紧密结合，展示了现代岩土工程的实践前沿。 第17章：有限元分析中的高级网格划分与边界条件设置 侧重于在复杂几何模型（如多层地质体、复杂结构界面）中，如何选择合适的单元类型（如耦合单元、塑性单元）以及如何处理远场边界条件的敏感性问题。 第18章：离散元法（DEM）在岩土工程中的应用 详细介绍了DEM如何模拟颗粒材料的运动、裂隙的扩展和土体的崩落过程。通过对比FEM和DEM的结果，阐释了DEM在处理大变形和非连续性问题中的不可替代性。 第19章：在不确定性下的岩土工程决策 本章介绍了可靠度理论（Reliability Theory）在岩土工程中的应用，如First-Order Reliability Method (FORM) 和 Second-Order Reliability Method (SORM)。强调了如何将土体参数的统计分布纳入到结构安全系数的确定中。 第20章：岩土工程的风险管理与量化评估 探讨了如何通过建立成本-风险模型，将工程设计中的不确定性转化为可管理的经济风险，指导业主在不同设计方案中做出最优选择。 第21章：极端气候与环境荷载下的岩土响应 本章关注气候变化带来的新挑战，如冻土融化、永久冻土区的地基沉降、以及极端降雨导致的边坡失稳等。 第22章：全球复杂工程案例精选与反思 通过对近年发生的重大岩土工程事故（如特大城市基坑坍塌、长隧道的突涌事件）进行逆向工程分析，总结设计与施工中的关键教训，并将这些教训融入到前述理论模型的应用和改进中。 --- 目标读者 本书是为具备坚实岩土力学基础的工程专业人士量身定制，特别适合： 岩土工程、结构工程及土木工程领域的研究生（硕士、博士）。 需要进行复杂地基设计、深基坑/隧道设计的执业岩土工程师。 从事岩土工程数值模拟与研究的科研人员。 通过本书的学习，读者将能够掌握分析和设计现代、复杂岩土工程问题的必备工具和思维方式，从而在职业生涯中应对更高难度的挑战。

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这本书的价值远不止于技术层面，它还蕴含着丰富的工程哲学和历史智慧。作者在书中不仅仅是教授“如何做”，更是在启发“为何如此”。例如，在讨论水库的选址和设计时，书中会深入探讨项目的经济效益、社会影响、环境效益以及与当地社区的协调问题。这让我意识到，水利工程的决策过程，远比单纯的技术计算更为复杂，它需要考虑多方面的因素，并寻求最优的平衡点。我也非常欣赏书中对于历史上的水利工程成就的介绍，比如都江堰、赵州桥等，这些古代工程的智慧，至今仍然闪耀着光芒。作者将它们与现代的水利工程技术进行对比，突显了工程技术的不断发展和创新。这本书让我感到，水利工程不仅仅是科学技术的体现，更是人类智慧和勇气的结晶。它让我对那些为人类的水利事业做出贡献的先辈和工程师们充满了敬意。它让我明白，每一次水利工程的背后，都可能是一段波澜壮阔的历史，都可能是一次与自然抗争的伟大尝试。

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这本书的逻辑结构非常清晰，使得我能够系统地学习水利结构的相关知识。从基础的水力学原理，到不同类型的水工建筑物的介绍，再到它们的设计、施工和运行维护，每一个章节都层层递进，环环相扣。我特别喜欢书中关于水力学基本原理的章节，它为我后续理解其他复杂概念打下了坚实的基础。作者用非常清晰的语言解释了流体的性质、压强、流速、流量等概念，并辅以大量的图示和简单的计算示例。例如，在讲解浮力时，作者会用一个沉在水中的物体来解释，其受到的浮力与排开水的重力之间的关系。这种由浅入深的学习方式，让我能够一步步地建立起对水力学概念的理解。而当涉及到具体的水利结构时，书中更是对每一种结构都进行了详细的介绍，包括其功能、结构特点、设计原则、以及在不同条件下的适用性。例如，在介绍水库时，书中会详细解释水库的类型、蓄水能力、库容控制，以及对下游河道和生态环境的影响。这种系统性的学习，让我对整个水利工程体系有了更全面的认识。

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坦白说，我一开始对《Hydraulic Structures》这个书名并没有抱太大的期待，以为会是一本枯燥乏味的技术手册。但事实证明，我的想法大错特错。这本书的魅力在于它对细节的极致追求，以及对宏观概念的清晰把握。作者在介绍不同类型的水闸时，不仅仅是列举了它们的结构特点，更是深入分析了它们在防洪、灌溉、航运等不同功能下的性能表现，以及在极端天气下的安全冗余设计。比如，对于排洪闸，书中会详细阐述闸门的设计荷载、启闭设备的选择、以及闸门叶片的结构形式，并辅以大量的工程实例。而对于灌溉闸，则会侧重于流量的精确控制和泥沙的输送问题。我也对书中关于水力学模型和模拟技术的介绍非常感兴趣。作者解释了如何通过物理模型和数值模拟来预测水流的运动规律，以及如何优化结构设计以达到最佳的水力效率。这让我意识到，现代水利工程的背后，是高度发达的科学技术支持。这本书让我看到了一个工程领域的深度和广度，也让我认识到，要建造一个安全、高效、可持续的水利工程，需要跨学科的知识和精密的计算。

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从工程实践的角度来看，这本书的价值简直是无可估量的。作者在书中不仅仅停留在理论层面，而是深入到每一个细节的实际应用，详细阐述了不同类型的水利结构在面对不同地质条件、水文特征以及气候变化时，所需要考虑的关键因素和最优解决方案。举个例子，在讨论大坝设计时，书中不仅列举了重力坝、拱坝、土石坝等不同形式的优劣势，还深入剖析了在特定地质条件下选择哪种坝型更为经济、安全和高效，以及如何通过数值模拟来预测结构在极端荷载下的行为。再者，关于泄洪闸和溢洪道的章节，更是将流体力学原理与实际工程问题紧密结合，详细解释了消能防冲措施的必要性以及不同消能方式的适用范围，例如滑阀、挑浪、底流消能等，并配以图解和计算公式，让读者能够直观理解其工作机制。我也非常赞赏书中关于水工建筑物防腐蚀、防冻胀、防淤积等方面的详尽论述，这些往往是决定工程长期稳定运行的关键，但却常常被忽视。这本书就像一位经验丰富的导师，不断提醒我关注那些“看不见”的细节，这些细节往往决定了工程的成败。它让我明白，每一个水利工程的背后，都凝聚了无数工程师的智慧和汗水，每一个决定都必须经过严谨的科学论证和周密的风险评估。

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我一直对水利工程充满好奇，但又苦于找不到一个清晰的入口，直到我读到这本书。它就像一盏明灯，为我指引了方向。书中对水力学基本原理的阐述，是我理解后续内容的基础。作者并没有回避那些复杂的公式和概念，而是用通俗易懂的语言，结合大量的图示，将抽象的理论变得直观易懂。比如，在讲解伯努利方程时，作者并没有仅仅给出公式，而是通过一个简单的水管流动例子，形象地解释了压力、速度和高度之间的关系。这让我这个非专业人士也能轻松掌握。更重要的是，这本书能够将这些基本原理与实际的水利结构紧密联系起来。比如，在讨论渠道设计时，书中会详细解释如何运用曼宁公式来计算流速和流量，并考虑渠道的糙率、坡度等因素。这种理论与实践的结合，让我对每一个结构的设计意图有了更深的理解，而不是仅仅停留在表面。这本书也让我意识到，看似简单的水利设施，其背后都蕴含着深厚的物理学和工程学知识。它为我打开了一个全新的世界，让我对身边的水流和水利工程有了更深刻的认识，也激发了我继续深入学习的动力。

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这是一本真正意义上的“宝藏”读物，我简直不敢相信我居然能如此深入地接触到水利结构这个看似枯燥但实则至关重要的领域。这本书并非简单罗列图纸和公式，它更像是一位经验丰富的水利工程师，带着我一步步走过设计、建造、运行和维护的完整生命周期。从最基础的闸门类型，到复杂的水库调度策略，再到那些默默无闻但至关重要的防洪设施，这本书几乎覆盖了所有与水打交道的工程学问。我特别喜欢书中对每一个结构设计背后所蕴含的力学原理和水文学概念的细致解读，这让我不再仅仅是“看”那些图，而是真的“理解”了它们为何如此设计，它们又是如何抵御自然的伟力。那些详实的案例分析，更是让我仿佛置身于真实的工程现场，亲眼见证那些宏伟的水利工程如何在挑战中拔地而起，如何服务于人类的生存和发展。作者的笔触生动而富有逻辑，即便是对于初学者来说，也能逐步建立起对这个行业的认知框架。这本书也让我认识到，水利工程不仅仅是冰冷的钢筋水泥，它更承载着对生命、对环境、对未来的责任与承诺。它让我重新审视了身边的河流、水库，以及那些看似平常的水利设施，原来它们背后蕴含着如此深奥的科学和工程智慧。我真的为这本书的深度和广度感到惊叹，它让我对水利结构有了全新的认识，也激发了我对这一领域更进一步探索的渴望。

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我不得不说，这本书的深度和广度都超出了我的预期。作为一本关于水利结构的著作，它并没有局限于某个特定的工程领域，而是涵盖了水利工程的方方面面。从最基础的水力学原理，到复杂的水工建筑物设计，再到水资源的综合利用和环境保护，书中都有涉及。我尤其对书中关于防洪和排水系统的章节印象深刻。它详细阐述了如何通过各种工程措施来抵御洪水，以及如何设计高效的排水系统来应对城市内涝问题。这让我意识到，水利工程在保障人民生命财产安全方面扮演着至关重要的角色。我也非常欣赏书中对于水利工程的社会和环境影响的讨论。作者在书中探讨了水利工程如何影响当地的生态环境，以及如何通过合理的规划和设计来最大程度地减少负面影响。这让我认识到，水利工程的建设，不仅仅是技术问题，更需要充分考虑社会和环境因素。这本书让我对水利工程的复杂性和重要性有了更深刻的认识，也激发了我对这一领域的进一步探索的兴趣。

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让我感到惊喜的是，这本书在复杂的水力学概念解释上，并没有使用过于晦涩的语言。作者巧妙地运用类比和图解，将那些高深的理论变得触手可及。例如，在解释水的粘滞性和表面张力时，作者会用滴水穿石或者水面上漂浮小物件的例子来形象说明，让读者能够直观地理解这些概念。而当涉及到水流的紊流和层流时，作者则会通过描述不同速度下的水流形态，以及它们对结构物产生的不同影响，来帮助读者建立起清晰的认知。我也很喜欢书中关于水工建筑物材料选择的章节。它详细介绍了混凝土、钢材、土石等不同材料在水下环境下的性能表现，以及如何根据工程需求选择最合适的材料，并进行相应的防腐蚀和加固处理。这让我意识到，即使是看似简单的材料，在水利工程中也有着极高的技术要求。这本书的严谨性和实用性，让我对水利工程产生了极大的兴趣，也让我看到了一个充满挑战和机遇的领域。

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这本书的叙事方式非常独特，它并没有采取枯燥乏味的教科书模式，而是将水利结构的知识巧妙地融入到一个个生动的“故事”之中。我仿佛跟随着作者的视角，穿越了历史的长河，见证了古人如何利用简单的水利设施来灌溉农田、抵御洪水；又如置身于现代化的工程现场，亲眼目睹着那些庞大而精密的机械设备如何精准地完成每一个建造环节。书中对不同类型的水泵、水轮机、阀门等关键设备的介绍，也做得极为细致，不仅仅是描述了它们的外观和基本原理，更是深入探讨了它们在不同工况下的效率、可靠性和维护要求。我尤其对书中关于水力发电站的设计和运行的章节印象深刻，它让我了解了如何将水的势能转化为电能，以及如何通过精密的控制系统来调节发电量，以满足日益增长的能源需求。这本书成功地将技术性的内容变得引人入胜，让我感觉自己不仅仅是在阅读一本技术书籍，而是在进行一次沉浸式的工程探索之旅。它让我对水利工程的复杂性和多样性有了更深刻的理解，也让我对那些默默为我们提供水电、保障供水的人们充满了敬意。

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这本书最大的优点在于它的前瞻性。作者并没有仅仅停留在现有的技术水平，而是对未来水利工程的发展趋势进行了深入的探讨。比如，书中关于智慧水利和大数据在水利工程中的应用，让我看到了水利工程的未来发展方向。作者详细阐述了如何利用物联网、云计算、人工智能等先进技术，来提升水利工程的监测、管理和运行效率。比如，通过建立智能化的水库调度系统，可以实现更精准的流量控制，从而提高水资源的利用效率，并最大限度地减少水旱灾害的风险。我也对书中关于可持续水利工程的讨论非常感兴趣。作者强调了在水利工程的规划、设计、建设和运行过程中，必须充分考虑生态环境保护和资源节约的要求。这让我意识到，未来的水利工程，将更加注重与自然的和谐相处，并致力于实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展。这本书让我看到了水利工程的美好未来，也激励我为之贡献自己的力量。

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