岩石断裂力学导论

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页数:468
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出版时间:2010-1
价格:88.00元
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isbn号码:9787312022296
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  • 岩石断裂力学导论
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具体描述

《岩石断裂力学导论》内容简介:《岩石断裂力学导论》内容简介:本专著主要反映断裂力学在地球科学中的应用进展,它涉及震源物理、工程与滑坡,断层与地震等跨尺度的岩石、岩体破裂问题。在基础部分介绍了线弹性断裂力学的基本知识,在专业部分主要阐述了作者在有关的理论和实验研究方面的成果,包括压力之下岩石内部的裂纹剪切破裂,过程区微裂纹的萌生、演化、集结(成核),破裂周围的应力场和位移场,裂纹扩展途径,三维破裂问题等。《岩石断裂力学导论》也简要介绍了有关领域的前沿进展,包括岩石断裂的物理效应(如声发射),如何用地面物理测度来评估断层的活动性,预测失稳破裂的危险性,流体在岩石断裂中的作用,地球深部存在的超临界流体在地震成因方面的作用和地震破裂动力学等。

《岩石断裂力学导论》可以作为高等院校有关专业的研究生教学参考和有关研究人员的参考。

土壤动力学基础与工程应用 本书旨在为工程技术人员、研究人员和高年级本科生、研究生提供一套全面、深入的土壤动力学理论框架与工程应用指南。 本书内容聚焦于土壤在地震、冲击载荷、风荷载等动态荷载作用下的响应、本构关系、动力特性分析及其在岩土工程结构设计中的实际应用。全书结构严谨,理论推导详实,并结合大量工程实例和数值模拟方法,力求将复杂的动力学理论与实际工程问题有效衔接。 --- 第一章 土壤动力学概论与基本概念 本章系统阐述了土壤动力学的研究范畴、历史发展脉络及其在现代土木工程、基础设施建设中的关键地位。重点剖析了与静态力学显著不同的动力加载速率效应、时间依赖性以及非线性特性。 1.1 动力荷载的分类与特点: 详细区分了周期性荷载(如风振、交通振动)与瞬态冲击荷载(如地震波、爆炸冲击)。分析了不同荷载作用下土壤颗粒间的相互作用机制的变化。 1.2 土壤的动力本构关系基础: 引入应力波传播理论,探讨了由静力学向动力学过渡时,应力-应变关系必须考虑的时间效应和惯性效应。介绍了粘弹性、粘塑性等基础模型在描述土壤瞬态响应中的适用性。 1.3 土壤动力参数的获取与测试方法: 全面介绍了室内和原位试验技术。重点解析了超声波法、共振柱法和圆锥动力触探(DCPT)等用于确定土壤动力特性的关键技术。深入探讨了动剪切模量 ($G$) 和阻尼比 ($lambda$) 的测试原理、数据处理与修正方法。 --- 第二章 土体振动理论与波的传播 本章深入探讨了地震波在无限和有限土体介质中的传播规律,这是理解场地效应和结构响应的基础。 2.1 弹性介质中的波传播理论: 从连续介质动力学方程出发,推导并解析了P波(纵波)和S波(横波)在均匀弹性介质中的传播速度、能量衰减规律。讨论了斯托克斯(Stokes)阻尼模型在有限振幅下的适用性。 2.2 场地效应分析: 重点研究了二维和三维非均匀土层对地震波的放大、滤波和畸变作用。引入了等效线性化方法和非线性分析方法(如SHAKE、DEEPSOIL程序)来模拟地震动在土层中的转换过程,并阐述了场地分类标准(如$V_{S30}$)的工程意义。 2.3 阻尼理论及其在动力分析中的应用: 详细阐述了不同类型的阻尼(粘滞阻尼、材料阻尼、几何阻尼),特别是对Hysteretic Damping(滞后阻尼)在描述土壤非线性能量耗散中的作用进行了量化分析。 --- 第三章 土的动力本构模型 本章是全书的核心之一,旨在建立能准确反映土壤在循环荷载下强度退化、刚度降低和孔隙水压力累积的数学模型。 3.1 循环加载下的土体应力应变关系: 区别于单向加载,重点分析了往复剪切作用对土体微观结构的影响,引入了硬化、软化与塑性流动准则。 3.2 塑性模型与先进本构关系: 详细介绍并对比了多种先进的动力本构模型,包括: 基于应变历史的模型: 如Hardin-Drnevich模型和弹塑性模型。 基于有效应力的模型: 重点阐述了如Generalized Plasticity Model (GPM) 或类似模型在处理超固结土和松散砂土中的优势,特别是对孔压演化的精确预测。 黏塑性模型: 用于描述蠕变和应变速率效应显著的软土动力响应。 3.3 动力参数的量化与模型率定: 提供了利用室内循环三轴试验、扭剪试验数据对所选模型参数进行敏感性分析和率定的具体流程和注意事项。 --- 第四章 土体液化与动力稳定性分析 本章专注于饱和松散砂土在地震作用下发生动力失稳——液化的机制、判据和抗液化设计方法。 4.1 土体液化机制与孔隙水压力生成: 深入探讨了往复剪切应力如何导致有效应力下降、孔隙水压力累积,直至有效应力趋近于零的物理过程。区分了循环加载诱发液化(Cyclic Loading Induced Liquefaction)和单次冲击诱发液化。 4.2 液化判据与评估方法: 基于应力控制(SC)的方法: 详细介绍CRR(Cyclic Resistance Ratio)的概念,以及基于经验公式和循环应力比(CSR)的评估流程。 基于应变控制(Strain-Controlled)的方法: 引入了残余变形作为液化程度的指标,并讨论了如何使用动力有限元(FEM)模拟来直接预测累积变形。 4.3 抗液化与地基加固技术: 系统总结了主要的抗液化工程措施,包括:振冲法、高压喷射注浆(GJP)、深层搅拌法(DSM)以及排水加固技术。对不同方法的适用条件、经济性和工程效果进行了对比分析。 --- 第五章 动力作用下边坡与挡土结构稳定性 本章将动力学理论应用于土体结构稳定性分析,是岩土工程抗震设计的核心内容。 5.1 动力边坡稳定性分析: 介绍了传统的准静态方法(如修正的Mononobe-Okabe (M-O) 法)及其局限性。重点讲解了基于极限平衡理论的动力分析,包括地震惯性力、地震惯性动水压力等的引入。 5.2 动力挡土结构分析: 深入分析了地震作用下刚性挡墙的动力土压力分布规律。对比了M-O方法、孔隙压力法等计算主动土压力的差异,并讨论了墙后填土的动力响应对墙体稳定性(倾覆、滑动)的影响。 5.3 动力地基承载力与沉降: 研究了地震荷载对地基极限承载力的折减效应。分析了动力循环荷载下土体的固结与次固结沉降,特别是饱和土体中的二次固结沉降预测。 --- 第六章 动力分析的数值方法与工程实例 本章侧重于现代工程实践中应用最广泛的数值模拟技术,并辅以经典工程案例进行验证。 6.1 动力有限元分析(FEM)基础: 介绍了在动力分析中求解瞬态问题所需的时间积分方法(如中心差分法、隐式积分法)。讨论了网格划分、边界条件(如自由场边界、吸收边界)的设置对计算结果准确性的影响。 6.2 动力有限差分方法(FDM)与离散元方法(DEM): 针对需要捕捉颗粒运动和高应变率的冲击问题,简要介绍了FDM和DEM在模拟土体破坏与波传播中的优势。 6.3 经典工程案例研究: 精选了数个具有代表性的工程案例,包括:大型水坝的抗震安全评估、深厚软土地基上的高层建筑动力响应分析、以及重要交通枢纽的抗震液化评估。通过案例剖析,展示如何将前述理论与先进的软件工具(如ABAQUS/Explicit, FLAC-2D/3D)相结合,解决复杂的实际工程问题。 --- 本书特点: 理论与实践紧密结合: 每一章的理论推导后均附有工程应用指导。 参数量化精确: 提供了大量关于土体动力参数(如模量比、阻尼比)随应变幅值变化的工程曲线和经验公式。 前沿技术覆盖: 涵盖了从传统经验法到基于先进本构模型的非线性有限元分析的完整技术路线。 本书是从事土木工程、岩土工程、地震工程及基础设施安全领域研究与设计人员不可或缺的专业参考书。

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《岩石断裂力学导论》这本书的魅力在于它能够将抽象的力学理论与生动的工程实践相结合。我一直对岩石在工程中的稳定性问题感到关注,这本书通过介绍各种断裂准则和断裂韧性指标,为岩石的稳定性评估提供了科学的工具。作者对岩石的疲劳寿命预测和断裂过程的模拟,让我对岩石的长期服役性能有了更深刻的理解。书中关于岩石在复杂应力场下的断裂行为分析,以及如何考虑岩石中的天然裂隙和节理对断裂过程的影响,都让我对岩石的复杂性有了更深的认识。我尤其对书中关于断裂力学在岩石破碎、爆破等过程中的应用感到好奇,这为我理解一些工程爆破的优化提供了思路。这本书不仅提供了知识,更是一种思维的引导,让我学会从更宏观和微观的视角去分析问题。

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第一次接触《岩石断裂力学导论》,我被它严谨的逻辑和丰富的案例所吸引。我一直对岩石的力学行为感到好奇,这本书通过对岩石断裂机理的深入剖析,为我打开了一扇新的大门。作者对 Griffith 理论、 Irwin 理论等经典断裂力学理论的介绍,以及它们在岩石力学中的应用,为我理解岩石的破坏提供了理论基础。书中对各种测试方法(如三点弯曲、四点弯曲、单轴压缩等)的详细阐述,以及如何从测试结果中获取岩石的断裂参数,都让我对岩石力学性能的量化有了更清晰的认识。我尤其对书中关于岩石在不同环境条件下(如湿热、冻融等)力学性能的变化和断裂行为的探讨感到兴趣,这对于理解岩石在自然环境中的演化至关重要。这本书不仅是知识的传递,更是一种思维的启迪,让我对岩石世界充满了探索的欲望。

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拿到《岩石断裂力学导论》后,我最先关注的是它能否解决我在实际工作中遇到的岩体稳定性问题。作为一名在隧道施工一线多年的技术人员,我深知岩石断裂的不可预测性常常带来巨大的挑战。这本书在介绍裂纹扩展、断裂韧性、应力强度因子等核心概念时,都紧密结合了实际的工程场景,例如边坡失稳、采矿巷道变形、地下工程开挖等。作者不仅提供了理论模型,还通过大量的实例数据和数值模拟结果,直观地展示了不同地质条件和工程措施下岩石的断裂行为。我尤其对书中关于岩石疲劳断裂的讨论印象深刻,这对于理解长期受力下岩体的损伤累积非常有帮助。此外,书中关于断裂力学在监测和预警系统中的应用,也为我提供了新的思路。了解岩石的损伤演化过程,以及如何通过监测参数来预测潜在的断裂风险,这对于提高施工安全性和降低工程造价至关重要。虽然书中涉及的数值方法我需要进一步学习,但作者提供的分析框架和思路,已经足够让我受益匪浅。这本书的价值在于它将抽象的力学理论与具体的工程实践紧密联系起来,让我能更科学、更有效地解决实际问题。

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《岩石断裂力学导论》这本书的内容之丰富,让我每次翻阅都能有所收获。我被书中对岩石变形和破坏行为的细致刻画所吸引。从弹性变形到弹塑性变形,再到最终的脆性断裂,书中系统地介绍了岩石在不同加载阶段的力学响应。作者对于应力-应变曲线的解读,以及曲线中关键点的意义,让我对岩石的力学行为有了更直观的认识。书中关于孔隙压力、有效应力在岩石力学性质中的作用的讨论,也为理解地下工程中岩石的性能变化提供了重要视角。我尤其对书中关于水-岩相互作用对岩石断裂的影响的分析感到兴趣,这对于研究水利工程、核废料处置等领域具有重要意义。此外,书中关于岩石在高温、高压环境下力学行为的探讨,也为我拓展了对岩石力学的新认知。虽然某些章节涉及复杂的数学推导,但作者始终不忘初心,将理论回归到实际应用,让我能够理解其背后的物理意义。这本书真正让我体会到了力学分析的严谨与魅力。

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阅读《岩石断裂力学导论》的过程,对我而言是一次思维方式的重塑。我一直习惯于将岩石视为一个整体,但在书中,我开始学习以“断裂”的视角来审视它。书中关于裂纹尖端应力集中、能量耗散、裂纹尖端塑性区等概念的引入,让我明白了即使是看起来完好的岩石,也可能潜藏着细微的裂纹,而这些裂纹在加载过程中会成为应力集中的关键点,最终导致宏观断裂。作者对于断裂韧性指标KIC的讲解,以及它在评估岩石抗裂纹扩展能力中的重要作用,为我理解岩石的“韧性”提供了科学的量化标准。书中关于裂纹扩展的稳定性和不稳定性的区分,以及断裂过程中的能量守恒和能量释放率的概念,都让我对岩石的断裂行为有了更本质的理解。我尤其对书中关于断裂力学在岩石破坏预测和寿命评估方面的应用案例感到兴奋,这为我今后的工作提供了重要的指导。这本书让我明白,理解岩石的断裂,不仅要看它的强度,更要看它对裂纹的抵抗能力。

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《岩石断裂力学导论》这本书的专业性和深度,让我感到既有挑战又充满启发。我一直对岩石的变形行为非常着迷,这本书通过引入应力强度因子、断裂韧性等概念,为我提供了一个全新的框架来理解岩石的抗破坏能力。作者在书中对不同类型岩石(如砂岩、页岩、花岗岩等)的力学性能差异以及断裂机制进行了比较分析,让我对各种岩石的特性有了更细致的了解。我尤其对书中关于岩石在不同应力状态下的行为(如单轴、三轴、剪切等)的讨论感到兴趣,这对于理解地下工程中的应力分布至关重要。书中关于岩石微观结构(如颗粒、胶结物、微裂纹)对断裂性能影响的分析,也为我提供了从物质基础层面理解岩石力学的视角。这本书不仅是学术研究的宝贵资料,更是工程实践中的重要参考,让我对岩石的“内在弱点”有了更清晰的认识。

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第一次翻开《岩石断裂力学导论》,就被它厚重的封面和严谨的标题所震撼。作为一名对地质工程领域略有涉猎的爱好者,我一直渴望能系统地了解岩石在各种应力作用下的行为,尤其是那些看似坚不可摧的巨石,在何种条件下会发生令人惊叹的断裂。这本书无疑提供了一个绝佳的切入点。尽管我并非专业研究人员,但书中清晰的逻辑、循序渐进的讲解,以及大量配图和案例分析,极大地降低了理解门槛。我尤其欣赏作者对于岩石材料特性从微观到宏观的层层剖析,从矿物成分、岩石结构对力学性质的影响,到宏观岩体工程中的应用,都进行了深入浅出的阐述。那些关于岩石孔隙度、渗透率、变形模量、泊松比等基础概念的解释,为我理解后续更复杂的断裂理论奠定了坚实的基础。书中所探讨的应力应变分析,以及各种加载模式下岩石的响应,让我对工程设计中的安全冗余有了更深刻的认识。虽然某些公式推导我可能需要反复琢磨,但书中附带的解释和图示总能帮助我抓住核心要义。这本书不仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的地质工程师在耳边娓娓道来,分享他数十年如一日的实践经验和深刻洞见,让我对岩石世界充满了敬畏与好奇。

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《岩石断裂力学导论》这本书带给我的最大惊喜,在于它对岩石断裂机理的深入探索。我一直对为什么岩石会以如此复杂多样的形式断裂感到好奇,这本书系统地解答了我的疑问。从脆性断裂到延性断裂,从张性断裂到剪切断裂,书中详细阐述了不同断裂模式的发生条件和演化过程。作者对于微裂纹的萌生、扩展和汇聚机制的讲解,以及如何通过宏观力学参数来反映这些微观过程,让我对岩石的内在损伤机制有了全新的认识。书中关于断裂韧性测试方法和结果的解读,以及如何利用断裂韧性来评估岩石的抗断裂能力,都非常有价值。我特别欣赏书中对于各种断裂准则的介绍,例如最大应力准则、最大剪应力准则、应力强度因子准则等,它们为理解岩石在不同应力状态下的断裂提供了理论依据。此外,书中对岩石力学性能各向异性的讨论,以及如何考虑岩石的天然裂隙、节理等结构面在断裂过程中的影响,都使我对岩石力学的认识更加全面和深入。这本书不仅仅是传授知识,更是引导我思考,让我对岩石世界充满了探索的欲望。

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在阅读《岩石断裂力学导论》的过程中,我逐渐认识到,岩石的断裂并非单一的事件,而是一个复杂而连续的过程。书中对断裂的发生、发展和最终失效的详细描述,让我对岩石的“生命周期”有了更全面的理解。作者从微观角度解析了岩石内部微裂纹的生成机制,包括 Griffith 理论的引入,以及如何通过能量平衡来判断裂纹是否会失稳扩展。这种对细节的关注,让我对岩石的内部结构及其对力学性能的影响有了更深刻的认识。书中关于加载速率、应力路径对岩石断裂行为的影响,以及岩石的动态断裂特性,都让我对岩石在不同工况下的表现有了更清晰的认识。我尤其对书中关于断裂力学在岩石破碎、磨损等过程中的应用感到好奇,这为我理解一些地质现象提供了新的解释。这本书不仅提供知识,更是一种思维的引导,让我学会从更宏观和微观的视角去分析问题。

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《岩石断裂力学导论》这本书的内容之详实,让我每次翻阅都能获得新的启发。我一直对岩石的变形和破坏行为感到好奇,这本书通过对岩石断裂过程的细致描绘,让我对岩石的“内在秘密”有了更深入的了解。作者对岩石损伤演化过程的分析,以及如何通过损伤力学来预测岩石的最终失效,都为我理解岩石的“耐久性”提供了科学的视角。书中关于岩石在动态加载下的断裂行为,以及如何通过数值模拟来分析岩石的动力响应,都让我对岩石的复杂性有了更深的认识。我尤其对书中关于断裂力学在岩石开采、钻井等过程中的应用感到好奇,这为我理解一些工程实践中的挑战提供了新的思路。这本书不仅是知识的宝库,更是一种思维的催化剂,让我对岩石的世界有了更深入的探索。

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