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出版者:

作者:杨进良

出品人:

页数:382

译者:

出版时间:2009-5

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787508462691

丛书系列:

图书标签:

• 土力学
• 岩土工程
• 地基处理
• 土的物理性质
• 土的力学性质
• 边坡稳定
• 地基承载力
• 土动力学
• 桩基
• 挡土墙

好的，这是一份关于《土力学》的图书简介，内容将聚焦于其他工程领域，避免提及土力学本身： 《结构动力学基础与应用：地震工程的挑战与前沿》 图书简介 本书深入探讨了土木工程领域中至关重要的一环——结构动力学，尤其侧重于复杂工程系统在动态荷载作用下的响应分析与抗震设计。不同于传统的静力学分析，本书以严谨的数学理论为基石，结合丰富的工程实例，构建了一套完整的、面向现代工程实践的动力学分析框架。 第一部分：理论基石与单自由度系统 本书开篇首先奠定了扎实的理论基础。我们从经典的牛顿运动定律出发，引入了结构动力学的基本概念，如自由振动、阻尼、模态分析等。重点分析了单自由度（SDOF）系统在简谐激励、脉冲激励以及任意时间历程荷载下的响应求解方法。这一部分详尽地推导了系统的固有频率、阻尼比的物理意义及其对系统行为的影响。通过对常系数线性微分方程的精确求解，读者将能全面掌握结构在最基本动态环境下的受力特性。此处特别强调了“时程分析”与“谱分析”在工程应用中的适用性与局限性，为后续复杂系统的分析做好铺垫。 第二部分：多自由度系统的高级分析 多自由度（MDOF）系统的分析是本书的核心内容之一。我们引入了广义坐标法和矩阵迭代法，详细阐述了如何建立复杂结构的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵。本书重点介绍了“模态叠加法”——这一在地震工程中应用最为广泛的简化分析技术。通过模态正交性理论，我们将复杂的MDOF系统解耦为一系列独立的SDOF系统进行分析，极大地简化了计算过程。 此外，本书对“质量和刚度不参与”的特性进行了深入探讨，并详细分析了阻尼矩阵的构建方式，包括经典阻尼、质量比例阻尼和刚度比例阻尼。读者将学习如何利用这些矩阵，通过数值方法（如Newmark-β法或中心差分法）进行精确的非线性时程分析，以预测结构在极端荷载下的真实行为。 第三部分：工程振动与随机振动理论 现代工程结构往往承受的激励是不可预测的，例如风荷载的脉动部分或远场地震动的随机特性。因此，本书专门开辟章节，系统介绍了随机振动理论。内容涵盖了随机过程的基本概念、功率谱密度函数（PSD）的确定、以及系统在随机输入下的均方响应计算。我们详细阐述了“峰值因子”在确定结构在随机激励下的最大响应中的作用，这对于结构疲劳寿命评估至关重要。 第四部分：抗震设计的新范式——基于性能的设计 本书的后半部分转向了当前土木工程界的前沿——基于性能的抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）。我们不再仅仅关注“不倒塌”，而是着眼于结构在不同烈度地震下的可预见性能目标，如“运营期可立即使用”、“大震下生命安全保障”等。 内容包括： 1. 非线性动力分析的应用： 介绍如何使用有限元软件（如OpenSees, SAP2000）进行非线性时程分析，精确模拟构件屈服、材料非线性以及P-Δ效应等对整体结构动力响应的退化影响。 2. 性能指标的量化： 详细定义了位移延性系数、层间剪力角、以及构件的损伤指标（Damage Indices）等关键性能指标，并阐述了如何将这些指标与设计目标挂钩。 3. 先进抗震技术： 深入探讨了隔震技术（Base Isolation）和主动/被动减震技术（Damping Systems）在控制结构动力响应中的机理与设计方法。例如，如何设计高阻尼橡胶支座以有效耗散地震能量，以及粘滞阻尼器在限制层间位移方面的作用。 第五部分：特殊结构动力响应 为了拓展读者的视野，本书的最后一部分关注了特殊工程结构的动力学问题，包括： 高层建筑的扭转动力响应： 探讨在非对称荷载作用下，高层结构容易出现的扭转振动模式及其对结构安全性的威胁。 桥梁的抗风振动分析： 特别关注长跨径桥梁在涡振、颤振等空气动力学效应下的动力稳定性问题。 结构健康监测（SHM）的动力学基础： 介绍如何利用模态参数的变化，通过基于振动的识别方法，评估结构在服役过程中的损伤程度和剩余寿命。 总结 《结构动力学基础与应用：地震工程的挑战与前沿》旨在成为一本理论深度与工程实践紧密结合的参考书。它不仅适合结构工程、岩土工程（在地基-结构耦合动力分析中）、以及桥梁工程领域的高年级本科生和研究生，也为从事抗震设计、结构评估和工程鉴定的一线工程师提供了宝贵的理论指导和实用工具。本书强调，理解结构如何随时间变化而响应，是实现更安全、更经济、更具韧性工程系统的关键。通过本书的学习，读者将能够自信地应对现代工程项目中最严苛的动态挑战。

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这本书的检索系统做得非常人性化，这一点对于我这种资深用户来说体验极佳。书的末尾包含了极为详尽的术语索引和符号对照表，这些内容常常被出版方轻视，但恰恰是高强度阅读中的救星。比如，书中对“塑性区”和“屈服面”的界定，在不同章节可能略有侧重，但通过交叉索引，我能迅速定位到首次定义以及后续应用的所有页面。此外，作者在每章末尾设置的“深入思考题”，其难度和开放性都远超一般的课后习题，它们更像是抛给读者的工程挑战，引导我们去探究现有理论的局限性，并尝试构建自己的解决方案框架。这种鼓励批判性思维的教学设计，让这本书不仅仅是一本知识的传递工具，更像是一个激发学术探索的平台，陪伴我度过职业生涯中的每一个技术难关，其价值远远超过了其物理上的重量。

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这本书的装帧设计简洁而大气，硬壳封面传递出一种坚实可靠的感觉，非常符合其主题的调性。内页的纸张质感上乘，光线下的反光度控制得很好，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。排版方面，作者对图文的布局处理得极为精妙，复杂的工程图示与理论公式穿插得恰到好处，没有丝毫的拥挤感。尤其是那些剖面图和力学模型图，线条的粗细和阴影的处理达到了专业级的水平，光是看着这些图，就能感受到那种严谨的科学美感。装订也很扎实，即便我将它经常放在工地上随手翻阅，也没有出现书页松动的迹象，看得出出版社在制作工艺上投入了极大的精力。对于像我这种需要经常查阅参考资料的工程师来说，一本耐用、清晰、易于检索的书籍是至关重要的，从外在的感官体验来看，这本绝对是教科书中的精品，它在视觉上就成功地建立了一种专业和权威的形象，让人忍不住想要深入挖掘其内容的深度。

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我花了整整一个周末的时间来研读其中关于“有效应力原理”的章节，不得不说，作者的叙事逻辑简直是教科书级别的典范。他并没有一开始就抛出那个著名的公式，而是通过几个非常贴近实际工程案例的场景，比如地下水位的变化对基坑开挖稳定性的影响，将概念的引入过程设计得极其自然流畅。这种循序渐进的讲解方式，让原本抽象的土体孔隙水压力问题变得鲜活起来，我甚至能想象出水分子在土颗粒间的运动状态。书中还穿插了大量的历史发展脉络，追溯了早期学者们是如何一步步攻克这些理论难题的，这种“讲故事”的手法极大地增强了阅读的趣味性，避免了纯粹公式推导带来的枯燥感。对比我大学时期看的几本旧教材，这本书的讲解深度和广度都上升了一个台阶，它不是简单地罗列知识点，而是真正教你如何用这些原理去思考和解决实际问题，是一种思维方式的训练。

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从教学法的角度来看，这本书的创新之处在于它对“数值模拟与有限元方法”的集成处理。在很多传统土力学著作中，数值方法往往被视为一个独立于理论分析之外的“高级选修章节”，或者干脆被完全省略。然而，这本书巧妙地将有限元网格划分的策略与土体本构模型的选择紧密结合起来，甚至提供了一些基础的有限元方程组的推导思路，虽然没有深入到编程细节，但足以让学习者理解软件计算背后的基本力学假设。书中关于“非线性边界条件”的处理，以及如何通过修改单元刚度矩阵来模拟土体强风化层与基岩层之间的不连续性，讲解得非常透彻。这对于我们这些需要和BIM、结构分析软件对接的工程师来说，提供了至关重要的桥梁知识，确保我们能够更有效地与计算工程师进行有效沟通，而不是盲目地接受软件输出的结果。

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这本书在解决复杂工程难题时的实用性评估，是我最为看重的部分。我关注到，它并没有停留在理想化的模型层面，而是花费了相当大的篇幅讨论了“土工参数的现场测试与室内标定”这一关键环节。例如，对于不同类型的粘土和砂土，作者详细对比了直剪试验、三轴剪切试验以及直剪仪在不同加载速率下的数据差异和误差来源。更难能可贵的是，书中附带的几个案例分析，直接采用了某个著名大型水坝的基础处理数据，并对照了实际沉降记录，这种真实数据的交叉验证，极大地增强了理论的可信度和指导价值。很多教材只是告诉我们“怎么算”，这本书却深入到了“如何获取准确的输入数据”这个最容易被初学者忽略，但却是决定工程成败的关键一步。这种对“输入端”的重视，体现了作者深厚的工程实践背景，让人感觉手里握着的不是一本理论书，而是一份实战手册。

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