Advances in the Art of Testing Soils Under Cyclic Conditions pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Khosla, Vijay (EDT)

出品人:

页数:287

译者:

出版时间:

价格:32

装帧:

isbn号码:9780872624979

丛书系列:

图书标签:

• Soil Testing
• Cyclic Loading
• Geotechnical Engineering
• Soil Mechanics
• Laboratory Testing
• Material Properties
• Dynamic Soil Behavior
• Soil Characterization
• Foundation Engineering
• Pavement Engineering

结构地质学与工程地质应用：岩土界面行为的深度剖析 内容提要： 本书聚焦于现代土木工程和岩土工程领域的核心挑战——地质结构与工程材料在复杂荷载作用下的相互作用及其演化规律。本书全面探讨了从宏观地质构造特征到微观土体颗粒级配的尺度效应，深入分析了地下结构（如隧道、深基坑、边坡）与周围岩土体在长期服役过程中的应力应变响应，并结合先进的数值模拟技术，为解决实际工程中的复杂地质灾害和结构稳定性问题提供了坚实的理论基础和实用的工程方法。 第一部分：地质结构与区域应力场分析 本部分首先建立了岩土工程勘察的基础框架，强调了区域构造应力场对工程设计的重要性。 第一章：区域构造应力场与地壳动力学 本章详细阐述了影响工程场地的主要构造应力状态，包括古应力场重建技术（如碎裂岩石学和断层拉伸线理分析）与现今地应力测量方法（如水压致裂法、钻孔应力释放法）。重点讨论了垂直应力、水平主应力及其方向性如何控制地下洞室的稳定性及潜在的岩爆风险。通过对典型构造单元（如活动断裂带、沉降盆地）的案例研究，阐明了区域应力背景与工程响应之间的耦合关系。 第二章：软弱结构面与不连续体特性 不连续面，包括节理、层理、断层泥和裂隙网络，是岩体和土体力学行为的主要控制因素。本章深入研究了这些结构面的几何形态（密度、倾向、间距）和物理性质（摩擦系数、抗剪强度、渗透性）。讨论了基于三维激光扫描和遥感技术对结构面参数的定量化描述方法。特别关注了由结构面控制的边坡失稳模式，以及在深埋工程中结构面如何形成应力集中区和渗漏通道。 第三章：土体与岩体的多尺度介质描述 本章旨在弥合岩土介质在宏观（块体/土层）和微观（颗粒/孔隙）尺度描述之间的鸿沟。引入了随机介质理论，分析了岩土体的孔隙结构与连通性对渗流和固结速率的影响。对于土体，详细讨论了颗粒间的接触几何学、摩擦学以及重塑土体的剪胀/剪缩特性。对于岩体，则侧重于使用工程地质分类系统（如RMR、Q系统）进行初步评估，并将其参数转化为有限元分析中的本构模型输入。 第二部分：工程界面行为与变形机理 本部分深入探讨了土体、岩体与工程结构（基础、支护、挡土墙）之间的相互作用，这是结构安全的关键。 第四章：深基坑与地下结构支护稳定性 深基坑开挖是城市工程中的高风险活动。本章分析了开挖过程中土体的应力释放、围岩或围土的变形模式。重点研究了锚杆、桩锚墙和地下连续墙等支护体系的受力机制，探讨了支护结构的变形控制标准。引入了基于极限平衡和极限分析方法的支护设计校核流程，并考虑了地下水位的动态变化对支护系统的影响。 第五章：隧道衬砌与围岩相互作用 隧道工程的长期安全依赖于衬砌与围岩之间的协同工作。本章详细分析了隧道开挖卸荷引发的围岩松弛和支护的初期支护与二次衬砌的受力反馈。探讨了在软岩、富水砂层和断层破碎带中隧道衬砌的应力再分配问题，并引入了基于接触面建模的数值方法来精确模拟衬砌与岩体的界面脱空和滑移现象。 第六章：边坡稳定性分析与风险评估 边坡失稳是岩土工程中最常见的灾害之一。本章系统介绍了边坡的稳定极限分析方法，包括传统瑞典条分法（SWedge）、Limit Equilibrium Method (LEM)以及更先进的Limit Analysis (LA) 和基于强度折减法的概率分析。本章强调了降雨入渗、地震动输入和冻融循环对边坡安全系数的影响，并提出了针对性强的加固措施，如锚固、排水和截排水工程的设计原则。 第三部分：先进的本构模型与数值模拟 本部分侧重于如何利用现代计算力学工具来捕捉岩土材料复杂的多线性、非线性、时间和速率相关的力学响应。 第七章：非线性岩土本构模型精选 本章对描述土体和岩体复杂本构行为的先进模型进行了深入探讨，这些模型超越了传统的Mohr-Coulomb准则。重点介绍了： 1. 弹塑性模型：如Hardening Soil Model (HS) 及其在模拟土体应变硬化和屈服面扩展中的应用。 2. 粘塑性与蠕变模型：如基于状态空间理论的模型，用于预测软土和高边坡在长期荷载下的粘性流动和蠕变变形。 3. 损伤与破坏模型：如引入了微裂隙演化的岩石本构模型，用于模拟岩体在卸荷或高应力状态下的渐进性破坏过程。 第八章：时空耦合分析与过程模拟 现代工程问题往往涉及时间和空间上的多场耦合作用。本章阐述了如何利用有限元法（FEM）和离散元法（DEM）进行多场耦合模拟： 1. 固结沉降模拟：耦合渗流（Pore Pressure）与应力（Stress），精确预测软土地基上的长期不均匀沉降。 2. 地震响应分析：耦合动力学与土体液化判据，模拟地震波在复杂地质结构中的传播和对工程结构的影响。 3. 岩土界面离散元模拟：利用DEM模拟颗粒接触，研究砂土、碎石土在剧烈剪切作用下的结构重排和能量耗散机制。 第九章：工程案例验证与反演分析 理论模型的有效性必须通过实际工程数据来验证。本章介绍了几种经典的岩土工程后评估技术： 1. 现场监测数据整合：如何利用沉降观测点、孔隙水压力计和应变片的数据来校准和优化数值模型参数。 2. 参数反演技术：利用迭代算法，根据已知的结构位移或应力响应，反演出最符合现场情况的岩土体本构参数。 3. 大型结构长期性能评估：通过对大型水坝、深海基础等工程的服役性能数据分析，总结经验教训并指导未来设计规范的修订。 本书旨在为岩土工程师、结构设计师以及从事地质灾害研究的科研人员提供一个全面、深入、注重工程实践的参考手册，以应对日益复杂和严苛的地下工程挑战。

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