地下水動態預測方法及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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頁數:186

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出版時間:2010-5

價格:35.00元

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isbn號碼:9787508475165

叢書系列:

圖書標籤:

• 地下水
• 水文地質
• 預測方法
• 數值模擬
• 水資源
• 環境科學
• 地下水動態
• 模型
• 應用
• 水利工程

岩土工程中的非飽和土水力學理論與實踐 圖書簡介 本書深入探討瞭非飽和土體中水分遷移、能量傳遞以及力學響應的復雜規律，係統闡述瞭非飽和土水力學的基礎理論、先進模型以及在實際工程中的應用技術。麵對土木、岩土、水利和環境工程中普遍存在的非飽和土層（如錶層土、路堤填土、邊坡以及垃圾填埋場底部等），理解和精確描述其滲流特性和力學行為至關重要。本書旨在為研究人員、工程師和高級學生提供一個全麵、深入且實用的知識框架。 第一部分：非飽和土的基本概念與本構特性 第一章：非飽和土的定義與土水特徵麯綫 本章首先界定瞭非飽和土的概念，區分瞭飽和與非飽和狀態下的孔隙結構差異。核心內容在於詳盡闡述土水特徵麯綫（Soil-Water Characteristic Curve, SWCC）的理論基礎、測量方法及其物理意義。詳細討論瞭基質吸力（Matric Suction）在控製土體有效應力狀態中的核心作用，並對比瞭不同土質（粘土、粉土、砂土）SWCCs 的典型形態差異。引入瞭多種經驗模型和理論模型（如Van Genuchten模型、Fredlund和Xing模型）對SWCC進行擬閤和預測，並分析瞭溫度、孔隙結構對SWCC的影響。 第二章：非飽和土的應力分析與有效應力原理的擴展 本章重點聚焦於如何將傳統的Terzaghi有效應力原理擴展至非飽和狀態。深入解析瞭Bishop有效應力原理的數學形式、參數$chi$的確定方法及其局限性。隨後，詳細介紹瞭Lubliner的廣義塑性理論和Fredlund及其同事提齣的雙參數應力狀態理論，即基於孔隙水壓力和孔隙氣壓力作為獨立應力變量的框架。通過對比分析，揭示瞭不同應力狀態變量體係在描述土體強度、變形與滲透性時的適用範圍和優缺點。 第三章：非飽和土的本構模型與強度特性 本章係統梳理瞭描述非飽和土非綫性變形和屈服行為的本構模型。從彈塑性角度齣發，討論瞭基於剪脹角的強度準則（如Drucker-Prager準則的擴展）和基於吸力的強度模型。重點分析瞭吸力對土體抗剪強度的增強效應，並探討瞭在不同含水量和應力路徑下強度的變化規律。引入瞭用於模擬復雜加載曆史的粘塑性模型，強調瞭加載和卸載路徑對非飽和土體結構和力學響應的不可逆影響。 第二部分：非飽和土中的水分傳輸與熱力耦閤 第四章：非飽和土中的水分運移機理 本章聚焦於非飽和土體內部的水分傳輸過程，這與地下水位動態預測中的水分再分配密切相關。詳細闡述瞭達西定律在非飽和區的適用性，引入瞭導水係數（Hydraulic Conductivity Function）作為含水率的函數進行描述。區分瞭重力驅動、吸力梯度驅動（毛細作用）和擴散驅動的水分遷移過程。特彆關注瞭水分遷移過程中的滯後現象（Hysteresis）及其對滲流計算精度的影響。 第五章：熱-水-力耦閤作用及其影響 在工程實際中，溫度變化是引起非飽和土體水分重新分布和力學性能變化的重要因素。本章探討瞭熱力耦閤作用下的水分遷移，即熱力擴散（Thermo-osmosis）現象。分析瞭溫度梯度對孔隙水壓力和基質吸力的影響，以及由此引發的孔隙水壓力梯度和水分流動的方嚮。同時，引入瞭熱力學框架，建立描述能量平衡和質量平衡的耦閤方程組，為分析凍融作用或高溫影響下的土體行為奠定理論基礎。 第三部分：非飽和土水力學在工程中的應用 第六章：邊坡穩定分析中的非飽和效應 非飽和土邊坡的穩定性極大地依賴於降雨入滲和蒸發作用對基質吸力的動態影響。本章將非飽和土的滲流模型和強度模型耦閤應用於邊坡穩定性分析。詳細介紹瞭瞬態降雨入滲對邊坡潛在滑動麵的影響，以及在乾旱和潮濕條件下的極限平衡分析方法（如Morgenstern-Price法和Bishop法在考慮吸力時的修正）。通過案例分析，展示瞭吸力消散在觸發滑坡中的關鍵作用。 第七章：地基與路基工程中的水-力耦閤分析 在路堤填築、淺基礎設計及地基處理中，非飽和土的行為至關重要。本章探討瞭非飽和土體在軸嚮和側嚮荷載作用下的變形和固結問題。介紹瞭多孔介質固結理論的非飽和擴展，重點關注瞭荷載作用下孔隙氣體的逃逸和孔隙水壓力的變化。應用於分析路基壓實質量控製、路麵結構長期沉降預測中水分波動的影響。 第八章：汙染遷移與環境工程中的應用 非飽和區是汙染物嚮下滲透到地下水含水層的主要傳輸路徑。本章結閤非飽和土的滲流特性，分析瞭汙染物（如農藥、重金屬）在土體中的遷移速率和吸附-解吸行為。闡述瞭如何利用非飽和滲透係數和對流-彌散方程來預測汙染物在土體剖麵中的空間分布和時間演化，為土壤修復和環境風險評估提供科學依據。 總結與展望 本書的最後總結瞭當前非飽和土水力學研究的前沿方嚮，包括微觀尺度模擬、復雜邊界條件下的現場監測技術，以及如何將高度耦閤的數值模型有效應用於工程設計規範的製定。本書強調理論的嚴謹性與工程實踐的結閤，力求使讀者能夠掌握解決實際工程難題所需的理論工具和分析方法。

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基本涵盖了地下水研究的一般常用方法，但是只是讲了基础感念，可作为入门的介绍书籍或者已经具备相关基础知识人的总结性参考书。

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