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出版者:电子工业出版社

作者:刘毓敏

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2003-1-1

价格:29.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505381568

丛书系列:

图书标签:

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《现代水利工程力学与结构设计》 图书简介 本书聚焦于水利工程领域的核心技术与前沿发展，系统阐述了水工结构力学分析的基础理论、关键结构单元的设计方法，以及现代水利工程在复杂环境下的结构安全与耐久性问题。全书以严谨的工程力学原理为支撑，结合大量实际工程案例，旨在为水利工程师、结构设计人员以及相关专业的研究人员提供一本全面、深入且实用的技术参考手册。 --- 第一部分：水工结构力学基础与分析方法 本部分是全书的理论基石，旨在建立读者对水利结构在静力、动力作用下响应的深刻理解。 第一章：水工结构荷载与作用效应分析 本章详细梳理了水利工程结构所承受的主要荷载类型，包括静水压力、波浪载荷、风荷载、地震作用、温度应力及泥沙淤积压力。特别对非常规荷载（如冰载、船撞击力）的量化评估方法进行了深入探讨。分析的重点在于如何准确地将这些复杂的外部作用转化为结构分析模型中的有效输入参数。章节内容涵盖了水库渗流对结构稳定性的影响分析，以及水-结构耦合作用的初步探讨。 第二章：岩土基础与结构相互作用理论 水利工程的可靠性极度依赖于其基础的稳定性。本章系统介绍了岩石力学、土体力学在水工结构基础设计中的应用。重点剖析了坝体与基岩之间的接触应力分布，弹性地基梁理论在重力坝分析中的应用，以及边坡稳定分析在水电站开挖工程中的重要性。此外，还引入了数值模拟技术（如有限元法）在模拟复杂地质条件下的基础沉降与变形预测中的应用实例。 第三章：水工结构弹性与塑性分析 本章深入探讨了结构在弹性阶段的应力应变关系，并引入了先进的非线性分析技术。详细阐述了混凝土在拉伸、受剪和受压状态下的本构关系，特别是混凝土的开裂模型和钢筋-混凝土界面粘结破坏的模拟。对于高坝和厚大结构，本章着重分析了温度梯度和自重引起的内部应力分布，并探讨了在极限承载力状态下，结构如何进入塑性阶段，以及如何通过塑性理论指导安全冗余度的确定。 --- 第二部分：关键水工结构的设计与构造技术 本部分将理论知识转化为具体的设计规范和构造细节，涵盖了水利工程中最常见和最关键的结构形式。 第四章：混凝土重力坝与拱坝结构设计 本章专注于大跨度、大库容水利枢纽的核心结构。 重力坝设计： 详细介绍了重力坝的抗滑稳定、倾覆稳定验算标准，以及对深厚冲积层和复杂基岩地基的处理技术。探讨了坝体接缝的防水和止水设计，以及大体积混凝土的温控防裂技术。 拱坝设计： 重点分析了拱坝的受力特性，包括拉伸、压缩、弯曲和扭转的协同作用。深入讲解了三维有限元分析在拱坝应力分析中的应用，以及对薄壁拱坝在异常水库水位和地震作用下的动力响应模拟。 第五章：水工隧洞与地下厂房结构设计 地下工程是现代水利枢纽的重要组成部分。本章聚焦于高水压、高地应力环境下的隧道与洞室设计。内容包括围岩分类、支护系统（喷射混凝土、锚杆、钢拱架）的优化设计，以及针对地下厂房的“拱顶-边墙-底板”整体稳定性的分析。特别强调了在软弱围岩中如何通过预加应力技术来提高隧道的长期稳定性。 第六章：水工建筑物防洪与泄洪设计 泄洪设施是保障水利工程安全的关键。本章详细讲解了溢洪道的结构设计，包括跌水面防冲蚀设计、消力池的尺寸优化以及能量消散计算。针对非常规泄洪形式（如非常溢流、非常态泄洪），探讨了其结构承载能力及快速修复策略。 --- 第三部分：结构可靠性、耐久性与工程实践 本部分面向工程实践中的挑战，关注结构的长期服役性能和先进的监测技术。 第七章：水工结构抗震分析与减隔震技术 针对地震多发地区的工程需求，本章系统阐述了水工结构的抗震设计规范和方法。内容包括：反应谱法、时程分析法在坝体、水电站设备基础抗震分析中的应用。重点介绍并对比了基础隔震、主体减隔震等现代减隔震技术在水利工程中的可行性与经济性评估。 第八章：混凝土材料的长期耐久性与老化机理 水工结构面临着长期的水化学侵蚀、冻融循环和碱骨料反应等耐久性挑战。本章深入剖析了这些老化机制对结构性能的影响，并提出了高性能混凝土（HPC）的应用策略，如低渗透性、高抗侵蚀性配合比的设计。讨论了结构表面防护技术（如涂层、渗透剂）在延长工程寿命中的作用。 第九章：结构健康监测（SHM）与反馈控制 现代水利工程管理离不开先进的监测技术。本章介绍了结构健康监测系统的组成与部署，包括渗流监测、应力应变监测、位移监测等传感器的原理和数据采集方法。重点探讨了如何利用实时监测数据（如位移、裂缝张开度）对结构安全进行实时评估，并根据反馈信息对结构运行参数（如泄洪流量、水库蓄水位）进行优化控制，实现从被动维护到主动安全管理的转变。 --- 总结与展望 本书不仅是传统水工结构力学理论的汇编，更是对当代水利工程面临的复杂环境挑战的回应。通过结合深度结构分析、先进材料应用以及智能化监测手段，本书致力于培养新一代工程师应对超大跨度、高水头、长寿命服役要求的综合能力，确保水利基础设施的可持续发展与绝对安全。

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