岩土钻掘工程学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:矿业大学

作者:于宗仁等

出品人:

页数:209

译者:

出版时间:2005-5

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787811070644

丛书系列:

图书标签:

• 岩土工程
• 钻掘工程
• 地基处理
• 土力学
• 工程地质
• 施工技术
• 隧道工程
• 矿山工程
• 深基坑
• 桩基工程

结构力学基础与应用 内容提要： 本书旨在为工程专业学生和结构工程师提供一套全面、深入且实用的结构力学理论与应用知识。全书从最基本的力学原理出发，系统地讲解了静力平衡、结构内力分析、材料本构关系、线弹性分析、结构稳定性以及动力响应等核心内容。本书不仅强调理论的严谨性，更注重将理论与实际工程问题紧密结合，通过大量的实例分析和工程案例，帮助读者掌握结构分析与设计的基本方法。 第一章 结构力学的基本概念与分析准备 本章首先界定了结构力学的研究范围和基本假设，如理想化模型、材料的均匀性和各向同性等。重点阐述了结构的基本组成单元——杆件的受力特性。随后，详细介绍了静力平衡原理在二维和三维空间中的应用，并区分了静定结构与超静定结构的根本区别。书中通过对各种约束形式（如铰接、固定端、滑动支座）的深入剖析，训练读者正确建立结构的自由体图，并掌握求解静定结构反力与内力的基本步骤。本章特别引入了虚功原理和位移法（力的平衡方程的推导基础），为后续的超静定结构分析奠定理论基础。 第二章 杆件的轴向变形与强度分析 本章聚焦于杆件承受轴向荷载时的受力与变形分析。从微元体的应力应变关系出发，导出了胡克定律在杆件中的具体形式。内容涵盖了拉伸、压缩、剪切的基本概念、应力计算公式以及相应的变形量计算。引入了材料的弹性模量（杨氏模量）和泊松比的概念及其物理意义。在强度方面，详细讨论了许用应力、安全系数的确定原则，并分析了拉伸、压缩破坏的机理。此外，本章还深入探讨了温度应力、截面几何性质（惯性矩、截面模量）的计算及其在梁弯曲分析中的重要性。针对多材料杆件和变截面杆件的轴向变形分析，给出了精确的求解方法。 第三章 梁的弯曲与应力分析 梁是土木工程中最常见的结构构件之一。本章是全书的核心内容之一。首先，系统地推导了梁内力——剪力（V）和弯矩（M）的微分关系（基本微分方程）。通过精确的截面法，阐述了集中力、分布荷载作用下梁的剪力图和弯矩图的绘制方法。随后，重点推导并应用了梁的挠度公式（弯曲正应力公式）： $sigma = frac{My}{I}$。详细讨论了梁的强度校核与截面选择原则。 进阶内容包括：梁的剪应力分布分析，尤其是矩形截面和工形截面中的最大剪应力位置和大小；以及 复合材料梁（如钢筋混凝土梁的早期分析模型）的应力计算方法。本章最后介绍了挠曲变形的计算，包括积分法和共轭梁法，用以精确计算梁的转角和位移。 第四章 扭转与组合应力分析 本章探讨了杆件在扭转荷载作用下的响应。从细长圆杆的扭转变形出发，推导了扭转应力公式 $ au = frac{Tr}{J}$，其中 $J$ 为极惯性矩。详细分析了扭转刚度与临界扭矩的概念。对于非圆截面杆件（如矩形截面），引入了圣维南（St. Venant）扭转理论的近似解法。 在组合应力分析部分，本章致力于解决复杂荷载工况下的结构安全问题。系统介绍了应力状态的描述（一维、二维、三维应力状态），并重点讲解了莫尔应力圆（Mohr's Circle）在求解平面应力状态下主应力、最大剪应力及其方向上的应用。最后，引入了失效判据，包括最大剪应力理论（Tresca准则）和最大畸变能密度理论（Von Mises准则），用于评估材料在复杂应力组合下的安全性。 第五章 结构稳定性分析 稳定性是结构设计中至关重要的环节，特别是对于高耸或细长的受压构件。本章首先引入了欧拉（Euler）临界荷载公式，用于分析细长杆件的理想弹性屈曲问题。详细讨论了有效长度系数的概念，并结合不同端部约束条件（铰接、固定等）对临界荷载的影响。对于细短柱，则需要引入偏心受压的概念，并结合材料的非线性特性，介绍容许偏心距的确定方法。本章通过对实际工程中常见的失稳形式（如整体失稳、局部失稳）的分析，强调了工程设计中必须考虑的稳定性储备。 第六章 超静定结构的基本分析方法 超静定结构由于冗余约束的存在，需要引入变形协调条件来进行分析。本章是结构动力学分析的基石。全面系统地介绍了力的基本方法（或称为弹性理论法、位移法），即利用结构的变形（位移或转角）作为基本未知量来求解体系。重点讲解了基本方程的建立：位移法（挠度方程）和力的变形一致性条件。书中详细阐述了力矩分配法（Hardy Cross Method）在手算超静定梁、刚架分析中的应用，该方法因其迭代收敛的特性，在早期结构分析中具有重要地位。通过多组实例，清晰展示了如何运用这些方法求解复杂超静定体系的内力。 第七章 结构动力学基础 本章将结构力学推向了时间域，为理解地震作用下的结构响应打下基础。首先从自由振动的单自由度体系开始，推导出运动微分方程，分析了系统的周期、频率和固有振型。随后，引入了阻尼的概念，并分析了粘性阻尼对振动衰减的影响。接着，系统分析了外部周期性激励下的强迫振动问题，重点讲解了共振现象及其危害，以及如何通过提高结构固有频率或增加阻尼来避免共振。本章最后概述了多自由度体系的模态分析概念，为后续的抗震设计提供理论依据。 本书特色： 1. 理论与实践并重： 每章均配有大量来自实际工程（如桥梁、高层建筑、重型机械结构）的分析案例。 2. 深入的几何性质分析： 细致讲解了惯性矩、截面模量、惯性积以及面积矩的计算与应用。 3. 严谨的数学推导： 所有核心公式均从基本力学原理出发进行推导，保证读者对原理的深刻理解，而非停留在公式记忆层面。 4. 清晰的图示说明： 大量使用示意图、应力云图和荷载-内力图，帮助读者建立清晰的物理图像。 本书适合作为高等工科院校土木工程、机械工程、结构工程等专业本科生及研究生的教材或参考书，对于从事结构设计、评估与研究的工程技术人员也具有极高的参考价值。

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阅读这本书的过程，更像是在接受一场高强度的专业“洗礼”，而不是一次轻松的学习之旅。它对“钻具-地层”相互作用的微观机理的阐述达到了令人发指的细致程度。我尤其感兴趣的是关于钻井振动和共振问题的处理，作者不仅仅分析了轴向振动，还详尽讨论了扭转振动与横向振动的耦合对钻头寿命的影响，并给出了基于FFT（快速傅里叶变换）分析的实时监测与干预策略。这些内容远远超出了土木工程材料力学的范畴，几乎涉及到了振动力学和控制工程的知识体系。这本书的叙事逻辑是高度线性的、递进式的，它不留任何“后门”给那些试图跳跃章节的读者。如果你跳过了关于钻井液流体力学那一章，你将无法真正理解后续章节中关于环空带出效率的优化计算。这本书要求读者具备极高的专注度和极强的知识储备，它不是那种可以放在茶几上随时翻阅的消遣读物，而是需要你全神贯注、配备相应工具才能攻克的学术堡垒。它明确地向读者宣告：要掌握这里的知识，你就必须成为该领域的专家。

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这本书的排版和图示质量是无可挑剔的，可以说达到了出版艺术的高度。纸张的厚度和光泽度都非常适合长期翻阅，油墨的印刷清晰锐利，即便是最复杂的应力云图和孔隙结构示意图，也毫无模糊之感。然而，从阅读体验上来讲，它确实有些……过于“硬核”了。我注意到书中引用了大量的非主流或者非常小众的国际标准和俄式设计规范中的参数，很多术语在标准中文工程词汇中找不到直接对应的解释。我不得不花费大量时间去查阅这些引用的背景资料，这极大地打断了我的阅读流畅性。例如，在讨论岩石微裂隙扩展的数值模拟章节，作者引用了大量源自上世纪八九十年代的苏联地质力学学派的研究成果，这些成果虽然经典，但在现代工程应用中往往被更新的、更易于数字化的模型所取代。这本书更像是对某一特定历史时期或某一地域工程经验的百科全书式汇编，其信息的完整性毋庸置疑，但对于追求现代、集成化解决方案的年轻工程师来说，有效信息的提取成本非常高昂。

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我是一个从事结构设计多年的工程师，最近我们承接了一个需要深基坑开挖的项目，急需了解地下工程的“脾气秉性”。因此，我找到了这本被业界推崇的著作，期望能从中汲取一些关于地基处理和基础施工的灵感。然而，这本书的视角似乎完全聚焦在“穿透”地层而非“稳定”地层上。关于基础的承载力计算，它似乎一笔带过，更多篇幅集中在如何使用各种钻具、钻头几何形状对不同岩石的切削效率和能耗进行优化建模。比如，关于PDC（聚晶金刚石复合片）钻头在页岩层中的“蠕变效应”的分析，涉及到复杂的摩擦学和热力学交叉模型，这对我来说信息量过剩且方向偏差。我真正想了解的是，当我们在进行大直径钻孔灌注桩施工时，如何根据实际钻进数据，动态调整泥浆比重和泵送压力来确保桩底清洁度，这本书里对此类“施工工艺优化”的描述非常抽象，往往用一个简化的效率公式带过，缺乏那种手把手的操作指导或工艺参数的推荐范围。它更像是在探讨如何最快、最高效地“打穿”一个障碍物，而不是如何最稳妥、最经济地“在地下建造”一个永久结构。

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这本书的深度简直让人惊叹，它没有浪费笔墨去讲述那些教科书上已经被嚼烂的基础知识，而是直奔工程实践中最核心、最棘手的难题而去。我特别留意了关于复杂地层（比如岩溶发育区、破碎带）钻井液性能调控的部分，作者的论述极其细致入微。他不仅提到了常见的高性能添加剂，还深入探讨了在极端温度和高矿化度环境下，这些化学品的分子结构变化如何影响其稳定性和抑低滤失性能。更让我印象深刻的是，书中关于“井壁失稳”的案例分析，不是简单地罗列事故现象，而是结合了数值模拟的结果，详细剖析了钻头路径偏差、环空携带能力不足与地层变形之间的耦合关系。这些内容明显是基于大量的实际工程数据和多年一线经验提炼出来的，充满了“过来人”的智慧。你能在字里行间感受到作者对工程细节的偏执，比如不同钻杆接头在长期受力下的疲劳特征分析，这已经远远超出了常规的力学范畴，触及到了材料科学的边界。这本书的价值在于，它不教你“是什么”，而是教你“为什么会这样”以及“如何避免更糟的结果”，绝对是为那些需要在高风险、高难度项目中做出关键决策的专业人士量身定制的权威参考。

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这本书拿到手，沉甸甸的，光是封面设计就透着一股子专业和厚重感。我本来对这个领域了解不多，只是因为工作需要粗略接触了一些地质勘探的皮毛，希望能找到一本能帮我快速入门，建立系统框架的参考书。结果翻开目录，我就有点打退堂鼓了。这哪里是入门读物啊，分明就是给深谙此道的工程师准备的工具箱。里面的术语密度简直令人咋舌，各种图表和公式堆砌在一起，像是某种复杂的密码系统，我得拿着计算器和另一本基础物理教材才能勉强跟上它的节奏。比如，关于地层应力场分析那几章，作者直接假设读者已经完全理解了弹性力学和塑性理论的基础，然后直接跳到复杂参数的迭代计算，简直是给我抛出了一个需要啃好几年才能消化完的硬骨头。我试图从一些基础概念入手，比如孔隙水压力如何影响土体的抗剪强度，这本书里没有用大白话来解释这些直观的物理过程，而是直接给出了偏微分方程的解，这对于非科班出身的我来说，如同天书。它更像是一本高度浓缩的、面向研究人员和资深现场工程师的理论手册，而不是面向初学者的导读。如果不是对钻掘技术有扎实的背景知识，强行阅读这本书，恐怕只会收获满脑子的疑惑和挫败感，它更像是一本“武林秘籍”，传功路线图已经画好了，但你得先自行修炼内力才能看懂招式。

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考试啊。郁闷

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