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出版者:水利水电

作者:王洪恩;卢超

出品人:

页数:387

译者:

出版时间:2005-1

价格:36.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787508432335

丛书系列:

图书标签:

• 水利专业知识
• 堤坝
• 灌浆
• 防渗
• 加固
• 土工工程
• 水利工程
• 工程技术
• 混凝土
• 岩土工程
• 坝体安全

《岩土工程结构动力响应与控制研究》 图书简介 本书聚焦于岩土工程领域中，结构系统在地震、风荷载等动力作用下的复杂响应机理、先进的监测评估方法以及创新的减隔震控制技术。随着城市化进程的加速和基础设施建设的日益密集，结构动力安全已成为岩土工程界关注的核心议题之一。本书以多尺度、多场耦合的视角，深入剖析了地基、边坡、深基坑、地下结构以及海洋工程结构在动态载荷作用下的力学行为与稳定性问题。 全书共分七个主要部分，体系结构严谨，内容涵盖理论建模、数值模拟、现场试验与工程应用，旨在为岩土动力学研究者、结构工程师和工程实践者提供一套系统、前沿的理论框架与技术参考。 --- 第一部分：岩土材料的非线性动力本构关系 本部分是全书的基础，重点探讨了土体、岩体在循环加载和冲击荷载作用下的本构描述。传统的线性黏弹性模型已无法满足现代工程对动力响应精度日益提高的要求。 1.1 动应力-应变关系与本态演化： 详细阐述了土体动力应力应变曲线的非线性特征，包括应变软化、滞后回线和模量退化规律。引入了基于塑性功和能量耗散的本构模型，如修正的巴斯卡-杜威（Bascual-Duvall）模型及其在三维应力状态下的扩展形式。 1.2 动力孔隙水压力与液化判据： 针对饱和砂土和松散填土的动力响应，深入分析了孔隙水压力的累积机制。构建了多因素耦合下的有效应力路径分析模型，并提出了基于能量平衡和应变限值的改进型地震液化判据，着重讨论了非均匀土层中液化风险的空间演化。 1.3 岩体结构动力损伤模型： 针对风化岩体和节理岩体，研究了动力荷载引起的微裂隙萌生、扩展与贯通过程。采用概率统计方法描述岩体强度随机性，建立了考虑损伤演化的时变刚度模型，为隧道和地下硐室的抗震设计提供理论支撑。 --- 第二部分：动力相互作用的数值模拟与分析方法 本部分侧重于将复杂的场域问题转化为可计算的数值模型，特别强调了对波传播和界面效应的精确捕捉。 2.1 自由场地震波的传播与场地效应： 阐述了二维和三维场地响应分析的有限元（FEM）和有限差分（FDM）方法。重点讨论了散射边界条件（如完美匹配层PML）的优化，以准确模拟地震波向无限远域的辐射。分析了盆地效应和陷波效应如何影响地表加速度峰值及持时。 2.2 结构-土-结构动力相互作用（SSI）： 详细建立了考虑土体非线性、结构惯性和接触面摩擦的完整SSI模型。对比了等效弹簧法、集中质量法与全场有限元法的优缺点。提出了一种基于子结构法的多频段SSI分析流程，适用于大型桥梁基础和核电站结构。 2.3 离散元方法（DEM）在动力问题中的应用： 针对颗粒材料的宏观力学行为，引入了接触理论和能量耗散机制，使用离散元法模拟了散体材料（如堆石料、碎石层）在冲击荷载下的动力重排和应力链重构过程，尤其适用于边坡失稳和爆破工程的动态分析。 --- 第三部分：基础设施动力稳定与破坏机理 本部分将理论应用于具体的岩土工程结构，分析其在典型动力作用下的失效模式。 3.1 边坡与挡土结构动力稳定性： 探讨了地震作用下边坡的瞬态位移和永久变形分析。引入了基于极限平衡原理的“新月形”破坏模型，并结合动力有限元分析了加筋土边坡和重力式挡墙的抗滑移与抗倾覆稳定性。 3.2 港口与海洋结构物动力响应： 针对码头、防波堤及海上风机基础，研究了波浪-水流-土体耦合作用下的动力响应。分析了桩基在周期性动荷载下的动刚度退化和沉降累积问题，并提出了基于疲劳损伤的极限承载力判据。 3.3 地下结构抗震设计： 重点分析了地铁隧道、地下管廊在近场地震动作用下的“包络效应”和动应力集中。提出了分段式衬砌结构在不同工况（剪切、弯曲）下的动力内力计算方法，并优化了结构与土体之间的过渡区域设计。 --- 第四部分：动力监测、评估与快速预警技术 先进的监测技术是保障动力安全的关键。本部分着重介绍现代传感技术与数据处理方法。 4.1 振动测量与数据采集系统： 详细介绍了宽频带地震仪、加速度计（ACC）和光纤振动传感器（DAS）在岩土工程中的部署策略。探讨了多点同步采集系统的时间同步与空间定位精度。 4.2 结构健康监测（SHM）的动力识别： 阐述了基于模态分析和系统辨识理论的SHM方法。通过测量结构系统的频率、阻尼比和振型变化，实时评估岩土结构的动力损伤程度。重点讨论了小损伤的早期识别技术，如子空间识别法和卡尔曼滤波法。 4.3 地震危险性与快速评估： 结合实时地震台网数据，介绍了场地内地震动参数的快速反演与空间插值方法。提出了一套面向工程应用的“工程安全度实时指标”（ESRI），在强震事件发生后能迅速提供结构响应的初步评估报告。 --- 第五部分：岩土动力控制与减隔震技术 本部分是全书的工程应用高潮，详细介绍了主动和被动控制策略。 5.1 地基隔震技术： 深入研究了新型隔震垫（如高阻尼橡胶支座、铅芯橡胶支座）的动力性能试验方法和非线性分析。提出了在软土地基上设置隔震层以削弱向下传播地震波能级的理论模型。 5.2 动力阻尼与能量耗散： 探讨了粘滞阻尼器、黏滞流体阻尼器在加固深基坑支护结构中的应用效果。重点分析了阻尼器参数的优化设计，使其在控制结构振幅与抑制峰值应力之间达到最佳平衡。 5.3 动力主动控制策略： 引入最优控制理论，设计了用于抑制大型地下结构群共振的振动控制系统。研究了基于反馈控制的激励技术，用于主动补偿结构由于土体非线性导致的响应偏差。 --- 第六部分：特定动力耦合问题研究 本部分拓展了研究边界，关注了复杂荷载组合下的动力问题。 6.1 耦合热-力-电-化学作用： 针对冻土或膨胀土区域，研究了温度变化和冻融循环对土体动力特性的长期影响。建立了考虑冰晶生成和盐分迁移的耦合动力本构方程。 6.2 振动源的动态影响评估： 针对轨道交通、工业机械等周期性振动源，分析了其对周边既有结构的共振风险。提出了基于特征波长的振动隔离带（如设置深层隔振墙或注浆槽）的优化设计流程，以最小化工程投资与控制效果的最佳匹配。 --- 总结与展望： 本书强调了从微观机制到宏观响应的系统性研究方法，融合了先进的计算力学、试验技术与工程实践经验。未来的岩土动力学研究将更侧重于人工智能辅助下的参数辨识、多尺度模拟的集成化，以及复杂环境（如永久冻土、海底沉积物）下的动力安全性保障。本书为读者提供了通往该前沿领域的坚实理论基石。

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翻开这本书的扉页，首先映入眼帘的是那种沉稳的学术气息。这本书的结构安排得非常合理，从宏观的理论基础到微观的材料科学，层层递进，逻辑清晰得让人赞叹。我特别欣赏作者在阐述复杂概念时所采用的类比和比喻，这极大地降低了阅读门槛。例如，在解释流体力学在灌浆过程中的影响时，作者用了一个非常生动的日常例子，一下子就让我明白了那个复杂的数学模型背后的物理意义。书中还穿插了大量历史案例，讲述了过去在类似工程中遇到的挑战以及如何通过技术创新来克服它们。这种结合历史与现实的叙事方式，使得整本书读起来充满了故事性，而不是枯燥的公式堆砌。对于那些对工程伦理和可持续发展感兴趣的读者来说，书中关于环境影响评估和长期维护成本分析的部分，也提供了非常有价值的见解。这本书的排版设计也值得一提，注释清晰，参考文献详实，体现了作者严谨的治学态度。

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阅读体验上，这本书给我带来的感受是极为扎实的。它没有华丽的辞藻，只有实实在在的技术干货。每一章节都像一块块精确切割的砖石，紧密地堆叠在一起，构筑起一个坚固的知识体系。我注意到作者非常注重细节，比如在讨论灌浆设备的校准标准时，列举了各种传感器型号的精度参数，这种对精确性的执着，正是保障工程质量的关键。书中对不同规范和标准的引用也做得非常到位，显示了作者对行业内国际惯例的熟悉程度。对于需要撰写技术报告的工程师们来说，这本书提供的标准化的术语和描述方式，无疑是极大的帮助。它就像是一本放在手边随时可以查阅的“技术词典”，能帮你快速定位到最准确的表达方式。这本书的价值在于其工具属性，它不仅仅是知识的传递，更是规范的树立。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原以为这会是一本侧重于单一技术的指南，但事实证明，它涵盖了更广泛的岩土工程和水文地质学知识。作者似乎有意地将这一特定技术置于更宏大的工程背景下进行讨论，这使得读者能够从更全面的视角理解该技术的价值和局限性。书中关于地质勘察方法的介绍，尤其是那些关于非常规勘探技术的描述，让我耳目一新。那些高精度的地下结构成像技术，听起来简直像是科幻小说里的内容，但作者用清晰的语言解释了它们在实际应用中的操作细节和数据解读方法。而且，书中对风险管理和应急预案的讨论也相当到位，这显示出作者在实际工程经验上的积累非常深厚。读完后，我感觉自己对大型基础设施建设的复杂性有了更深层次的敬畏。这本书不只是在“教”技术，更是在“培养”一种严谨的工程思维。

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这本书的文字风格非常直接和坦诚，没有丝毫的夸大或保留。作者敢于直面工程中那些棘手的难题，比如在某些复杂断层带进行处理时的失败案例，并从中总结出宝贵的教训。这种不回避问题的态度，反而更增加了其可信度。书中对于不同灌浆方法的适用性讨论，采用了多维度考量，包括经济性、环境友好度和操作复杂性。我特别喜欢书中对未来发展趋势的展望部分，作者提出了几个极具前瞻性的研究方向，让人对该领域未来的突破充满期待。总而言之，这本书的价值在于其深度解析和实践指导性，它不仅仅停留在理论层面，而是紧密结合了工程现场的实际挑战，是一部真正接地气、同时又极具学术价值的力作。

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这本关于工程技术的新书，从我这个非专业人士的角度来看，简直是一部信息量爆炸的宝典。我本来只是想了解一下最近水利工程的一些新动态，结果被里面详尽的图表和严谨的逻辑深深吸引住了。尤其是书中对材料特性的分析，那部分写得简直是教科书级别的。作者似乎对各种新型粘合剂和固化剂的性能了如指掌，不仅给出了实验数据，还结合了实际应用中的案例进行对比分析。我记得有一章详细讲解了不同地质条件下灌浆材料的选择标准，那份细致程度让我这个外行人都能感受到其专业性和权威性。书中对不同施工工艺的优缺点也进行了深入剖析，那些关于压力控制和监测方法的描述，读起来让人感觉仿佛身临其境地站在了施工现场。虽然有些技术名词对我来说有些晦涩，但通过附带的图示和流程图，我还是能大致把握其核心思想。这本书无疑是工程技术人员的必备工具书，但对于希望深入了解现代工程技术奥秘的普通读者来说，它也提供了一个绝佳的窗口。

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