隧道力学概论

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出版时间:1900-01-01
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isbn号码:9787810224031
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  • 基础理论分析
  • 隧道工程
  • 岩石力学
  • 土力学
  • 地下工程
  • 隧道设计
  • 隧道施工
  • 地质工程
  • 工程地质
  • 隧道稳定性
  • 隧道支护
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具体描述

隧道力学概论:深邃地下世界的结构与变形 在这本《隧道力学概论》中,我们一同深入探索人类工程智慧的结晶——隧道。本书并非简单的施工指南,而是聚焦于隧道这一特殊工程结构在复杂地质环境下所面临的力学挑战及其应对之道。我们将揭示隐藏在坚实岩石与土壤之下,那由应力、应变、变形和强度构成的精妙平衡。 本书开篇,将为您勾勒出隧道的宏观世界。从不同地质条件下隧道的形成机制,到各类隧道(如交通隧道、水工隧道、矿山隧道)在功能上的差异,再到其在历史长河中扮演的角色,我们将建立起对隧道工程整体的认知框架。这一部分将强调地质条件的千变万化如何直接影响隧道的选线、设计与施工,为后续深入的力学分析奠定基础。 随后,我们将重点转向隧道工程的核心——岩石力学与土力学。您将了解到构成围岩的基本岩石类型和土体性质,以及它们在不同应力状态下的表现。我们将详细阐述岩石的力学参数,如抗压强度、抗剪强度、弹性模量、泊松比等,并通过实验方法和理论模型来描述其变形和破坏特性。对于土体,我们将深入研究其孔隙水压力、有效应力原理、强度理论(如莫尔-库仑准则)及其在隧道开挖过程中的响应。这部分将是理解隧道围岩稳定性的基石。 接着,本书将进入隧道力学分析的实操层面。我们将介绍隧道开挖引起围岩应力重分布的机理。开挖过程打破了原有的地应力平衡,导致应力向围岩壁集中,并产生应力“绕过”效应。我们将分析不同开挖方法(如全断面法、台阶法、分步法)对围岩应力场的影响。在此基础上,我们将深入探讨隧道围岩的变形行为,包括初期支护前的围岩收敛、支护结构与围岩之间的相互作用,以及长期运营过程中的变形累积。 本书将系统介绍隧道围岩稳定性评价的方法。我们将阐述基于力学理论的解析解,如Barton-Bandis准则、Hoek-Brown准则等,以及数值模拟技术(如有限元法、有限差分法、边界元法)在隧道稳定性分析中的应用。通过这些方法,我们可以预测围岩可能出现的失稳模式,如崩塌、滑坡、涌泥、岩爆等,并评估其发生的可能性和影响范围。 支护结构是保证隧道安全运营的关键。本书将详细讲解各类隧道支护体系的力学原理及其适用性。我们将分析喷射混凝土、钢拱架、锚杆、钢筋网等支护构件的工作机理,以及它们如何与围岩共同作用,形成一个协同工作的支护体系。我们将探讨支护结构的受力特性,设计原则,以及如何通过数值模拟优化支护设计,确保围岩变形在可控范围内,并维持隧道的整体稳定性。 此外,本书还将探讨影响隧道力学性能的其他重要因素。例如,地下水的影响是隧道工程中一个不容忽视的问题。我们将分析地下水渗透、孔隙水压力和浮力对围岩稳定性的作用,并介绍相应的排水和防渗技术。同时,地震作用对隧道的影响也将被深入讨论,包括地震波传播、围岩动力响应以及地震对支护结构的要求。 最后,本书将目光投向隧道工程的实践与发展。我们将结合实际工程案例,分析不同地质条件下隧道失稳的原因及解决措施,分享成功的隧道设计与施工经验。同时,本书也将展望隧道力学领域未来的发展方向,例如对新兴材料在支护结构中的应用、智能化监测与预警技术、以及应对复杂环境(如深埋、软弱围岩、高地应力)的挑战等。 《隧道力学概论》旨在为工程技术人员、研究学者以及对地下工程感兴趣的读者提供一个系统、深入的理论学习平台。通过掌握隧道力学的基本原理和分析方法,您将能更好地理解隧道结构的行为,更有效地解决工程实践中的难题,为人类的地下空间开发贡献力量。

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读后感

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用户评价

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坦白说,我一开始拿到《隧道力学概论》时,并没有抱太高的期望。我阅读过不少关于隧道工程的书籍,很多都流于表面,或者过于晦涩难懂。然而,这本书从第一页开始就吸引了我。它以一种非常流畅且富有逻辑性的方式,将隧道工程中错综复杂的力学问题一一呈现。我尤其喜欢它在讲解过程中,能够将抽象的力学概念与具体的工程应用场景紧密结合。例如,在讨论围岩支护时,它不仅仅是给出支护结构的受力分析,还会详细讲解不同支护材料的力学性能,以及它们在不同地质条件下的表现。书中对特殊地质条件下的隧道工程,如穿越断层破碎带、瓦斯突出区、水文地质复杂区等,都进行了专门的章节介绍,并给出了相应的力学设计和施工建议。这些内容对于我们在复杂地质条件下进行工程实践具有极高的参考价值。我特别欣赏书中关于隧道施工对周边环境影响的力学分析,例如地面沉降、地下水位的变化等,以及如何通过优化设计和施工措施来减缓这些影响。这本书的写作风格也非常独特,它既有学术的严谨性,又不失工程的实用性,读起来一点也不枯燥。它让我对隧道工程有了更深层次的认识,也激发了我对这个领域更深入探索的兴趣。

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《隧道力学概论》这本书,如同一股清流,为隧道工程领域的理论研究注入了新的活力。我本人是一名在该领域深耕多年的研究者,深知理解隧道力学的复杂性,以及现有理论体系中存在的不足。《隧道力学概论》以其独特的视角,对隧道力学这一古老而又充满活力的学科进行了系统性的梳理和深入的探讨。它不仅涵盖了从经典的线弹性、塑性力学理论在隧道工程中的应用,还对近年来发展迅速的损伤力学、弹塑性损伤耦合模型等前沿理论进行了详细的介绍。我尤其欣赏书中对围岩变形机制的深入分析,它不仅仅停留在宏观的变形预测,更深入到微观的岩石颗粒之间的相互作用和破坏机理。书中对非线性有限元方法的应用进行了详尽的阐述,并且详细讲解了如何建立更精细化的数值模型来模拟隧道的开挖和支护过程。我特别关注书中关于隧道动力响应的研究,例如地震作用下隧道的动力特性,以及施工扰动引起的动力效应,这些都是当前研究的热点和难点。此外,书中对先进支护技术,如预应力锚杆、组合式衬砌等,在力学性能上的优化和创新也进行了深入的探讨。总而言之,这本书为我们提供了新的研究思路和分析工具,能够进一步推动隧道力学理论的进步。

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这本书的出版,可以说是为隧道工程领域注入了一股新的活力。我从事隧道施工管理工作已有十余年,见证了许多技术的革新和方法的演变。然而,在实际工作中,我常常感到对一些深层次的力学机理理解不够透彻,这在处理一些突发情况或复杂地质条件下时,显得尤为吃力。《隧道力学概论》的出现,恰好弥补了这一不足。它不仅仅是对现有理论的总结,更是在一定程度上对未来技术发展趋势的预判。我非常欣赏书中对非线性力学在隧道工程中应用的探讨,例如对岩石损伤力学、应变软化等现象的详细描述,以及如何将这些复杂的力学行为纳入数值模型中进行分析。书中对软弱围岩和高地应力条件下隧道设计的处理方法也给了我很多启发,这些都是在实际工程中非常棘手的问题。我尤其关注书中关于隧道变形控制的章节,它系统地介绍了各种监测手段和数据分析方法,以及如何根据监测结果反馈调整施工方案。书中对衬砌结构的耐久性分析也进行了深入的讨论,包括对混凝土的徐变、收缩以及钢筋的腐蚀等因素的考虑,这对于提高隧道的长期使用寿命具有重要意义。总而言之,这本书为我提供了一个更加宏观和深入的视角来理解隧道工程,让我能够更好地把握技术的脉络,提升我的管理和决策水平。

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这本书的出现,对我来说,不仅仅是一次阅读体验,更是一次思维的启迪。我是一名工程项目的技术顾问,经常需要为各种隧道工程项目提供技术支持和咨询。《隧道力学概论》这本书,就像一位经验丰富的导师,它能够帮助我从更宏观的视角来审视隧道工程的各个环节,并从更深层次的力学原理来理解问题的根源。我特别欣赏书中对地质勘察与隧道设计的相互关系的阐述,它强调了准确的地质勘察数据对于制定科学的力学设计方案至关重要。书中对围岩变形预测和控制的讨论,也非常贴合实际工程的需求,它不仅介绍了各种预测模型,还强调了监测数据反馈在指导施工中的重要作用。我尤其对书中关于隧道施工过程中,应力重分布和围岩应力状态演变的分析感到很有启发,这能帮助我们更好地理解为什么会出现收敛变形,以及如何通过合理的支护来控制变形。此外,书中还对隧道衬砌结构的耐久性和抗震性能进行了深入的探讨,这些都是保障隧道长期安全运营的关键因素。总而言之,这本书为我提供了一个系统性的知识框架,能够帮助我更全面、更深入地理解隧道工程,从而为项目提供更专业的支持。

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作为一名在高校从事岩土工程教学的教师,我一直在寻找一本能够真正帮助学生理解隧道力学精髓的教材。《隧道力学概论》的出现,无疑是填补了这一领域的空白。它不仅仅是一本书,更像是一个系统性的学习工具。书中从最基础的应力、应变概念开始,逐步深入到围岩的本构关系、强度理论,以及各种隧道开挖和支护形式的力学分析。我非常欣赏书中对弹性力学和塑性力学在隧道工程中的应用的清晰阐述,它能够帮助学生建立起坚实的理论基础。同时,书中对数值模拟方法的介绍,也紧跟了时代发展的步伐。它不仅介绍了有限元法、离散元法等常用方法,还对这些方法的优缺点、适用范围进行了详细的对比分析。我尤其看重书中对模型试验和现场监测数据的分析和应用,这能够帮助学生将理论知识与实际工程相结合,培养他们解决实际问题的能力。书中对隧道施工过程中的动力学效应,如爆破振动、TBM掘进产生的动力波等,也进行了探讨,这对于理解和控制施工过程中的动力学风险非常有帮助。这本书的理论深度和广度,以及其严谨的逻辑结构,都使其成为一本优秀的教材,能够为未来的隧道工程师打下坚实的基础。

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阅读《隧道力学概论》的过程,对我而言,更像是一次精神的洗礼。作为一名年轻的隧道工程师,我在学校接受的教育更多的是基础理论的灌输,而实际工程中的复杂性和不确定性,往往让我感到力不从心。这本书的出现,填补了我知识体系中的许多空白。它没有简单地罗列公式和定理,而是通过对隧道工程中的各种力学现象的深入剖析,让我深刻理解了为什么会发生塌方,为什么需要特定的支护方式,以及如何通过科学的计算来预测和控制围岩的变形。我特别喜欢书中关于弹性力学和塑性力学在隧道工程中应用的章节,它清晰地解释了围岩在开挖过程中应力分布的变化,以及这些变化如何影响隧道的稳定性。书中对地下水对隧道结构的影响也进行了详细的论述,包括静水压力、渗流引起的孔隙水压力以及水对岩石力学性质的影响,这些都是在实际勘察和设计中需要重点考虑的因素。书中对不同开挖方法,如钻爆法、TBM法等,在力学性能上的差异也进行了深入的分析,并结合不同的地质条件,给出了相应的力学设计原则。我尤其对书中关于盾构法隧道施工中,刀盘扭矩、推力等参数与地层力学参数之间关系的探讨感到受益匪浅,这对于优化盾构掘进参数,提高掘进效率,降低施工风险至关重要。这本书不仅让我掌握了理论知识,更重要的是,它培养了我用工程力学的思维去分析和解决问题的能力。

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这本书的出现,简直是为我这样在隧道工程领域摸爬滚打多年的老兵量身定做的。多年来,我一直在寻找一本能系统性地梳理隧道工程各个环节的书籍,一本能够帮助我从宏观到微观,清晰理解隧道从规划设计到施工维护全过程的书。市面上不乏一些专注某个细分领域的专业书籍,但它们往往过于深入,忽略了整体的连贯性和不同工序之间的相互影响。而《隧道力学概论》,它就像一位经验丰富的老工程师,用他沉淀多年的智慧,将复杂的隧道力学原理掰开了、揉碎了,用一种既严谨又易于理解的方式呈现出来。我特别欣赏它在理论讲解的同时,并没有脱离实际工程的土壤。书中穿插的大量工程案例,无论是国内的重大项目,还是国际上的一些经典工程,都极大地增强了我说服力。我尤其对书中关于围岩稳定性分析的部分印象深刻,它不仅介绍了传统的解析方法,还深入探讨了数值模拟的优势,并且细致地讲解了不同数值模型在不同地质条件下的适用性,这对于指导实际施工中的支护设计提供了非常有价值的参考。此外,书中对支护体系的演变和发展也做了梳理,从最初的钢筋混凝土衬砌,到后来的锚杆喷射混凝土支护,再到现在广泛应用的新型复合式衬砌,都进行了详尽的阐述,并分析了各自的优缺点以及适用范围。这种既有历史深度又有前瞻性的讲解,让我能够更全面地理解隧道工程技术的进步轨迹,并从中汲取经验,为我当前面临的一些技术难题寻找新的思路。这本书不仅仅是知识的堆砌,更像是一次思想的启迪,它让我重新审视了自己在工程实践中遇到的各种挑战,并从更深层次的力学原理去理解它们,从而能够做出更科学、更有效的决策。

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在我看来,《隧道力学概论》的价值在于它能够帮助我们这些身处一线施工的工程师,更好地理解我们在实践中遇到的各种难题。《隧道力学概论》这本书,可以说是对我日常工作的一次“能力加持”。我每天都在和各种复杂的地质条件打交道,处理突发状况,而这本书就像我的“技术指导手册”,它能够让我从更深层次的力学原理去理解为什么会出现这些问题,以及如何有效地解决。我特别欣赏书中对围岩等级划分与力学参数之间的关系的探讨,以及如何根据不同的围岩等级来选择合适的开挖方法和支护方案。书中对隧道施工过程中应力集中和应力松弛现象的分析,也让我对如何进行合理的施工顺序和支护时间有了一个更清晰的认识。我尤其对书中关于盾构隧道掘进过程中,刀具磨损、掘进阻力与地层力学特性之间关系的分析感到很有帮助,这能帮助我们更好地优化盾构机的操作参数,提高掘进效率,减少故障。此外,书中还对隧道竣工后的运营和维护阶段的力学问题进行了探讨,例如衬砌结构的耐久性、渗漏水处理等,这些都是我们日常工作中需要重点关注的。总而言之,这本书让我能够更科学、更理性地面对工程中的挑战,提升我的决策能力和解决问题的效率。

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《隧道力学概论》这本书,对我而言,就像是为我打开了一扇通往隧道工程奥秘的窗口。我一直对地下工程的宏伟和复杂充满好奇,尤其是在学习了基础的土木工程知识后,更是渴望了解隧道是如何在地下稳固存在的。《隧道力学概论》从最基础的力学原理出发,循序渐进地讲解了隧道工程中的各种力学问题。我非常喜欢书中对围岩力学特性的详细描述,例如岩石的强度、变形模量、泊松比等,这些参数是如何影响隧道稳定性的,以及如何通过试验来获取这些参数。书中对隧道开挖过程中应力分布的变化,以及如何通过支护来平衡这些应力,也做了非常清晰的解释。我特别关注书中关于隧道变形控制的章节,它介绍了各种监测技术和数据分析方法,以及如何利用这些数据来指导施工,确保隧道的安全。书中还对不同地质条件下的隧道设计和施工进行了讨论,例如软弱围岩、高地应力、地下水等,这些都是在实际工程中非常具有挑战性的问题。这本书让我对隧道工程有了更深入的认识,也激发了我对这个领域更深入探索的兴趣。

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读完《隧道力学概论》,我的感受是:这本书不仅仅是关于“隧道”的,它更是一本关于“力学”如何应用到复杂工程中的百科全书。作为一名对隧道工程一直抱有浓厚兴趣的爱好者,我一直试图理解那些庞大而复杂的隧道结构是如何在地下稳定存在的,而这本书则为我打开了一扇全新的大门。我被书中对围岩力学特性的细致分析所折服,从岩石的强度、变形模量,到节理、裂隙等结构面的影响,都做了详尽的论述。书中还深入探讨了地下水对围岩稳定性的影响,包括静水压力、渗流力以及由此产生的孔隙水压力,这些都是影响隧道安全的关键因素。我特别喜欢书中对不同支护体系的力学原理的讲解,例如锚杆支护中的预应力效应,喷射混凝土衬砌的早期强度发挥,以及衬砌与围岩之间的相互作用。书中还提及了隧道设计中的一些前沿技术,例如预应力锚杆、钢纤维混凝土等,并分析了它们在力学上的优势。总而言之,这本书让我对隧道工程的理解不再停留在表面,而是深入到了其背后最核心的力学原理,这对于我个人在工程领域的知识构建非常有益。

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