土质学与土力学

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页数:307
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出版时间:2005-11
价格:28.00元
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isbn号码:9787030159212
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  • 土质学
  • 土力学
  • 土木工程
  • 地质工程
  • 岩土工程
  • 地基处理
  • 边坡稳定
  • 土的物理性质
  • 土的力学性质
  • 工程地质
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具体描述

《土质学与土力学》系统地介绍了土质学与土力学的基本概念、基本原理和土工问题的分析计算方法,内容包括土的物理性质和工程分类、土粒骨架与水溶液的相互作用、土中水的运动规律、土中应力计算、地基沉降计算、土的抗剪强度、土压力理论、土坡稳定分析、地基承载力、土在动荷载作用下的力学性质。全书共10章,每章均附有较全面、详细的例题以及习题和思考题。

《土质学与土力学》主要作为高等学校土木工程专业的教学用书,也可供其他专业师生及科技人员参考。

《土质学与土力学》 本书是一部全面深入的学科基础著作,旨在为土木工程、岩土工程、水利工程、隧道工程、边坡工程以及地下空间开发等领域的学生、研究人员和从业者提供坚实的理论基础和实用的工程指导。全书内容结构严谨,逻辑清晰,既涵盖了土体物质组成、物理性质、力学特性等基础理论,又深入探讨了土的强度、变形、稳定性、渗透性等关键工程问题,并结合实际工程案例,阐述了土工试验方法、工程地质勘察、基础设计、边坡支护、地基处理等一系列与工程实践紧密相关的内容。 第一章 土的物质组成与分类 本章将带领读者认识土作为一种重要的工程介质的本质。我们将从土的颗粒组成入手,详细介绍土的颗粒大小及其分布规律,包括黏土、粉土、砂土、砾石等不同粒径范围的土类。在此基础上,我们将探讨土的矿物组成,特别是黏土矿物的种类及其对土的性质产生的深远影响,例如蒙脱石、高岭石、伊利石等。同时,本章还将介绍各种土的分类方法,包括根据颗粒大小划分的粒组分类法、根据塑性划分的塑性分类法,以及工程上常用的土工分类系统,如美国统一土壤分类法(USCS)和英国土壤分类法(BSCS),帮助读者建立起对不同类型土的基本认知和区分能力。 第二章 土的物理性质 了解土的物理性质是进行土工分析和设计的前提。本章将系统介绍土的各种重要物理参数。我们将详细讲解土的密度、孔隙比、含水量、饱和度等基本参数的定义、计算方法及其在工程中的意义。塑性是黏性土的关键性质之一,本章将重点阐述液限、塑限、塑性指数等指标的测定方法和判定标准,以及它们如何反映土的变形和强度特征。此外,我们还将讨论土的渗透性,包括渗透系数的概念、影响因素以及Darcy定律的应用。压缩性是土体沉降分析的核心,本章将介绍土的压缩性指标,如压缩系数、压缩模量等,并初步引入固结理论的概念。 第三章 土的应力与应变 土力学核心在于分析土体在荷载作用下的应力分布和变形规律。本章将深入探讨土体中的应力传递机制。我们将介绍有效应力原理,阐述孔隙水压力如何影响土的有效应力,以及有效应力如何支配土的强度和变形。在此基础上,我们将讲解各种应力计算方法,包括基于弹性理论的应力叠加法,以及在实际工程中常用的近似计算方法。关于应变,本章将介绍土体的变形特征,包括弹性变形和塑性变形,并引入土的应力-应变关系模型,如线弹性模型、双曲线模型等,为后续的变形和稳定性分析奠定基础。 第四章 土的强度与变形 土的强度和变形是决定土体能否安全可靠地承受荷载的关键。本章将聚焦于土的强度理论和变形分析。我们将详细讲解土的抗剪强度,包括内摩擦角和黏聚力的概念,以及它们是如何影响土体的抗剪能力。本章将深入介绍常用的土的抗剪强度测定方法,如直剪试验、三轴剪切试验(UU、CU、CD试验)等,并分析不同试验方法适用于何种土体和工程条件。在此基础上,我们将探讨土的应力-应变关系,重点介绍土的压缩性、剪胀性和剪缩性等行为,以及如何通过试验数据构建可靠的本构模型。 第五章 土的渗透性与固结 渗透性是影响土体稳定性和沉降的重要因素,而固结是黏性土在荷载作用下排水固结过程的体现。本章将深化对土的渗透性的理解,详细阐述Darcy定律的适用范围和局限性,并介绍影响渗透系数的各种因素,如颗粒级配、密实度、温度等。我们将进一步阐述土体的渗流现象,介绍渗流网的应用,并分析地下水对工程结构的影响。在固结理论方面,本章将详细讲解Terzaghi一维固结理论,包括固结方程、固结度、固结时间等概念,并分析影响固结速率的因素。本章还将介绍固结试验,以及如何利用试验结果预测土体的沉降量和沉降速率。 第六章 土的边坡稳定性 边坡失稳是岩土工程中常见的灾害之一,也是土力学研究的重要方向。本章将系统介绍土质边坡的稳定性分析方法。我们将从边坡失稳的机理入手,分析边坡失稳的常见模式,如平面滑动、圆弧滑动等。本章将详细介绍边坡稳定性的经典分析方法,包括极限平衡法(如瑞典条分法、Fellenius法)和极限分析法,并讲解如何计算边坡的安全系数。同时,我们将讨论影响边坡稳定性的各种因素,如土的性质、边坡坡度、地下水位、外部荷载等。本章还将简要介绍边坡加固措施,为工程实践提供参考。 第七章 土体中的应力传递与变形 本章将进一步深化对土体在各种工程荷载作用下应力分布和变形的理解。我们将重点关注桩基础、筏板基础等浅层和深层基础的受力特性。通过弹性理论和数值模拟方法,分析基础与土体之间的相互作用,包括基础的沉降、倾斜和整体稳定性。本章还将探讨地下结构(如地下室、隧道)周围土体的应力应变响应,分析开挖对周围土体的影响,以及如何采取措施减小其不利效应。 第八章 土工试验方法 高质量的试验数据是进行准确分析和设计的基础。本章将系统介绍土工试验的主要方法和技术。我们将详细讲解室内土工试验,包括颗粒分析试验、比重试验、含水量试验、密度试验、界限含水量试验、三轴剪切试验、直剪试验、固结试验、渗透试验等,并阐述这些试验的原理、操作规程和结果分析方法。同时,本章还将介绍常用的现场土工试验,如动力触探试验(SPT)、静力触探试验(CPT)、十字板剪切试验、平板载荷试验等,以及它们在工程地质勘察中的应用。 第九章 工程地质勘察与土工参数的选取 有效的工程地质勘察是保障工程安全与经济性的关键。本章将介绍工程地质勘察的基本流程和方法。我们将从勘察的目的、任务入手,阐述如何根据工程性质和规模,制定合理的勘察方案。本章将详细介绍钻探取样、室内外试验、物探方法等在地质勘察中的应用,以及如何根据勘察资料,全面了解场地土层的分布、性质和工程特性。在此基础上,本章将重点阐述如何根据勘察成果,合理选取土工参数,包括确定土的物理性质参数、力学参数(如内摩擦角、黏聚力、弹性模量、泊松比)和渗透参数等,以及如何处理参数的不确定性。 第十章 基础设计与地基处理 基础的设计是岩土工程的核心内容之一。本章将介绍浅基础和深基础的设计原则和方法。我们将讲解浅基础(如独立基础、条形基础、联合基础)的承载力计算和沉降分析,并介绍地基的容许承载力概念。对于深基础,我们将重点介绍桩基础的设计,包括桩的类型、承载力计算(单桩承载力和桩组承载力)、沉降计算以及桩基的适用范围。此外,本章还将探讨多种地基处理技术,例如换填、挤密、排水固结、注浆、复合地基等,并分析它们在改善土体性质、提高地基承载力、减小沉降等方面的作用,为解决复杂地基问题提供工程对策。 第十一章 隧道与地下工程 隧道和地下结构是现代城市基础设施的重要组成部分。本章将聚焦于隧道和地下工程的土力学问题。我们将从隧道开挖的力学机理入手,分析开挖过程中围岩土体的应力重分布、变形和稳定性。本章将介绍隧道支护的重要性,并探讨常用的隧道支护形式,如初期支护(喷射混凝土、钢拱架)、二次衬砌等,以及它们的力学作用。此外,本章还将讨论地下连续墙、沉井等地下结构物的施工与稳定性问题,以及它们在基坑工程和地下空间开发中的应用。 第十二章 土动力学基础 土体在地震、机械振动等动力荷载作用下的行为是动力工程和抗震设计关注的重点。本章将介绍土动力学的基础理论。我们将从土的动力特性入手,讲解土的动力刚度、阻尼等概念,以及它们如何影响土体的动力响应。本章将重点介绍地震波在土体中的传播规律,以及场地土的动力特性对地震波放大的影响,例如场地土的动力放大效应。此外,本章还将讨论土体在动力荷载作用下的动力变形和破坏机理,以及与动力相关的工程问题,如动力固结、液化等。 总结 《土质学与土力学》旨在为读者构建一个全面、系统的岩土工程知识体系。本书不仅强调理论的严谨性,更注重理论在工程实践中的应用。通过对基础理论的深入阐释和对工程实例的细致分析,本书将帮助读者掌握分析和解决各种岩土工程问题的能力,为他们在土木工程领域的学习和工作打下坚实的基础。

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这本书的封面设计就吸引了我,那种沉稳的土黄色调,搭配上细腻的纹理,仿佛能直接触摸到大地的质感。迫不及待地翻开,扑面而来的专业术语和严谨的图表,瞬间勾起了我对土壤深层次的好奇心。我一直对我们脚下的这片土地充满敬畏,它承载了生命的繁衍,也塑造了人类文明的形态。然而,对于土壤的构成、它的形成过程、以及它在工程建设中的作用,我一直知之甚少。这本书就像一位经验丰富的地质学家,循循善诱地引导我走进一个全新的领域。我特别想了解那些看似微不足道的泥土颗粒,是如何通过复杂的物理化学过程,凝聚成具有强大支撑力的结构。书中那些关于土壤分类、力学性质的章节,让我开始重新审视那些我们习以为常的土地,原来它们每一种都有自己独特的“性格”和“脾气”。我渴望理解,为什么有些土壤在雨季会变得泥泞不堪,而在干旱时又会龟裂成可怕的纹路;为什么有些地方地基稳固如山,而另一些地方却危机四伏。这本书的深度和广度,让我看到了一个我从未想象过的世界,一个由无数微小粒子构成的宏大体系,它们共同演绎着地球的沧桑变化。我特别关注书中关于土壤颗粒大小、形状、以及它们之间相互作用的描述,这似乎是理解土壤一切行为的基础。我希望通过阅读这本书,能够更深入地理解土壤的“语言”,从而更好地与自然和谐相处,并在未来的学习或工作中,能够运用这些知识解决实际问题。

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这本书的排版和内容组织,给我留下了深刻的印象。它不仅仅是一本学术著作,更像是一次系统的知识梳理和方法论的传授。从最初的土壤基本概念,到后面深入探讨的各项力学指标,整个过程层层递进,逻辑清晰。我对于土壤的“强度”和“变形”这两个概念尤为感兴趣。在日常生活中,我们能直观感受到物体的强度,比如一块石头有多坚固,但土壤的强度似乎更加复杂,它会受到湿度、压力、甚至时间的影响。书中详细解释了各种应力应变曲线,以及它们如何反映土壤的抗剪强度、压缩性等关键参数,这让我大开眼界。我一直对那些巨大的桥梁、高耸的建筑如何稳固地矗立在地面上感到好奇,现在我意识到,这背后离不开对土壤力学特性的精确分析和计算。书中那些关于土体稳定性分析的章节,特别是边坡稳定、基础承载力等内容,让我看到了土壤力学在实际工程中的直接应用。我渴望理解,工程师们是如何通过这些复杂的公式和模型,来预测土壤在荷载作用下的行为,从而保证工程的安全与可靠。此外,书中对于不同类型土壤(如砂土、粘土、粉土等)的力学特性差异的阐述,也让我对这些自然界的“建筑材料”有了更清晰的认识。我希望通过学习,能够培养一种“土壤思维”,能够从宏观到微观,全面地认识和评估土壤的潜力与挑战,并在未来的学习中,能将理论知识与实践经验有效结合,解决工程中的具体难题,用科学严谨的态度对待我们赖以生存的土地。

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这本书的内容非常丰富,涵盖了土壤的许多重要方面,但其中关于土壤的“流变性”和“动力学”的章节,尤其引起了我的关注。我一直对那些在长期荷载作用下会缓慢变形的材料感到好奇,土壤似乎也具备这样的特性。书中关于蠕变和应力松弛的描述,让我对土壤在时间维度上的表现有了更深的认识。我渴望理解,为什么一些土壤在持续的压力下会发生缓慢但不可逆的变形,而这种变形又会对工程结构产生怎样的长期影响?我也对书中关于土壤动力学,特别是地震作用下土壤的行为非常感兴趣。我一直想知道,为什么地震会引发土地液化,导致地面像流沙一样崩塌,而有些地方却能相对稳定?书中关于动力特性的描述,如阻尼比、刚度退化等,为我揭示了土壤在动态荷载下的复杂响应。我希望通过这本书,能够更全面地理解土壤在不同时间尺度和不同应力状态下的行为特征,能够预测并应对土壤的长期变形和动力响应带来的风险。我对书中关于土动力学模型,如Masing模型、Bouc-Wen模型等的内容很感兴趣,这让我看到了科学研究如何通过构建数学模型来模拟复杂的物理过程。通过学习,我期望能够培养一种对时间效应和动态过程的敏感性,能够将土力学的知识应用于解决更复杂、更动态的工程问题,为工程的长期稳定性和抗灾能力提供科学依据。

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这本书的章节安排,从宏观到微观,从基础理论到实际应用,都体现了作者严谨的治学态度。我一直对土壤的“工程地质”方面非常感兴趣,这涉及到土壤与工程结构之间的相互作用,以及在不同地质条件下的工程评价。书中关于岩土工程勘察的章节,为我揭示了如何系统地获取和分析土壤信息,以指导工程设计。我特别关注书中关于地层划分、岩土性质测试以及场地评价的内容,这让我看到了工程实践是如何建立在扎实的科学基础之上的。我渴望理解,工程师们是如何根据不同的地质条件,来选择合适的施工方法和工程材料,以确保工程的质量和安全。我也对书中关于特殊土(如膨胀土、冻土、湿陷性黄土等)的工程特性和处理方法很感兴趣。我一直想知道,为什么有些土在特定条件下会发生膨胀、冻胀或湿陷等不良变形,以及如何有效的防治这些问题。我希望通过这本书,能够建立起一个关于工程地质分析和评价的知识框架,能够理解不同地质环境对工程建设带来的挑战和机遇。我对书中关于地质钻探、室内外试验以及现场监测的描述很感兴趣,这让我看到了科学研究的严谨性和复杂性。通过学习,我期望能够培养一种“问题导向”的思维模式,能够从工程地质的角度去识别和解决工程建设中的实际问题,为土木工程领域贡献自己的力量。

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这本书的理论深度和实践广度兼备,为我打开了一扇了解工程建设背后“看不见”的知识大门。我一直很好奇,那些庞大的地下工程,比如地铁隧道、深基坑,是如何在地层复杂多变的环境中建造起来的,而且还能保持稳定?书中关于土力学在岩土工程中的应用的章节,为我揭示了其中的奥秘。我特别关注书中关于土压力理论的讲解,比如朗肯土压力和库仑土压力,它们是如何描述墙体与土体之间的相互作用,以及如何计算土体对支挡结构产生的力。这让我看到了土壤力学在解决实际工程问题中的直接价值。我也对书中关于基础工程的章节很感兴趣,特别是关于不同类型基础(如浅基础、深基础)的选型和设计原则,这让我明白了如何根据土壤的承载能力来设计最经济、最安全的结构。我希望通过这本书,能够理解土力学在保障工程安全中的关键作用,能够将那些抽象的力学概念转化为实际的工程设计和施工方案。我对书中关于地层改良和加固技术的介绍也充满了兴趣,比如砂桩、排水固结等方法,这让我看到了人类如何通过科学技术来改善土壤的性能,使其更好地服务于工程建设。通过学习,我期望能够建立起一种“工程思维”,能够从土力学的角度去分析和解决工程中的挑战,为未来的专业发展奠定坚实的知识基础,并培养一种对工程安全的高度责任感。

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这本书的知识深度和专业性,让我看到了土壤科学的博大精深。我一直对土壤的“颗粒结构”和“宏观力学性能”之间的联系感到好奇,这本书为我架起了一座桥梁。书中关于土壤结构指数、相对密度以及土粒间相互作用力的描述,让我对土壤的微观世界有了更清晰的认识。我渴望理解,为什么不同成因和形成条件的土壤,其颗粒排列方式会有如此大的差异,而这些差异又如何直接影响到它们的强度、变形和渗透性。我也对书中关于土壤的“动力粘滞性”和“滞回效应”很感兴趣。我一直想知道,土壤在循环加载下为何会产生能量耗散,以及这种能量耗散对工程结构的安全性和耐久性会产生怎样的影响。我希望通过这本书,能够建立起一个关于土壤结构与宏观力学性能之间关系的完整知识体系,能够从微观的角度去理解和预测土壤的整体行为。我对书中关于土壤颗粒间接触力链的描述很感兴趣,这让我看到了力学传递在土壤整体中的重要作用。通过学习,我期望能够培养一种“结构决定性能”的思维模式,能够从土壤的细微结构入手,深入理解其宏观力学特性,为未来的研究和实践提供更坚实的理论基础。

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这本书的理论体系,为我提供了一个理解土壤世界的新视角。我一直对土壤的“触变性”和“应变硬化”等特性感到好奇,这些概念似乎解释了土壤在受力过程中的一些非线性行为。书中关于土壤的应力-应变关系,特别是加载和卸载路径对土壤性能的影响,让我对土壤的记忆效应有了初步的认识。我渴望理解,为什么有些土壤在反复加载后会变得更强,而有些则会逐渐劣化。我也对书中关于土壤的剪胀和剪缩现象很感兴趣。我一直想知道,为什么有些土壤在受剪时会体积增大(剪胀),而有些则会体积减小(剪缩),以及这种现象对工程结构会产生怎样的影响?我希望通过这本书,能够更深入地理解土壤的内在力学机制,能够解释和预测土壤在复杂受力状态下的行为。我对书中关于先进的本构模型,比如Drucker-Prager模型、Mohr-Coulomb模型等的内容很感兴趣,这让我看到了科学研究如何通过数学工具来描述和模拟土壤的复杂行为。通过学习,我期望能够培养一种对材料非线性行为的敏感性,能够将土力学的知识应用于解决更复杂的工程问题,为工程结构的可靠性和稳定性提供更深入的保障。

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这本书的图文并茂,对我这样一个偏爱视觉化学习的人来说,简直是福音。书中大量的示意图、照片和实验数据图表,将那些抽象的概念变得生动形象。我一直对土壤的“细微结构”感到好奇,那些微小的颗粒是如何排列组合,从而形成各种宏观力学性质的?这本书中的微观结构描述,特别是关于土壤颗粒间的接触、胶结以及水的存在状态的描绘,让我仿佛置身于土壤的微观世界。我非常欣赏书中对于土壤颗粒的形状、大小分布以及表面性质的详细介绍,这似乎是理解土壤行为的“基因密码”。我渴望了解,为什么不同来源和形成过程的土壤,其微观结构会有如此大的差异,而这些差异又如何直接影响到它们的抗剪强度、压缩性和渗透性。书中关于土工试验的介绍,特别是那些描述如何测量土壤力学参数的方法,也让我对科学研究的严谨性有了更深的认识。我希望通过这本书,能够将微观的结构与宏观的性能联系起来,理解“细节决定成败”在土壤科学中的体现。我对书中关于土壤颗粒间相互作用力,如范德华力、静电力等内容的描述很感兴趣,这些微观的“粘合剂”是如何共同维系着土壤的整体性的?通过学习,我期望能够培养一种从微观到宏观的观察和分析能力,能够透过现象看本质,深入理解土壤的内在规律,为未来的学习或工作提供更坚实的理论支撑。

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这本书让我第一次真正认识到,我们脚下的土地并非一成不变,而是充满了动态的复杂性。我一直对地质灾害,比如滑坡、泥石流等现象感到好奇,它们虽然可怕,但背后却蕴含着深刻的科学原理。书中关于土壤的渗透性、固结性以及液化现象的阐述,让我对这些现象有了初步的理解。我特别想知道,为什么有些地方的土壤在水的浸润下会变得松散脆弱,甚至发生大规模的滑动,而有些地方却能安然无恙。书中关于孔隙水压力、有效应力等概念的讲解,为我揭示了土壤内部水的作用机制,这对于理解土壤在各种环境下的行为至关重要。我希望通过这本书,能够深入探究土壤的“内在动力”,了解那些决定它稳定与否的关键因素。我特别关注书中关于土坡稳定分析的方法,这似乎是预测和防御滑坡的关键。我也对书中关于固结沉降的描述很感兴趣,这对于理解长期荷载作用下地基的变形非常重要。通过这本书,我希望能够建立起一个关于土壤力学行为的完整知识体系,能够从根本上理解那些影响我们生活的地质现象,并为未来的相关研究或实践打下坚实的基础。这种对科学原理的追求,让我对这本书充满了期待,我渴望从中获得更深刻的洞见,来理解我们所处的这个充满变化的地球。

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这本书让我对土壤的“水文”和“热学”性质有了前所未有的认识,这对于理解土壤在自然界中的作用至关重要。我一直对土壤的渗透性以及它如何影响地下水的循环感到好奇。书中关于土壤的水力传导系数、饱和度以及毛细现象的讲解,为我揭示了土壤在水分传输过程中的关键作用。我渴望理解,为什么有些土壤的透水性好,适合作为过滤层,而有些土壤则容易积水,导致植物根系缺氧。我也对书中关于土壤的热学性质,比如热导率、比热容以及土壤温度的分布很感兴趣。我一直想知道,土壤温度的变化如何影响植物的生长,以及它在能源领域,比如地热能的开发利用中扮演怎样的角色?书中关于土壤热量传输机理的描述,让我看到了土壤在能量平衡中的重要性。我希望通过这本书,能够建立起一个关于土壤水热耦合效应的知识体系,能够理解土壤如何在水分和热量的共同作用下,影响生态环境和人类活动。我对书中关于土壤湿度传感器和温度计的工作原理很感兴趣,这让我看到了科学仪器如何帮助我们量化和研究这些看不见的土壤特性。通过学习,我期望能够培养一种跨学科的视野,能够将土力学、水文学和热力学联系起来,更全面地理解土壤在自然界中的功能和潜力,并为环境保护和资源利用提供科学的解决方案。

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课本,哈哈哈哈

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