土的冻结作用与地基

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出版者:科学出版社发行部
作者:陈肖柏
出品人:
页数:532
译者:
出版时间:2006-1
价格:88.00元
装帧:精裝本
isbn号码:9787030161758
丛书系列:
图书标签:
  • 土力学
  • 冻土工程
  • 地基处理
  • 岩土工程
  • 寒区工程
  • 冻结特性
  • 地基稳定性
  • 工程地质
  • 土木工程
  • 冻土力学
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具体描述

《土的冻结作用与地基》系我国广大季节与多年冻土区的科技研究和工程实践总结。系统阐明了土冻结作用的物理、力学现象,对工程建筑物的作用与影响,以及冻土区各类工程建筑需遵循的基本原则,防冻灾害的基本措施等,具较强的理论和实用性。

土的冻结作用与地基 引言 冻土是一类特殊的土体,其温度低于冰点,并且含有一定数量的冰。在寒冷地区,冻土广泛分布,并对工程地基产生着显著的影响。理解冻土的冻结作用及其对地基的影响,对于寒冷地区工程建设至关重要。本书将深入探讨土的冻结作用机理、冻胀融沉变形规律,以及这些现象对各类工程地基的潜在影响,并结合实际案例,提出相应的工程对策。 第一章 冻土的形成与分类 本章将首先阐述土体中水分的相变过程,解释在低温条件下,水分如何结冰形成冰粒、冰层以及地下冰。我们将详细介绍冻土的形成受温度、水分、土质等多种因素的影响,并在此基础上,对冻土进行科学的分类。常见的分类方法包括按含冰量、按温度、按分布规律等。我们将重点介绍不同类型冻土的物理力学特性差异,为后续章节的分析奠定基础。例如,含水量高的粗颗粒土易于形成较大的冰层,而细颗粒土则容易发生更显著的冻胀。 第二章 土的冻胀与融沉机理 冻胀是冻土在冻结过程中体积膨胀的现象,是冻土对工程地基产生破坏性影响的主要原因之一。本章将深入剖析冻胀的形成机理,包括毛细管张力、负压和冰晶生长等理论。我们将重点讨论影响冻胀量的重要因素,如土的类型、含水量、冻结速率、外加荷载以及地下水位等。 融沉则是冻土在融化过程中,由于冰的融化导致土体体积收缩,进而引起地基沉降的现象。本章将阐述融沉的发生过程,并分析其与冻胀之间的关联性。冻胀过程中形成的冰层在融化时会释放出水分,如果排水不畅,将导致土体含水量增加,进一步加剧融沉。我们将探讨冻土融沉的预测方法,并强调理解这些机理对于设计和施工的重要性。 第三章 冻土对地基的影响 冻胀和融沉对各类工程地基都会产生严重的负面影响。本章将详细分析冻土对不同类型地基的影响。 房屋与构筑物地基: 冻胀会抬高建筑物基础,导致结构失稳、开裂;融沉则会引起沉降,造成墙体开裂、楼板变形。我们将通过实例说明,未经处理的冻土地区,轻则影响使用,重则可能导致建筑物倒塌。 道路与机场地基: 冻胀融沉变形会导致路面开裂、起伏不平,影响行车安全和使用寿命。我们将探讨其对沥青路面和水泥混凝土路面的具体破坏方式。 管道与地下构筑物: 冻胀对埋地管道会产生挤压和抬升作用,可能导致管道破裂;融沉则可能导致地下构筑物下沉、变形,甚至被破坏。 边坡与滑坡: 冻胀融沉会改变边坡土体的应力状态和含水量,增加边坡失稳的可能性,诱发滑坡。 第四章 冻土地区地基处理与工程对策 为了克服冻土对工程地基的不利影响,必须采取有效的地基处理措施。本章将系统介绍冻土地区常用的地基处理技术和工程对策。 改良地基材料: 换填法: 用非冻胀性材料(如砂、砾石)换填冻胀性土层,降低冻胀变形。 抛石挤压法: 利用抛石挤压冻土,破坏其冻胀结构。 压实法: 通过机械压实,降低土体含水量和孔隙比,减少冻胀。 保温隔热措施: 设置保温层: 在地基表面或侧面设置保温材料,如聚苯乙烯泡沫板,以减少地温下降,避免冻土冻结或减缓冻结深度。 架空处理: 将建筑物或构筑物架空,使其与冻土层隔离,利用空气流通散热,避免冻土冻结。 排水与防潮: 改善场地排水条件,降低地下水位,减少土体含水量,从而减轻冻胀。 采用特殊结构设计: 桩基础: 在冻土地区,桩基础是一种常用的地基处理方式。我们将详细介绍冻土地区的桩基类型,如摩擦桩、端承桩,以及桩身材料的选择(如混凝土桩、钢桩),并讨论桩身与土体之间的相互作用,包括桩侧摩阻力、桩端承载力以及冻胀力对桩的影响。 活动地基: 在特定情况下,可以采用允许一定程度冻胀融沉变形的设计方案,如使用具有弹性的材料或结构形式。 工程监测与预警: 温度监测: 安装测温装置,实时监测地温变化,掌握冻土的冻结和融化规律。 变形监测: 设置沉降和位移监测点,跟踪地基的变形情况。 预警系统: 建立基于监测数据的预警系统,及时发现和处理潜在的冻胀融沉问题。 第五章 案例分析与工程实践 本章将选取几个具有代表性的冻土工程案例,对实际工程中遇到的冻胀融沉问题及其解决方案进行深入分析。这些案例将涵盖不同类型的工程(如房屋建筑、道路工程、水利工程等)和不同处理方法(如换填、桩基、保温等),通过具体的工程实例,展示理论知识在实践中的应用,并总结宝贵的工程经验。我们将从案例中提炼出在冻土地区进行工程建设时应注意的关键技术细节和潜在风险。 结论 冻土的冻结作用是一个复杂的地质力学问题,对寒冷地区工程建设提出了严峻的挑战。本书系统地介绍了冻土的形成、冻胀融沉机理,以及这些现象对地基的影响,并详细阐述了多种地基处理技术和工程对策。通过对典型案例的分析,我们希望能为从事冻土地区工程建设的工程师、技术人员和研究人员提供有益的参考,帮助他们更好地理解和应对冻土带来的挑战,确保工程的安全与稳定。 参考文献 (此处可列出相关的参考书籍、期刊文章、技术标准等)

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目录信息

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用户评价

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这本书的叙述方式,就像一位经验丰富的导师,循循善诱地引导我走进冻土工程的殿堂。在讲解理论知识时,作者始终保持着一种“由浅入深”的节奏。比如,在介绍土壤水分在冻结过程中的迁移机理时,他先从最基本的毛细管作用和渗透压讲起,然后逐步引入渗流理论、热流理论,并最终建立起描述水热耦合过程的数学模型。每一个概念的引入,都伴随着清晰的解释和必要的数学推导,但又不会让读者感到被海量公式淹没。作者擅长在关键的理论节点,穿插一些小型的“思维实验”或“概念验证”,帮助读者巩固对抽象概念的理解。例如,在解释冻胀过程中水汽的凝结和冻结时,作者会设想一个简单的土壤柱,在不同温度梯度下,水分子是如何被“拉扯”并聚集到冻结锋面。这种互动式的讲解方式,让我在阅读过程中始终保持着高度的专注和参与感。同时,书中还非常注重内容的逻辑性和连贯性。每一章的开篇都会回顾上一章的核心内容,并引出本章要探讨的新问题,从而形成一个紧密的知识网络。这种“承上启下”的叙述结构,让我能够清晰地把握整本书的知识脉络,并且在脑海中构建起一个关于冻土工程的完整知识体系。读完这本书,我感觉自己不再是对冻土工程一无所知的门外汉,而是对这个领域有了初步的、但又相当深入的理解。

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《土的冻结作用与地基》这本书,给我最直接的感受就是其内容之详实,信息量之巨大。它几乎涵盖了冻土工程的方方面面,从基础的土壤力学原理,到复杂的工程设计与施工技术,再到后期的监测与维护,无所不包。我尤其欣赏书中关于“冻土地区不同类型建筑物地基处理”的章节。针对道路、铁路、房屋、桥梁、以及高层建筑等不同类型的工程,作者都进行了详细的分析,并提出了相应的地基处理方案。例如,在介绍道路地基处理时,作者详细分析了冻胀对路面结构的影响,以及如何通过合理的路基设计、排水措施、和材料选择来减少冻胀危害。他甚至深入到路面材料的颗粒级配、压实度等细节,并给出了具体的建议。对于房屋地基,作者则重点探讨了如何在永久冻土或季节性冻土区建造稳定可靠的房屋,并详细介绍了桩基、柱式基础、以及其他特殊基础形式的设计要点。书中还讨论了如何考虑房屋内部热量对地基的影响,以及如何采取措施防止地基冻胀导致房屋变形。更让我印象深刻的是,书中还包含了一些关于特殊工程,例如,地下水库、大型输油管道、以及海上钻井平台等,在地基处理方面的挑战和解决方案。这些内容,远远超出了我之前对冻土工程的认知范围,让我充分感受到了这个领域的广度和深度。可以说,这本书就是一本冻土工程领域的“圣经”,任何想要深入了解这个领域的人,都应该拥有一本。

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这本书的语言风格,可以说是一种严谨而不失生动的科学叙事。作者在介绍复杂的物理化学概念时,并没有采用晦涩难懂的术语,而是通过生动的比喻、形象的图示,将抽象的理论变得易于理解。例如,在解释冻胀力产生机制时,作者将土壤颗粒比作拥挤的“积木”,水分子在冻结时膨胀,就像给积木之间强行塞入更多的“垫片”,从而导致整体结构的抬升。这样的描述,立刻让原本枯燥的物理过程变得鲜活起来。同时,作者在引用大量的科学文献和研究成果时,也非常注重信息的准确性和权威性,并且能够清晰地指出不同研究之间的联系和区别。在我阅读关于“冻土融化对基础设施的影响”的章节时,作者引用了多位不同国家、不同时期学者的研究成果,并对这些成果进行了对比分析,从而得出了更加全面和客观的结论。这种严谨的学术态度,让我对书中内容的可靠性深信不疑。此外,书中还穿插了一些历史性的叙述,例如,介绍了一些早期在冻土地区进行的工程尝试,以及从中获得的经验教训。这些历史性的回顾,不仅让读者了解了冻土工程技术的发展历程,也增加了阅读的趣味性。可以说,这本书在保持学术严谨性的同时,也充满了人文关怀和科学探索的精神,让读者在学习知识的过程中,感受到科学的魅力。

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第一次翻开《土的冻结作用与地基》,就被它扎实的理论功底和严谨的逻辑结构所吸引。作者在开篇就为我们描绘了一幅宏大的冻土工程图景,从地质构造的演变,到不同气候条件下土壤的物理化学性质变化,再到冰的形成机理,层层递进,抽丝剥茧。我尤其对其中关于土壤水分迁移和相变的详细阐述印象深刻,作者用大量精密的实验数据和模型,清晰地解释了冻胀力的产生过程,这对于我理解冻土地区道路、桥梁、房屋等基础设施为何会受到如此严峻的考验,提供了坚实的科学依据。书中对不同类型冻土,如多年冻土、季节性冻土,以及它们在不同地理区域的分布特征,都有着详尽的介绍。作者不仅关注宏观的地理分布,更深入到微观的颗粒间作用力,以及水分子在低温环境下的特殊行为。例如,书中关于“不冻水层”的概念,以及它在冻胀过程中扮演的关键角色,我之前从未接触过如此系统深入的讲解。这让我意识到,原来土壤的冻结并非简单的“结冰”,而是一个复杂的水-土相互作用的动态过程。此外,书中还引入了大量工程实例,通过分析这些实际案例,作者将抽象的理论知识与实际工程问题紧密结合,让读者能够更直观地感受到冻土工程的挑战性和复杂性。虽然某些部分的数学推导略显艰深,但我相信,如果能潜心钻研,必将对冻土地区的工程设计与施工有突破性的认识。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一部严谨的科学著作,它拓展了我的视野,让我对我们赖以生存的这片土地有了更深刻的理解。

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这本书的阅读体验,可以说是一场在理论与实践之间穿梭的奇妙旅程。作者在深入浅出地阐述冻土物理学基本原理的同时,并没有忘记它们在实际工程中的应用。我特别欣赏书中关于“冻胀防治措施”的章节。作者详细介绍了各种常用的和创新的防治技术,从传统的换填、排水、隔热,到现代的注浆、预冷、地质工程加固等,都进行了详尽的介绍和评价。对于每一种技术,书中不仅说明了其基本原理,还分析了其优缺点、适用范围、以及在不同工程项目中的成功案例和失败教训。例如,在介绍换填法时,作者详细分析了不同材料(如碎石、砂砾)的换填厚度计算,以及如何考虑换填层的排水性能。在介绍隔热层时,作者则深入探讨了不同隔热材料的热工性能,以及如何根据当地的气候条件和冻土特性来选择合适的隔热厚度和结构。这些详细的阐述,对于一线工程师来说,无疑是极其宝贵的参考资料。书中还穿插了一些“疑难杂症”的分析,例如,如何处理已经发生严重冻胀变形的工程结构,以及如何对老旧的冻土基础设施进行加固改造。这些内容,都体现了作者丰富的实践经验和解决复杂工程问题的能力。通过阅读这些内容,我感觉自己仿佛置身于一个大型的冻土工程现场,与工程师们一起分析问题、探讨解决方案。

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这本书的结构安排堪称精妙,每一章都像是在为下一章打下坚实的基础,循序渐进,又层层深入。读到关于“冻胀预测模型”的部分,我更是感到醍醐灌顶。作者并没有停留在定性描述冻胀的危害,而是引入了多种定量分析方法,从热力学原理出发,结合土壤的各项物理参数,构建了可以用于预测冻胀量的数学模型。其中,关于传热和传质过程的耦合分析,以及如何考虑不同土质、含水量、地下水位等因素的影响,都显得十分专业和细致。作者在介绍这些模型时,还穿插了不同模型的优缺点分析,以及适用范围的界定,这对于读者在实际工程中选择合适的预测工具,具有极高的指导意义。我特别注意到书中关于“冻胀敏感性评价”的内容,它提供了一套系统性的评价标准和方法,能够帮助工程师们在项目初期就识别出潜在的冻胀风险,并提前采取相应的预防措施。这比事后补救要有效得多,也更能节约成本。书中列举的案例分析,更是将这些理论模型活灵活,例如,针对某条在多年冻土区修建的公路,作者详细分析了其设计参数、施工工艺、以及后期监测数据,并用模型来解释为何会出现局部沉降和开裂。这样的分析,既能证明模型的有效性,也能让读者从中吸取宝贵的经验教训。可以说,这本书不仅教我们“是什么”,更教我们“怎么做”,它为解决冻土工程中的实际难题提供了有力的理论武器和实践指导。

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《土的冻结作用与地基》这本书,给我最大的感受就是其内容的广度和深度都令人惊叹。它不仅仅局限于介绍冻胀的现象和危害,而是将视角拓展到了更广阔的领域。例如,书中对不同地区的冻土分布、形成原因、以及其对区域地质环境的影响,都有着非常细致的论述。从寒冷的极地苔原,到高海拔的山区冻土,作者都一一进行了描绘,让我们得以窥见不同气候条件下,土壤生命力的独特展现方式。我尤其喜欢其中关于“冻土工程的生态影响”的章节。在强调工程建设的同时,作者并没有忽视对脆弱的冻土生态系统的保护。书中探讨了工程活动可能引起的永久冻土融化,以及由此带来的地表沉降、滑坡、碳排放等一系列环境问题。这对于当今社会日益关注可持续发展的理念来说,无疑具有重要的现实意义。作者还提出了一些减缓冻土退化的工程措施,例如,采用特殊的保温隔热材料,优化施工方法,以及对受影响区域进行生态恢复等。这些内容让我认识到,冻土工程的挑战不仅仅在于技术层面,更在于如何平衡工程效益与环境保护之间的关系。这本书以一种非常负责任的态度,引导读者思考工程建设的长期影响,并提供了一系列具有前瞻性的解决方案。这让我对这项专业领域有了更全面、更深刻的认识,也对未来的冻土工程发展充满了期待。

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《土的冻结作用与地基》这本书,让我对工程建设的复杂性有了全新的认识。以前我总觉得,只要设计合理,施工规范,工程就能顺利完成。但这本书让我明白,在冻土地区,工程建设的挑战要远远大于其他地区。书中关于“冻土工程风险评估与管理”的章节,给我留下了深刻的印象。作者指出,在冻土地区进行工程建设,需要考虑的风险因素非常多,包括但不限于:冻土的季节性变化、永久冻土的融化、地下水位的波动、地质构造的稳定性等等。而且,这些因素之间往往是相互影响、相互关联的,形成一个复杂的风险链条。作者在此基础上,提出了一套系统的风险评估方法,包括风险识别、风险分析、风险评价、以及风险应对策略的制定。他详细介绍了如何利用概率统计方法,对不同风险发生的可能性和后果进行量化分析,并据此制定相应的风险控制措施。例如,针对冻胀可能造成的沉降风险,作者会建议采取加强基础、设置排水层、或者限制荷载等措施。对于冻土融化可能导致的边坡失稳风险,则会提出进行边坡加固、排水系统优化等方案。更重要的是,书中强调了风险管理是一个持续的过程,需要贯穿于工程的整个生命周期,从前期勘察设计,到施工建设,再到后期的运营维护,都需要进行定期的风险评估和监测。这种全面而细致的风险管理理念,让我认识到,一个成功的冻土工程,绝不仅仅是技术的堆砌,更是对复杂环境和潜在风险的深刻理解和有效控制。

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从这本书的字里行间,我能感受到作者对冻土科学研究的热情和执着。他不仅在书中分享了大量的理论知识和工程经验,还融入了自己对这个领域未来发展的思考和展望。在阅读关于“冻土工程的前沿技术与发展趋势”的章节时,我被深深地吸引了。作者不仅介绍了当前国际上最先进的冻土监测技术,例如,遥感监测、分布式光纤传感技术、以及无人机勘察等,还对这些技术在冻土工程中的应用前景进行了分析。他甚至大胆地预测了未来冻土工程的发展方向,例如,如何利用人工智能和大数据来优化工程设计和风险管理,如何开发更加环保和可持续的冻土工程材料,以及如何应对气候变化对冻土工程带来的新挑战。书中还强调了跨学科合作的重要性,指出冻土工程的发展离不开地质学、水文学、材料学、以及信息科学等多个学科的协同创新。这种前瞻性的思考和开放性的视野,让我对冻土工程的未来充满了信心和期待。这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一本启发思想的著作,它鼓励读者不断探索、不断创新,为冻土工程领域的可持续发展贡献力量。读完这本书,我仿佛看到了一个更加美好的冻土工程未来,一个更加安全、更加环保、更加智能的冻土工程世界。

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《土的冻结作用与地基》这本书,最大的价值在于它不仅仅是一本教科书,更是一部百科全书式的参考手册。在阅读过程中,我发现书中包含了大量关于冻土地区地质勘察、设计标准、施工规范等方面的宝贵信息。作者在介绍设计标准时,不仅列举了现行的国家或行业标准,还对这些标准的演变过程、制定依据进行了简要的阐述,这使得读者能够更深入地理解这些标准的含义和局限性。在关于地基设计的部分,作者对不同类型的地基处理方法,例如桩基、筏板基础、以及其他特殊基础形式,在冻土条件下的应用和设计要点进行了详细的介绍。他深入分析了桩基在冻土中可能出现的“桩帽效应”和“桩侧冻胀力”等问题,并提出了相应的计算方法和设计建议。对于筏板基础,作者则重点阐述了其在抵抗不均匀沉降方面的优势,以及如何通过合理的结构设计来应对冻胀力的影响。此外,书中还包含了大量关于冻土地区材料选择、施工工艺、以及质量控制等方面的实用信息。例如,在介绍混凝土配合比时,作者会根据冻土地区的特殊气候条件(如低温、高寒),给出具体的建议,以确保混凝土的抗冻性。在施工方面,书中对冬季施工的技术要点、以及如何进行温度控制,都有着详细的指导。这些内容,对于每一个从事冻土工程的设计师、施工员、以及项目管理者来说,都具有极高的参考价值。

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