岩体强度准则概率模型及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:202

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出版时间:1999-12

价格:22.80元

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isbn号码:9787562419921

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• 岩体力学
• 强度准则
• 概率模型
• 数值模拟
• 工程应用
• 可靠性
• 地质工程
• 岩石力学
• 风险评估
• 边坡稳定性

岩体强度准则概率模型及其应用 内容简介 本书深入探讨了岩体强度准则的概率模型及其在土木工程、矿业工程、地质工程等领域的广泛应用。旨在为研究人员、工程师和技术人员提供一个全面、严谨的理论框架和实用工具，以更科学、可靠地评估和预测岩体的力学行为，从而指导工程设计与施工，确保工程安全与经济性。 第一部分：岩体强度准则的理论基础与发展 本部分将追溯岩体强度准则的发展历程，从经典的确定性准则入手，阐述其基本原理、适用范围及局限性。我们将重点介绍 Mohr-Coulomb 准则、Hoek-Brown 准则等在工程实践中应用最为广泛的强度准则，详细剖析其物理意义、参数的确定方法及其在不同岩体类型和应力状态下的适用性。 经典强度准则的演进： Mohr-Coulomb 准则： 介绍其数学表达式、剪切强度参数（内聚力 $c$ 和内摩擦角 $phi$）的物理意义，以及在均质、各向同性材料中的应用。讨论其在考虑岩石破裂、滑移等现象时的优势与不足。 Hoek-Brown 准则： 阐述该准则的提出背景，及其相对于 Mohr-Coulomb 准则在描述块状岩体（如节理岩体）强度时的优势。详细介绍其三个参数（$m_i$, $s$, $a$）的含义，以及不同地质条件（如岩石类型、岩体结构面发育程度）下参数的取值方法。重点分析其在高应力状态下的行为预测能力。 其他经典准则： 简要介绍 Drucker-Prager 准则、Willam-Warnke 准则等，并比较它们在描述材料屈服行为方面的特点。 现代岩体强度理论的发展： 考虑应力路径依赖性的强度准则： 探讨岩体在不同应力加载路径下的强度变化，介绍能够描述应力路径效应的强度模型。 基于损伤力学的强度理论： 介绍损伤力学在描述岩体微观结构损伤和宏观强度退化方面的应用，以及损伤演化方程与强度准则的结合。 考虑时效性和蠕变效应的强度： 探讨岩体在长期荷载作用下的强度变化，介绍考虑蠕变效应的强度模型。 岩体强度参数的获取与标定： 室内试验方法： 详细介绍三轴压缩试验、直剪试验、单轴压缩试验等室内试验方法，以及如何从试验结果中提取强度参数。 现场试验方法： 介绍旁压试验、十字板剪切试验、拉拔试验等现场试验方法，以及它们在获取岩体宏观强度参数中的作用。 数值模拟与参数反演： 探讨利用数值模拟技术（如有限元法、离散单元法）结合试验数据进行强度参数反演的方法。 第二部分：岩体强度准则的概率模型 本部分将聚焦于将概率论与统计学方法引入岩体强度准则的研究，建立能够反映岩体强度参数不确定性的概率模型。我们将从不确定性的来源入手，系统介绍各类概率模型及其构建方法。 岩体强度不确定性的来源分析： 材料固有变异性： 分析岩石矿物成分、结构、密度等微观特性在空间上的不均匀性，以及这些因素对宏观强度的影响。 结构面发育的不确定性： 详细讨论节理、断层、层理等结构面的数量、方向、粗糙度、填充物等参数的随机性，及其对岩体整体强度的决定性作用。 试验与测量误差： 评估室内外试验数据采集、仪器精度、操作规范等过程中的误差来源，以及它们对参数估计的影响。 模型简化带来的不确定性： 探讨经典强度准则作为对复杂岩体行为的简化，其模型本身引入的不确定性。 环境因素的影响： 考虑地下水、温度、应力历史等动态环境因素对岩体强度的动态影响。 概率分布函数的选择与拟合： 常用概率分布： 介绍正态分布、对数正态分布、威布尔分布、指数分布等在岩体强度参数建模中常用的概率分布类型。 参数估计方法： 讲解矩估计法、最大似然估计法等参数估计方法，以及如何根据样本数据确定分布函数的具体参数。 拟合优度检验： 介绍卡方检验、Kolmogorov-Smirnov 检验等方法，用于检验选择的概率分布是否与实际数据拟合良好。 岩体强度参数的概率模型构建： 单参数概率模型： 针对某一特定强度参数（如内聚力 $c$ 或内摩擦角 $phi$），建立其概率分布模型。 多参数联合概率模型： 探讨多个强度参数之间可能存在的相关性，构建反映这些相关性的联合概率分布模型，例如使用 Copula 函数。 基于统计学方法的强度模型： 回归分析： 利用回归模型分析强度参数与其他影响因素（如岩体质量 RQD、结构面参数）之间的定量关系，并考虑残差的概率分布。 贝叶斯统计方法： 介绍如何利用先验知识和试验数据，通过贝叶斯更新方法获得后验概率分布，从而更准确地估计强度参数。 考虑空间变异性的概率模型： 随机场理论： 介绍如何利用随机场理论描述岩体强度参数在空间上的连续变异性，建立空间相关的概率模型。 克里金（Kriging）插值法： 探讨如何利用克里金插值法对未知区域的岩体强度参数进行最优估计，并给出估计值的方差。 第三部分：岩体强度准则概率模型的应用 本部分将深入探讨如何将构建的概率模型应用于实际工程问题，以更科学、可靠的方式进行工程评估和决策。 工程稳定性分析中的概率方法： 边坡稳定性分析： 介绍如何将岩体强度参数的概率模型与边坡稳定性分析模型（如极限平衡法、有限元法）相结合，进行边坡失稳概率的计算。讨论不同安全系数的概率解释。 隧道开挖稳定性分析： 应用概率模型评估隧道开挖过程中的围岩失稳风险，预测隧道坍塌的可能性，并指导支护设计。 地下洞室群稳定性评估： 针对复杂的地下洞室群，利用概率模型分析相互影响下的失稳风险，为洞室布置和开挖顺序提供依据。 大坝基岩稳定性评估： 评估大坝基础岩体的承载能力，预测坝体与基岩接触面的滑移风险，为大坝设计提供安全保障。 基于风险的工程设计与决策： 可靠度指标与可靠度设计： 介绍如何根据岩体强度参数的概率模型，计算工程结构的可靠度指标，并将其应用于可靠度设计。 风险评估与管理： 讲解如何基于岩体强度概率模型，识别潜在的工程风险（如滑坡、塌方、渗漏），评估风险发生的可能性及其后果，并制定相应的风险控制措施。 经济性与安全性权衡： 通过引入成本效益分析，利用概率模型评估不同设计方案在经济性和安全性方面的权衡，实现最优工程决策。 岩体强度概率模型的验证与校核： 基于实测数据的验证： 介绍如何利用工程监测数据、事后调查结果等对岩体强度概率模型进行验证，评估模型的预测能力。 模型敏感性分析： 探讨不同参数的不确定性对工程安全评估结果的影响程度，识别关键控制参数，为参数的进一步精确测量提供方向。 数值模拟在概率模型应用中的作用： 蒙特卡洛模拟： 详细介绍蒙特卡洛模拟方法在岩体强度概率模型中的应用，通过大量随机抽样，模拟工程的潜在响应，从而获得概率性的评估结果。 可靠度数值方法： 探讨其他先进的可靠度数值方法，如响应面法（Response Surface Method）、渐近方法（Asymptotic Methods）等，用于提高可靠度计算的效率和精度。 结论与展望 本书在对岩体强度准则进行系统梳理的基础上，重点阐述了岩体强度准则概率模型的理论体系和构建方法，并详细介绍了其在工程稳定性分析、风险评估与决策中的多样化应用。通过引入概率模型，我们能够更全面地认识和量化岩体强度的不确定性，从而实现更科学、经济、安全的工程设计与实践。 未来，随着计算能力的提升和观测技术的进步，岩体强度准则的概率模型研究将朝着更加精细化、智能化和集成化的方向发展。例如，结合人工智能和机器学习技术，开发更高效、更精准的岩体强度参数预测模型；利用大数据分析，更准确地刻画岩体强度参数的空间变异性；发展多场耦合的概率模型，考虑岩体力学行为与其他物理场（如水文、热）之间的相互作用。这些发展将进一步推动岩体工程安全理论和实践的进步，为人类创造更美好的生存与发展环境。

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我发现这本书的叙述方式非常注重理论与实践的结合，它并非那种干巴巴地堆砌公式和定义，而是将复杂的概念融入到生动的案例分析之中。作者似乎深谙教学之道，总能在关键时刻穿插一些历史背景或者工程实例，这极大地帮助我理解那些抽象的岩体力学原理。读到某些章节时，我甚至能想象出作者在讲解这些内容时的那种条分缕析的语气。特别是书中对不同力学模型的比较分析，没有简单地下结论，而是客观地展示了每种方法的优势与局限性，这种严谨的批判性思维贯穿始终，让人感觉不仅仅是在学习知识，更是在学习一种科学的分析方法。

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这本书的语言风格是极其凝练和精准的，每一个术语的使用都经过了深思熟虑，几乎没有出现任何含糊不清的表述。这使得我在查阅特定信息时效率非常高，可以直接锁定核心内容。然而，这种专业性也带来了一定的阅读门槛，对于初学者来说，可能需要配合其他参考资料才能完全消化吸收其中的精髓。不过，对于已经身处该领域多年的研究人员或工程师而言，这种高密度的信息输出简直是宝藏。我尤其喜欢它在讨论最新研究进展时所展现出的那种自信和前瞻性，仿佛作者就是站在时代的尖端，为我们指明了未来的研究方向，这种引导作用是无法用金钱衡量的。

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从内容深度上来说，这本书无疑是为有一定基础的专业人士准备的，它没有过多纠缠于基础概念的回顾，而是直接切入到研究的前沿和深层次的探讨。我尤其欣赏作者在探讨不同尺度效应时所展现出的洞察力，那种从宏观到微观的视角转换，非常具有启发性。书中的图表制作得极为清晰，很多复杂的力学模型图，通过巧妙的色彩和线条处理，一下子就变得直观易懂，这在许多同类书籍中是很难得的。它更像是一份高质量的研究报告集锦，而不是教科书式的陈述，读完后感觉自己的知识结构得到了显著的提升和拓展，对当前领域的发展趋势也有了更清晰的把握。

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这本书的封面设计得非常醒目，色彩搭配和字体选择都透露出一种严谨而现代的气息，让人在书架上第一眼就被吸引住。我拿起它时，首先感受到的是它纸张的质感，厚实而细腻，显然在装帧上花费了心思。内页的排版也十分考究，字体大小适中，行距合理，阅读起来非常舒适，即使长时间阅读也不会感到视觉疲劳。这种对细节的关注，让我对书中内容的专业性有了初步的良好印象。我特别欣赏作者在章节划分上的逻辑性，每一部分都过渡自然，层层递进，像是在引导读者逐步深入一个复杂而迷人的知识领域。这种精心打磨的物理形态，本身就是一种对读者体验的尊重，让我对接下来的阅读充满了期待。

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这本书的价值并不仅仅体现在它所传授的具体知识点上，更在于它提供了一种看待和解决岩土工程问题的全新视角。它促使我去质疑那些被长期奉为圭臬的标准方法，并引导我去思考更具鲁棒性和适应性的解决方案。阅读过程中，我多次停下来，不是因为不理解，而是因为被某个观点深深触动，需要时间去反刍和联系我自己的实际工作经验。整本书读完后，我感觉自己仿佛完成了一次系统的“思维升级”，它不再是一本可以束之高阁的参考书，而更像是一位沉默却极具智慧的导师，时不时地提醒我要用更审慎、更具概率论色彩的眼光去面对现实世界中的不确定性。

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