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出版者:清华大学出版社

作者:曾庆军、梁景章

出品人:

页数:308

译者:

出版时间:2006-9

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302136996

丛书系列:

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《工程地质力学：岩石与土体的行为解析》 内容概要： 本书深入剖析工程地质力学这一核心学科，着重阐述岩石和土体这两种在地质工程中最常见的介质在工程荷载作用下的力学响应。它不仅仅是理论知识的堆砌，更是一套系统的思维框架，旨在帮助读者理解地下世界的复杂性，并能运用科学的原理来预测和控制其行为。本书将工程地质力学分解为一系列相互关联的章节，从宏观的地球构造背景到微观的颗粒相互作用，层层递进，形成一个完整的知识体系。 第一部分：地质介质的本构与宏观特性 1. 地球构造与岩石圈的形成： 本章将追溯地球漫长的地质演化史，介绍板块构造理论如何塑造了地壳的形态，以及不同地质构造（如褶皱、断层）对岩石分布和赋存状态的影响。我们将探讨不同类型岩石（如火成岩、沉积岩、变质岩）的形成过程，并初步了解它们的基本物理性质，为后续的力学分析奠定基础。 2. 岩石的宏观力学行为： 深入研究岩石在单轴、三轴压缩以及拉伸等不同应力状态下的力学响应。我们将详细解析岩石的强度（如抗压强度、抗拉强度）、刚度（如弹性模量、泊松比）、变形特性（如线弹性、弹塑性、蠕变）以及破坏机理。内容将涵盖岩石的应力-应变曲线分析，不同应力路径下岩石行为的变化，以及影响岩石力学性能的主要因素，包括矿物成分、岩石结构、裂隙发育情况、含水量以及温度等。 3. 土体的宏观力学行为： 聚焦于工程实践中更为普遍的土体。本章将系统介绍土体的基本物理性质（如粒度组成、比重、孔隙比、含水量、密度、液塑限等）以及它们如何影响土体的力学性能。我们将重点讲解土体的强度理论（如莫尔-库仑准则），以及土体在不同应力条件下的变形和破坏模式。内容将包括饱和土体和非饱和土体的区别，排水条件对土体强度的影响（如有效应力原理），以及土体的应力-应变关系。 4. 岩石和土体的流变性与应力松弛： 认识到许多岩石和土体并非理想的弹性体，而是具有黏滞性，在长期荷载作用下会发生时间相关的变形。本章将探讨流变模型（如Kelvin模型、Maxwell模型、Burger模型）如何描述岩石和土体的蠕变和应力松弛现象。我们将分析流变性对工程结构长期稳定性的影响，以及如何通过流变参数的测定来预测结构的长期变形。 第二部分：细观结构与变形机理 5. 岩石和土体的细观结构： 深入岩石和土体内部，探究其微观世界的奥秘。本章将关注岩石的矿物颗粒、晶格结构，以及土体的颗粒形状、大小、排列方式、胶结情况等细观特征。我们将探讨这些细观结构特征如何支配着宏观力学行为，例如，岩石中的微裂隙、节理如何成为其宏观强度和变形的薄弱环节；土体的颗粒接触、孔隙结构如何影响其渗透性、压缩性和抗剪强度。 6. 孔隙水与流变性： 重点研究孔隙水在岩石和土体中扮演的关键角色。我们将深入理解有效应力原理，以及孔隙水压力如何显著降低土体的抗剪强度。内容将包括渗流理论，如达西定律及其应用，以及在渗透作用下土体的孔隙水压力消散过程，即固结理论。同时，也将探讨水对岩石和土体化学性质的影响，如溶蚀、水化等，以及这些化学变化如何进一步影响其力学性能。 7. 裂隙与断层系统的力学： 裂隙和断层是岩体中普遍存在的结构面，对岩体的整体力学行为具有决定性的影响。本章将详细研究裂隙的几何形态（如长度、宽度、张角、夹角）、密度、连通性等特征。我们将分析不同类型的节理系统（如张性裂隙、剪切裂隙）对岩体强度和变形的影响，以及岩体在裂隙面上的滑动和破坏机制。内容还将涉及断层带的力学特性，包括断层物质的组成、应力集中效应以及断层活动与地震之间的联系。 8. 颗粒介质的力学： 将视角进一步缩小，聚焦于构成土体和某些岩石的颗粒介质。本章将运用颗粒力学理论，分析颗粒之间的接触力、颗粒排列的紧密程度（如密实度和疏松度）对整体力学性能的影响。我们将探讨颗粒在应力作用下的滚动、滑动和压实过程，以及颗粒形状、大小分布对颗粒堆积体的强度和变形特性的作用。内容还将涉及颗粒介质的本构模型，如Drucker-Prager模型及其在颗粒介质模拟中的应用。 第三部分：变形与稳定性分析 9. 岩石和土体的变形分析： 掌握岩石和土体变形的预测和评估是工程设计的基础。本章将介绍不同的变形分析方法，包括基于弹性理论的解析方法、有限元法等数值模拟方法。我们将分析不同荷载条件下（如自重、外部荷载）岩石和土体的位移和变形，以及如何评估工程结构的变形是否在允许范围内。内容还将涵盖时间相关的变形，如蠕变和固结引起的沉降。 10. 岩石和土体的稳定性判别： 评估工程结构在岩石和土体基础上的稳定性是工程安全的重中之重。本章将系统介绍边坡稳定性分析（如极限平衡法、数值模拟法），地下洞室围岩稳定性评价，以及地基承载力分析等。我们将讲解影响稳定性的关键因素，如岩土体的强度参数、结构面发育情况、地下水作用、外部荷载等。内容还将包括动态稳定性问题，如地震作用下的边坡失稳和液化现象。 11. 应力场与孔隙水压力场分析： 深入理解工程结构加载后，岩石和土体内部的应力分布和孔隙水压力变化至关重要。本章将介绍不同加载条件下应力场和孔隙水压力场的形成机制，以及它们如何相互影响。我们将讲解如何通过数值模拟软件来可视化和量化这些场的变化，并分析关键区域的应力集中和高孔隙水压力区域，从而为结构设计和施工提供依据。 12. 耦合效应与复杂行为： 认识到岩石和土体的力学行为往往是多种因素耦合作用的结果。本章将探讨水-力耦合（渗流与变形的相互影响）、热-力耦合（温度变化对岩土体变形和强度的影响）、应力-化学耦合（化学反应对岩土体性质的改变）等复杂耦合效应。我们将通过具体的工程案例，展示这些耦合效应对工程结构行为的影响，并介绍相应的分析方法和应对策略。 第四部分：工程应用与前沿 13. 岩体工程的力学考量： 将前述的理论知识应用于实际的岩体工程设计与分析。本章将涵盖隧道工程、地下洞室群、大坝基础、高边坡等典型岩体工程。我们将讨论在这些工程中，如何根据岩体的力学特性来选择合适的开挖方法，如何设计支护结构，以及如何预测和控制围岩变形和稳定性。 14. 土体工程的力学考量： 同样，本章也将岩土力学的理论应用于土体工程的实践。我们将深入探讨建筑地基、桥梁桥台、路基、堤坝、挡土墙等工程的设计与分析。内容将涉及地基承载力的计算、基础沉降的预测、土体边坡的稳定设计、地下水的控制等内容。 15. 先进的监测与测试技术： 强调了理论与实践相结合的重要性。本章将介绍各种先进的岩石和土体原位测试与室内试验技术，如三轴试验、直剪试验、渗透试验、变形模量测试、声波测试、地应力测量、孔隙水压力监测等。我们将探讨这些测试技术如何为工程设计和施工提供可靠的参数，以及如何通过长期监测来验证设计和评估工程的安全。 16. 工程地质力学的前沿发展： 展望学科的未来。本章将介绍当前工程地质力学领域的研究热点和发展趋势，如岩土体本构模型的深化，多场耦合问题的精细化模拟，人工智能在岩土工程中的应用，以及在新兴工程领域（如深层地下空间开发、新能源工程地质等）的应用。 本书旨在为工程师、研究人员以及相关专业的学生提供一个全面、深入且实用的工程地质力学学习平台，帮助他们掌握解析岩石和土体复杂行为的科学工具，从而在各类土木工程项目中做出更为精准、安全和经济的设计与决策。

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我作为一个现场经验丰富的工程师，手上堆了不少不同版本的规范和手册，说实话，很多书籍虽然内容权威，但阅读起来就像在啃石头，枯燥乏味得让人想打瞌睡。拿到这本《土力学与地基基础》时，我本来没抱太大期望，心想不就是那些老生常谈的内容吗？没想到，它竟然能把工程实践中的“痛点”分析得如此透彻。比如在处理软土地基加固问题时，传统教材往往只介绍预压或桩基，但这本书深入探讨了不同加固方法的适用条件、经济性对比，甚至还涉及了监测预警的思路。它的语言风格非常成熟稳健，带着一种实战派的干练，没有过多冗余的学术辞藻，直击核心。对于我们这些需要快速解决现场突发问题的工程师来说，这种“少废话，多干货”的编写风格太对胃口了。书中对一些经典破坏案例的剖析尤其精彩，能让人立刻联想到自己曾经遇到的那些“惊魂一刻”，从而反思设计和施工中可能存在的疏漏。这本书与其说是一本教材，不如说是一本高水平的工程经验总结集，对于提升工程判断力非常有帮助。

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我是一个非常注重阅读体验的人，如果一本书排版混乱、插图模糊，我可能看两页就会彻底放弃。这本《土力学与地基基础》在视觉上给我带来了极大的愉悦感。首先，装帧精良，纸张质量上乘，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。更重要的是，它的版式设计非常清爽专业。那些关键的公式推导部分，采用了清晰的逻辑分层，每一步的推导理由都标注得一清二楚，使得复杂的数学过程变得像阅读一篇结构清晰的议论文一样流畅。特别是对于那些描述土体颗粒排列和应力分布的剖面图，线条清晰，层次分明，即使用肉眼观察也能清楚分辨出不同压力区和接触角的变化。此外，书中对历史发展脉络的梳理也做得非常到位，让你知道哪些理论是里程碑式的，哪些是当前研究的前沿，这种“讲故事”的方式，让冰冷的科学知识也充满了人文关怀和历史厚重感。这本书绝对是那种值得收藏在书架上，时不时翻阅精读的经典之作，而不是读完就束之高阁的应试工具书。

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说实话，我是在一个非常偶然的机会下接触到这本《土力学与地基基础》的，当时我正在为一个复杂的边坡稳定项目感到头疼。我对土体的非线性特性和剪切带的形成机制一直存在一些模糊的认识。这本书的特点在于，它将理论的深度和广度结合得非常巧妙。它并没有停留在经典的库仑理论层面，而是大胆地引入了更现代的土体本构模型和数值模拟的基本思想，哪怕只是概念性的介绍，也足够让人开阔视野。我特别欣赏它在介绍侧限固结理论时，对时间和空间耦合效应的描述，这在很多基础读物中是缺失的或者是一带而过的。阅读过程中，我能明显感觉到作者在力求平衡“严谨性”和“可读性”之间做出的巨大努力。它不会为了追求数学上的完美而牺牲物理图像的清晰度，反之亦然。每当我觉得某个知识点可能过于深奥时，作者总能适时地配上一张精妙的示意图，或者用一个形象的比喻来点拨一下，让人茅塞顿开。这使得我对土体变形的理解从二维平面上升到了三维空间感，对于处理复杂应力状态下的问题，信心大增。

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这套《土力学与地基基础》简直是我的救星！在学校里，我对这门课总是摸不着头脑，感觉那些公式和理论书本上看起来挺明白，可一到实际操作或者做题的时候就抓瞎了。很多教材要么过于理论化，堆砌着艰深的数学推导，让人望而生畏；要么就是太偏向工程应用，对基本概念的解释含糊其辞，缺乏系统性。这本书的厉害之处在于，它像一位耐心又博学的导师，把原本晦涩的知识点，用非常直观易懂的方式呈现出来。比如，在讲到地基承载力和沉降计算时，作者不仅仅是给出了公式，而是深入浅出地解释了这些公式背后的物理意义——为什么土体会产生那样的变形，应力是如何在土体内部重新分布的。书中大量的工程实例和图解，让我仿佛身临其境，理解了为什么在某些特定的土层上需要采用不同的基础形式。读完相关的章节，我感觉自己不再是死记硬背公式的机器，而是真正理解了土体在荷载作用下的“脾气秉性”。特别是对于那些复杂的剪胀性、有效应力原理的阐述，比我之前看的任何资料都要清晰明了，对于准备考研或者从事设计工作的人来说，这本书无疑是奠定坚实理论基础的绝佳选择。

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对我来说，选择一本专业书，最看重的是它能否激发我独立思考的能力。很多教材倾向于给出“标准答案”式的解题步骤，这在应试中或许有效，但在面对真实世界中千变万化的地质条件时，则是致命的。这本《土力学与地基基础》则完全反其道而行之。它在每个章节的末尾，都会设置一些“开放性思考题”或者“高级应用探讨”，这些问题往往没有唯一的标准答案，而是引导读者去权衡不同因素的影响，去评估设计方案的优缺点。比如，书中对比了四种不同的抗滑稳定分析方法时，并没有直接断言哪种最好，而是详细分析了它们各自的适用范围和局限性，这促使我必须根据具体的场地条件来选择最恰当的分析工具。这种强调批判性思维和决策能力的培养方式，让我感觉自己不仅仅是在学习一门技术，更是在学习一种科学的工程决策方法论。这本书真正做到了“授人以渔”，让我能够将书本上的知识灵活地迁移到未曾谋面的复杂工程难题中去，极大地提升了我的职业素养。

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