地质工程力学

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isbn号码:9787563618347
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具体描述

《岩土工程结构稳定性分析与设计》 内容简介 本书聚焦于现代岩土工程领域中至关重要的结构稳定性分析与设计方法,旨在为岩土工程师、结构设计师以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一套系统、深入且具有工程实践指导意义的理论框架与应用技术。本书并非对地质材料本构行为或基础力学原理的全面综述,而是着眼于如何将这些基础知识转化为对复杂工程结构稳定性的可靠评估和优化设计。 全书结构围绕“识别风险—建立模型—分析响应—优化设计”这一工程实践主线展开,内容涵盖了从岩石和土体工程特性在稳定性分析中的体现,到具体工程结构(如边坡、深基坑、隧道、挡土墙及地下结构)的稳定性极限状态评估。 第一部分:稳定性分析的理论基础与工程转化 第一章:工程稳定性分析的演进与基本判定原则 本章首先回顾了传统安全系数法在现代工程中的局限性,重点引入了基于可靠性理论和概率方法的极限状态设计理念。详细阐述了岩土工程结构稳定性分析的三大核心目标:抗滑(或抗倾覆)、抗剪(或抗破坏)和抗变形失稳。清晰界定了“稳定”与“安全”在不同工程环境下的工程含义,并讨论了不同规范体系(如极限平衡法、有限元法结果的合理取舍)对稳定性判定的影响。 第二章:地质材料在稳定性分析中的本构选择 稳定性分析的可靠性高度依赖于对工程地质材料行为的准确描述。本章深入探讨了在不同荷载条件下,岩石和土体的应力-应变关系如何影响稳定性计算。重点分析了 Mohr-Coulomb 准则、Drucker-Prager 准则在宏观尺度稳定性分析中的适用性及局限。对于软弱岩体或破碎岩体,着重讨论了经验性的强度包线(如 Hoek-Brown 准则)如何被集成到整体稳定性模型中,特别强调了结构面(不连续面)强度参数的合理取值和各向异性对整体稳定性的支配作用。 第二部分:特定工程结构的稳定性分析与设计 第三章:岩土边坡工程的极限平衡与非线性分析 边坡稳定性是岩土工程中最经典的研究课题。本章详细剖析了经典的瑞典条分法、Bishop 法、Fellenius 法的数学原理和适用范围。更进一步,引入了基于极限平衡法的数值求解策略,如 Morgenstern-Price 法和 Spencer 法,用以处理更复杂的几何形状和荷载条件下的潜在滑面。对于饱和粘性土边坡,重点分析了瞬时(全有效应力)和长期(有效应力)稳定性的时间效应分析方法。对于岩石边坡,则侧重于非连续面控制下的楔形体失稳和整体倾倒分析。 第四章:深基坑与地下结构支护系统的安全性评估 深基坑工程的稳定性分析核心在于如何控制基坑周边土体的侧向位移,以及支护结构的安全可靠性。本章系统讲解了土压力计算理论(如库仑土压力与朗肯土压力在支护结构应用上的区别),并重点介绍“松弛区”和“变形反馈”在锚固/桩撑支护系统设计中的作用。分析内容包括:锚杆/支撑轴力与位移的耦合关系、抗隆起稳定性分析(地基抗冲刷破坏)、以及支护结构与周围既有结构相互影响的稳定性评估模型。 第五章:隧道与地下洞室的围岩稳定性 隧道工程的稳定性分析关注围岩的塑性区扩展范围、支护结构的内力分布以及二次衬砌的长期稳定性。本章详细阐述了围绕隧道洞周的应力重分布理论,包括 BEM(边界元法)和 FEM(有限元法)在模拟岩石松弛和支护受力过程中的应用。对于硬岩隧道,重点分析了岩爆的判定标准和预防措施;对于软弱围岩隧道,则着重讨论了超前支护、管棚等辅助施工方法对临时稳定性的贡献,以及如何利用三维数值模拟评估支护结构在多荷载耦合作用下的承载能力。 第三部分:先进分析技术与可靠性评估 第六章:数值模拟在复杂稳定性问题中的应用 本章将理论分析方法与现代工程计算工具紧密结合。详细探讨了有限元法(FEM)和离散元法(DEM)在模拟岩土结构失稳过程中的优势。重点在于如何通过“应力路径控制”和“刚度折减法”来识别结构潜在的破坏模式,而非仅仅依赖于预设的滑动面。分析了渗透性对稳定性影响(渗流-应力耦合分析),尤其在地下水波动剧烈的工程环境中的重要性。 第七章:岩土工程的可靠性与风险评估 稳定性设计终将导向对工程风险的量化管理。本章深入讲解了一阶可靠性方法(FORM)和蒙特卡洛模拟方法在岩土工程参数不确定性分析中的应用。阐释了如何将地质勘察数据中的随机性,通过可靠性指标 $eta$ 转化为可接受的设计风险水平。同时,讨论了基于性能的工程设计(Performance-Based Design)理念在大型复杂岩土工程,如大坝基础或核电站结构稳定性评估中的实践方法。 全书特色: 本书的重点在于“分析与设计”的结合,强调从工程实际问题出发,选择合适的分析工具,并对计算结果进行合理的工程判断。书中案例多来源于复杂地形、极端水文条件下的实际工程,旨在培养读者对工程失稳模式的“直觉判断力”和“结果验证能力”,而非仅是机械地套用公式或软件操作。所有分析方法均回归到有效应力原理和能量平衡的基本物理概念上进行阐述。

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读后感

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用户评价

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拿起《地质工程力学》这本书,我感觉自己像是踏入了一个精妙绝伦的工程世界。它不像一些科普读物那样轻松愉快,但却充满了智识的魅力。书的开篇就强调了地质工程力学作为一门交叉学科的重要性,它融合了地质学、力学、数学和计算机科学等多个领域。书中对岩体损伤力学的阐述尤为精彩,通过损伤变量和损伤演化方程,细致地分析了岩体在加载过程中微观损伤的累积及其宏观力学性能的变化,这对于理解诸如隧道围岩变形、边坡破坏等复杂工程问题提供了全新的视角。我非常喜欢书中关于岩体加固和支护设计的章节,作者不仅介绍了常用的加固技术,还从力学原理出发,分析了各种加固方法的有效性,并给出了一些工程设计的原则和建议。书中还详细讨论了动力荷载作用下的地质工程问题,包括地震、爆炸等,通过动力响应分析和稳定性评估,帮助读者理解这些极端荷载可能带来的灾难性后果。我印象比较深刻的是书中关于数值模拟方法的介绍,从有限差分法到有限元法,再到离散元法,都进行了详细的阐述,并且通过一些实例展示了这些方法在解决复杂地质力学问题中的强大能力。虽然有些章节的数学推导相当复杂,但作者总能以一种清晰、有条理的方式呈现,让我能够逐步跟随,不至于迷失方向。这本书就像一位经验丰富的地质工程师,用严谨的逻辑和丰富的案例,为我打开了一扇通往地质工程力学领域的大门,让我对这个专业充满了敬畏和热爱。

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《地质工程力学》这本书,对我而言,是一次深入地质工程力学世界的奇妙旅程。它以严谨的态度,系统地展现了岩土体在各种应力状态下的力学行为。我特别欣赏书中关于地下水对岩体稳定性影响的章节。作者详细阐述了孔隙水压力、有效应力原理,并以此为基础,分析了地下水渗透对边坡、隧道、大坝等工程的影响,以及如何通过排水、减压等措施来提高工程的稳定性。书中还对一些现代地质工程中常用的数值模拟方法进行了介绍,包括有限元法、数值流形方法等,并且通过具体的算例展示了这些方法的应用,让我对现代地质工程的计算和分析技术有了初步的了解。我印象深刻的是书中对一些特殊地质环境的力学分析,例如滑坡体的稳定性评价、膨胀土地区的工程处理等,这些内容都紧密结合了实际工程的需求,具有很强的指导意义。虽然书中涉及不少抽象的数学理论和模型,但作者在讲解时,总能用直观的图示和具体的工程案例来辅助说明,使得这些复杂的概念变得容易理解。我个人认为,这本书不仅仅是理论知识的罗列,它更注重培养读者的工程思维和解决实际问题的能力,通过对案例的深入剖析,让我能够学会如何将书本上的理论知识灵活地应用于工程实践中。可以说,这本书为我打下了坚实的地质工程力学基础,也点燃了我对这个领域的浓厚兴趣。

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当我拿到《地质工程力学》这本书时,就预感到这是一本需要沉下心来细细研读的著作。其内容之丰富,理论之严谨,体系之完整,确实非同一般。我尤其对书中关于岩体流变性和时效性行为的深入探讨所吸引。作者详细介绍了岩体在长期恒定荷载作用下的蠕变过程,并给出了多种蠕变本构模型,以及如何在工程稳定性分析中应用这些模型来预测岩体的长期变形和稳定性。这对于理解诸如土石坝、地下储存设施等长期服役工程的可靠性至关重要。书中对不同类型岩体的力学性质进行了详细的分类和对比分析,包括砂岩、页岩、石灰岩等,并阐述了它们在不同应力路径下的力学响应,这对于地质勘察和岩体性质评价具有重要的参考价值。我还发现书中对一些前沿研究方向也进行了初步的介绍,例如岩体损伤的微观机理、纳米材料在地质工程中的应用潜力等,这使得本书在理论深度之外,也展现出面向未来的视野。书中的数学推导过程非常完整,但作者在解释这些数学工具的物理意义时,总能做到深入浅出,让我能够理解这些公式背后所代表的实际地质力学现象。我个人特别喜欢书中对于实际工程案例的分析,通过对具体项目的详细解读,让我能够更深刻地理解理论知识在解决实际工程问题中的应用价值。这本书就像一位经验丰富的导师,引领我深入探索地质工程力学的奥秘,让我对这个专业领域有了更加清晰和深刻的认识。

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《地质工程力学》这本书,与其说是一本工具书,不如说是一部关于如何理解和驾驭地下世界的百科全书。它的内容极为丰富,涵盖了从基础的岩石力学特性描述,到复杂的非线性数值模拟应用。我尤其被书中关于岩体蠕变和时效性力学行为的章节所吸引。作者详细阐述了蠕变机理,并介绍了几种常用的蠕变本构模型,以及如何将这些模型应用于长期的工程稳定性分析,比如大型土石坝、地下洞室群等。这对于我理解一些长期处于应力状态下的地质体行为提供了关键的理论支撑。书中对地下工程(如隧道、矿井)的围岩变形和稳定分析也进行了深入的探讨,通过应力边界条件和位移边界条件的设定,以及不同支护方式对围岩应力场和变形的影响分析,让我对地下工程的设计和施工有了更全面的认识。我个人很欣赏书中对不同地质条件下(如软土、硬岩、破碎岩体)的力学特性和工程处理方法的差异性分析,这使得本书在面对各种复杂地质环境时,都能够提供有针对性的指导。虽然书中涉及到不少数学公式和理论推导,但作者的叙述清晰流畅,逻辑性强,即使是对数学不是特别精通的读者,也能在花费足够的时间和精力后,掌握其中的精髓。这本书就像是一位经验丰富的地质顾问,在遇到各种复杂地质问题时,总能提供最专业、最深入的解答,让我能够更加自信地面对未来的工程挑战。

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说实话,刚拿到《地质工程力学》这本书的时候,我心里是有些打鼓的。毕竟“力学”这两个字听起来就让人头皮发麻,我一个土木工程系的本科生,虽然学过一些基础力学,但对地质领域特有的力学问题了解不多。然而,这本书的编排设计却给了我意想不到的惊喜。它并没有一开始就抛出艰涩的理论,而是从最基本的岩石物理力学性质讲起,例如岩石的强度、变形特性、渗透性等等,这些都是理解更复杂问题的基础。作者用了大量的篇幅来描述如何通过实验手段来获取这些参数,并且对各种测试方法进行了详细的介绍和评价,这对于我这样希望将理论与实践相结合的学生来说,非常有启发。随后,书本循序渐进地引入了弹性力学、塑性力学在地质体中的应用,特别是针对岩体的非线性和非均质性,给出了很多实用的模型和计算方法。我特别欣赏书中关于应力场和变形场分析的部分,通过对地下开挖、边坡失稳等典型工程问题的力学分析,让我对这些复杂现象有了清晰的认识。书中还穿插了不少的图表和示意图,这些视觉化的呈现方式极大地降低了阅读难度,帮助我更好地理解抽象的概念。虽然有些章节涉及到高数和偏微分方程,但我发现作者在解释这些数学工具的物理意义上做得非常到位,让我不至于被纯粹的数学推导弄晕。我印象最深的是关于断层和裂隙对岩体整体力学行为影响的章节,书中通过解析方法和数值模拟相结合的方式,展示了这些结构面如何改变应力分布和影响岩体的稳定性,这对于理解复杂地质条件下的工程设计至关重要。这本书就像一位经验丰富的导师,一步步地引领我走进了地质工程力学这个 fascinating 的世界,让我从最初的畏惧转变为深深的着迷。

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刚翻开《地质工程力学》这本书,我首先被其扎实的理论基础和严谨的逻辑结构所吸引。它不仅仅是一本教科书,更像是一部关于岩土力学与地质工程之间微妙关系的百科全书。书的开篇便详细阐述了地质工程所面临的独特挑战,即岩土介质的复杂性——其非线性的变形特性、各向异性、以及与地下水的相互作用。作者并没有止步于理论的堆砌,而是将这些抽象的概念与实际的地质工程问题紧密地联系起来。例如,在讨论边坡稳定性时,书中不仅介绍了经典的极限平衡法,还深入探讨了有限元法在地质边坡分析中的应用,并对不同方法的适用范围和优缺点进行了细致的比较。我个人非常喜欢书中关于土力学和岩石力学的对比分析,清晰地展现了两者在基本力学行为上的异同,以及在不同工程场景下的应对策略。书中对地震载荷作用下的地层响应分析也相当精彩,通过引入动力学概念和模拟技术,让我对地震引发的地质灾害有了更直观的理解。虽然我不是一个数学高手,但书中的数学推导过程清晰易懂,即使是一些复杂的积分方程,作者也给出了详细的解析步骤,并配以直观的图示,这极大地减轻了我的学习负担。尤其是在关于地下空间开发的部分,书中对于围岩应力释放、变形控制以及衬砌结构设计等方面的论述,都给我留下了深刻的印象,让我意识到地质工程力学在保障地下工程安全中的关键作用。整本书的语言风格比较专业,但又不失可读性,作者善于用生动的语言和具体的例子来解释复杂的科学原理,使得我能够沉浸其中,不断探索地质工程力学的奥秘。

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不得不说,《地质工程力学》这本书的内容之丰富、体系之完备,着实令我刮目相看。从宏观的地质背景分析,到微观的岩石颗粒力学,这本书都进行了深入浅出的探讨。我特别欣赏作者在处理复杂地质现象时所展现出的科学态度和严谨精神。比如,在讲解软弱土体的问题时,书中不仅仅停留在描述其低强度和高压缩性,更是深入分析了其应力-应变关系,以及在不同固结阶段的力学行为,并给出了多种加固处理的技术方案,这些都极具参考价值。对于一些涉及到不连续介质力学的问题,比如岩体中的节理、裂缝等,书中也给出了专门的章节进行阐述,通过数值模拟和解析方法,全面地分析了这些不连续面对整体岩体强度和变形特性的影响,这对于我们理解诸如隧道开挖、边坡失稳等实际工程中的复杂情况至关重要。我还发现书中在案例分析方面做得非常出色,选取了多个典型的地质工程项目,从工程地质勘察、力学模型建立,到数值计算和工程实践,都进行了详细的剖析,让我能够将书本上的理论知识与实际工程紧密结合起来。书中的公式推导和数学模型都非常严谨,但作者在解释这些模型的物理意义时,却显得格外清晰,让我能够理解这些抽象的数学表达式背后所代表的实际地质力学现象。当然,对于一些非常前沿的理论和数值方法,我可能还需要进一步的学习和实践,但这并不妨碍我将这本书视为一本学习地质工程力学的宝贵资料。它就像一位经验丰富的地质工程师,用最专业、最细致的语言,为我揭示了地质工程力学的迷人世界。

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这本《地质工程力学》给我带来的最大感受是它的“厚重感”和“实用性”并存。从一开始接触,我就被书中严谨的学术体系所吸引。它系统地介绍了岩土介质在各种工程荷载作用下的力学响应,从最基本的应力应变关系,到复杂的塑性流动和断裂力学,都涉及得相当深入。我特别喜欢关于地下水渗透与岩体变形耦合作用的章节,书中通过多孔介质理论和固结理论,详细解释了地下水对岩体稳定性的影响,并且给出了多种数值模拟的方法和软件的应用指导,这对于我处理一些渗流失稳类的工程问题提供了极大的帮助。书中的图表质量非常高,很多关键的力学模型和工程现象都通过清晰的图示得到了生动地展示,这使得一些原本晦涩难懂的概念变得易于理解。我印象深刻的是书中对不同类型岩石(如砂岩、页岩、花岗岩等)在不同应力状态下的力学行为的对比分析,这对于工程地质勘察和岩石选择具有重要的指导意义。此外,书中还对诸如冻土、膨胀土等特殊岩土的力学特性进行了专门的讨论,这些内容在我国许多工程项目中都具有很高的应用价值。虽然书中涉及到一些高深的数学工具,但我发现作者在讲解这些工具时,总是能巧妙地将其与地质工程问题联系起来,让我能够理解数学的“用武之地”。这本书不仅仅是理论知识的堆砌,它更注重培养读者的工程思维,指导读者如何将理论应用于解决实际的地质工程问题。可以说,这是一本既能提升理论功底,又能指导工程实践的不可多得的著作。

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这本《地质工程力学》我前前后后大概翻了有半年多,断断续续地读,每次读都能有新的体会。一开始接触这本书,我被它庞大的体系和严谨的逻辑震撼了,从最基础的岩石力学性质,到复杂的工程地质问题,再到数值模拟的应用,几乎涵盖了地质工程领域的核心知识。书中的公式推导详尽,概念解释清晰,即使是像我这样非专业背景的读者,也能在花费足够的时间和精力后,逐步理解其中精妙之处。特别是一些关于地下水流与岩体变形耦合作用的章节,书中给出的解析解和数值模拟方法的对比分析,让我对工程实践中如何预测和控制地质灾害有了更深刻的认识。我记得有一章详细讲解了剪胀性和剪缩性对边坡稳定性的影响,配以丰富的图示和实例,一下子就点亮了我之前一些模糊的认知。虽然有些章节涉及的数学模型相当复杂,需要一定的微积分和线性代数基础,但作者并没有回避这些,而是循序渐进地引导读者,甚至还提供了一些简化模型和工程经验作为补充,这使得这本书既有理论深度,又不失工程指导意义。我个人尤其喜欢的是书中对案例分析的处理方式,不是简单罗列,而是深入剖析了案例的地质背景、工程特点、力学模型选择、计算结果以及最终的防治措施,这种“知其然,知其所以然”的学习方式,对于我理解理论知识在实际工程中的应用非常有帮助。当然,对于某些内容,我可能还需要反复研读,特别是涉及一些前沿研究成果的章节,其内容更新可能比我这本书的出版时间还要快一些,但这并不影响这本书作为一本经典教材的价值。总的来说,这是一本值得反复品味、受益终生的地质工程力学著作,无论你是初学者还是有一定经验的工程师,都能从中汲取丰富的养分。

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初读《地质工程力学》,我便被其严谨的科学逻辑和深厚的学术底蕴所折服。这本书系统地阐述了岩土体在各种力学作用下的行为规律,其内容之详尽,覆盖之广泛,在同类书籍中实属罕见。我尤其对书中关于岩体损伤与破坏机理的论述印象深刻。作者不仅从宏观角度分析了边坡失稳、隧道坍塌等破坏现象,更深入到微观层面,探讨了岩石内部裂纹萌生、扩展直至贯通的整个过程,并引入了损伤力学等先进理论来描述这一过程。这使得我对工程破坏的根源有了更深刻的理解。书中还对一些特殊工程地质问题进行了详细的探讨,例如冻土工程的力学特性、湿陷性黄土的变形破坏机理等,这些内容对于我国北方和西部地区的地质工程实践具有极高的参考价值。我还注意到书中对数值模拟技术的应用进行了详尽的介绍,包括有限元法、边界元法、离散元法等,并给出了多个实际工程的案例分析,展示了这些数值方法在解决复杂地质力学问题中的强大威力。虽然书中的数学推导过程相当严谨,但作者的讲解条理清晰,逻辑性强,能够帮助读者逐步理解其精妙之处。我尤其喜欢书中关于工程案例分析的部分,作者将理论知识与实际工程紧密结合,通过对具体工程案例的深入剖析,让我能够更直观地理解书本上的理论知识在实际工程中的应用。总的来说,这是一本集理论深度、实践指导性和前沿技术于一体的优秀著作,是地质工程领域从业者和研究者的必备参考。

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