断裂力学中的数值计算方法及工程应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:226

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出版时间:2009-8

价格:60.00元

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isbn号码:9787030251671

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• 计算力学5
• 船海
• 压电材料
• 断裂力学
• 数值计算
• 有限元
• 工程应用
• 结构完整性
• 材料力学
• 损伤力学
• 应力强度因子
• 计算方法
• 裂纹扩展

好的，这是一本关于土力学、岩石力学及其在土木工程、地质工程和采矿工程中应用的专业书籍的简介。 --- 《土力学与岩石力学基础及工程应用》 书籍简介 本书系统地阐述了土体和岩体工程性质的理论基础、测试方法及其在现代土木工程、地质工程和采矿工程中的实际应用。全书内容涵盖了从基础理论到复杂工程问题的全面分析，旨在为工程师、研究人员和高年级本科生提供坚实的理论支撑和实用的工程指导。 第一部分：土力学基础理论 第1章 土的物理性质与分类 本章深入探讨了土体的基本物理指标，包括土的密度、孔隙比、含水量、液限、塑限和天然含水量等。重点分析了这些参数如何影响土体的工程行为。同时，详细介绍了国际上通用的土分类系统（如USCS和AASHTO），以及如何根据分类结果预测土体的初步工程特性。 第2章 土的应力与孔隙水压力 本章是土力学的核心基础之一。首先阐述了土体中的应力状态，包括有效应力原理的提出与应用，这是理解土体变形和抗剪强度的关键。随后，详细讨论了孔隙水压力在静力平衡和固结过程中的作用，以及如何通过现场和实验室测试确定孔隙水压力参数。 第3章 土的渗透性与渗流理论 本章聚焦于土体中水流动的规律。内容包括达西定律的建立、渗透系数的测定方法（如常水头和率水头渗透试验），以及渗透系数与土体粒径、孔隙结构的关系。进一步讨论了渗流分析中的边界条件、流网绘制技术，以及在渗透变形和管涌现象中的应用。 第4章 土的变形与固结理论 本章详细剖析了土体在荷载作用下的变形过程，特别是黏土的固结现象。基于Terzaghi的一维固结理论，详细推导了孔隙比与时间的关系，解释了预压密应力、超固结比（OCR）的概念及其对工程行为的影响。同时，介绍了二维和三维固结问题的近似解法。 第5章 土的抗剪强度理论 本章是结构稳定性的关键。全面阐述了库仑抗剪强度准则，详细分析了内摩擦角和黏聚力的物理意义。深入探讨了不同试验条件下（如直剪试验、三轴压缩试验）的应力应变关系和破坏准则，包括Mohr-Coulomb准则和更先进的强度理论。特别强调了有效应力在确定真实抗剪强度中的决定性作用。 第二部分：岩石力学基础与结构特性 第6章 岩体的结构与分类 本章将研究对象从土体扩展到岩体。首先介绍了岩石的矿物学组成、岩石的完整性描述，如岩石的密度、孔隙率和吸水性。重点介绍了岩体分类系统，如RMR（岩石质量评等）和Q系统，这些系统是评估岩体工程稳定性的重要工具。 第7章 岩石的单轴力学行为 本章探讨了完整岩石试样的力学响应。详细介绍了单轴抗压强度（UCS）的测定方法，以及试样尺寸效应、加载速率对强度的影响。分析了岩石的弹性模量、泊松比等参数，并讨论了岩石的脆性破坏特征。 第8章 岩石的抗剪强度与蠕变特性 本章深入岩石的破坏机理。讨论了岩石的剪切强度特性，包括摩擦系数和岩石胶结面（如节理面）的强度参数。引入了岩石蠕变的概念，分析了时间对岩石长期稳定性的影响，这对深基坑和地下工程的设计至关重要。 第三部分：工程应用与稳定性分析 第9章 边坡稳定分析 本章将土力学和岩石力学原理应用于边坡工程。详细介绍了极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用，包括瑞典条分法（Swedish Circle Method）和Bishop法。重点分析了有效应力对边坡安全系数的影响，并探讨了地下水对边坡稳定的不利作用。 第10章 地基承载力与沉降计算 本章集中于基础工程。首先，基于Terzaghi或Meyerhof的承载力理论，推导了浅基础在不同土层条件下的极限承载力和容许承载力。随后，详细介绍了不同类型基础（条形基础、圆形基础、筏板基础）的沉降计算方法，包括固结沉降和瞬时沉降的评估。 第11章 挡土结构与土压力计算 本章涉及支护工程。系统推导了库仑土压力理论和朗肯土压力理论，用于计算静止土压力、主动土压力和被动土压力。讨论了对加筋土挡墙、重力式挡墙和锚杆支护结构的设计原则和稳定性验算。 第12章 隧道与地下结构稳定性 本章聚焦于地下工程。分析了隧道开挖过程中的地应力释放和围岩响应。应用Peck或Hoek-Brown准则评估围岩的稳定性，并介绍了常用的支护设计方法，如压力拱理论和弹性理论在围岩压力计算中的应用。 第13章 实例分析与案例研究 本章通过多个实际工程案例，展示了如何将理论知识转化为可行的工程解决方案。案例涵盖了高层建筑深基坑支护、大型水坝基础处理、高边坡失稳事故分析等。通过对比理论计算与实际监测数据，加深读者对工程实践中复杂性的理解。 本书特色： 本书紧密结合工程实际，理论推导严谨，图表丰富清晰。不仅注重传统方法的阐述，也融入了对现代地质灾害预防和基础设施长期服役性能评估的关注。内容结构逻辑清晰，层次分明，是土木、地质、采矿等相关领域专业人员案头必备的参考书。

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我是一个在高校任教多年的老师，主要负责讲授材料力学和结构分析课程。一直以来，我都希望找到一本能够系统性地介绍断裂力学数值计算方法的教材，以供我的高年级本科生和研究生使用。市面上关于断裂力学的书籍不少，但很多侧重于理论推导，或者仅停留在定性描述，对于如何通过计算来解决实际问题，往往着墨不多。这本书的标题“断裂力学中的数值计算方法及工程应用”，正是我所需要的。我希望它能涵盖诸如断裂韧性、应力强度因子、能量释放率等核心概念的数值计算方法，并详细介绍一些常用的数值模拟软件（如ABAQUS, ANSYS等）在该领域的应用。例如，如何在软件中建立包含裂纹的模型，如何设置合适的边界载荷和材料属性，以及如何提取裂纹扩展的驱动力参数。此外，我希望书中能够提供一些清晰的教学案例，从简单的二维问题到复杂的工程构件，逐步引导学生掌握数值计算的技巧。这本书的出版，无疑会极大地丰富我们的教学资源，帮助学生更直观地理解断裂力学的精髓，并培养他们解决实际工程问题的能力。我期待它能够成为我们系学生学习断裂力学数值方法的首选教材。

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作为一名博士生，我一直对理论物理的某些分支充满了探索欲，而断裂力学正是其中一个让我着迷的领域。它将力学、材料科学乃至统计学巧妙地融合在一起，试图解释物质在应力作用下为何会失效。这本书的标题“数值计算方法及工程应用” immediately grabbed my attention. 理论模型固然是基石，但没有高效的数值方法，很多精妙的理论只能停留在纸面。我特别关注书中是否会深入探讨不同数值方法的优劣，例如它们在处理奇异性、网格生成、边界条件设定等方面的不同表现。我希望作者能够详细讲解几种经典的数值算法，并阐述它们在断裂力学问题中的数学推导过程。对于我这样需要进行大量模拟研究的学生来说，理解这些算法的内在逻辑至关重要，这样才能更好地设计实验，解释模拟结果，并提出新的研究思路。此外，书中对“工程应用”的强调也让我充满期待。我希望它能包含一些实际工程案例分析，例如如何利用数值方法评估疲劳裂纹的扩展寿命，或者如何设计能够抵抗脆性断裂的结构。这些案例不仅能帮助我更好地理解理论知识，还能为我未来的研究方向提供宝贵的参考。这本书，在我看来，不仅仅是一本技术手册，更是一扇通往断裂力学前沿研究的窗口，我迫不及待地想翻开它，去探索其中的奥秘。

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我对科技领域的创新总是充满好奇，尤其是那些能够直接影响我们生活质量和安全水平的技术。断裂力学，这个词听起来似乎离普通人很远，但实际上，它与我们的安全息息相关，从我们乘坐的飞机到家里的燃气管道，都离不开断裂力学的研究。而“数值计算方法”和“工程应用”这两个关键词，则让我看到了这项研究的现实意义。我常常想象，当工程师们面对一个可能存在潜在断裂风险的结构时，他们是如何一步步地进行分析和评估的。我希望这本书能够用一种相对易懂的方式，介绍断裂力学背后的基本原理，并重点讲述数值计算方法是如何被用来模拟和预测材料的断裂过程的。我期待它能展示一些生动的案例，比如，如何通过数值模拟来分析一个桥梁在长期使用后可能出现的裂纹，或者如何设计一种新型材料，使其具有更高的抗断裂性能。我希望它能够解答我的疑问：这些复杂的计算是如何实现的？它们又如何帮助我们避免那些看不见的危险？这本书，在我看来，不仅仅是关于科学的，更是关于安全的。它能够让更多的人了解断裂力学的重要性，以及现代计算技术在保障我们生活安全方面所扮演的关键角色。

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这本书，从封面上那沉稳厚重的字体，就传递出一种严谨的学术气息。我是一个在工程领域摸爬滚打了多年的工程师，深知理论与实践结合的重要性。断裂力学，这个听起来有些冰冷的技术名词，却承载着无数关乎结构安全、工程寿命的重大命题。而“数值计算方法”这几个字，更是点出了解决这些复杂问题的关键。我常常在思考，那些宏伟的桥梁、精密的飞机、庞大的核电站，它们的每一次设计，每一个安全评估，背后都凝聚了多少数学的智慧和计算的汗水。我尤其好奇，当材料在遭受极端载荷，出现细微裂纹的那一刻，我们究竟是如何通过数值模拟，精确地预测其发展趋势，从而规避潜在的灾难。这本书，在我看来，就像是一把钥匙，能够解锁断裂力学领域那些深奥的数学模型，并将它们转化为实际可操作的计算工具。我期待它能详细介绍一些主流的数值方法，比如有限元分析，以及它们在断裂分析中的具体应用。我希望它能提供一些清晰的算法流程，甚至是一些伪代码，方便我进行二次开发或是在专业软件中进行参数调整。毕竟，理论上的理解固然重要，但能够将其转化为实际的工程解决方案，才是最有价值的。这本书的出版，无疑为我们这些一线工程师提供了一个宝贵的学习机会，去深入理解断裂力学背后的科学原理，并掌握现代工程设计与安全评估不可或缺的计算利器。

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我是一名对工程材料的性能极限非常感兴趣的初级研究员。在我的研究过程中，经常会遇到需要精确评估材料在复杂应力状态下行为的问题，而断裂力学正是解决这类问题的核心学科。我尤其关注数值计算在其中扮演的角色。理论公式虽然精妙，但现实世界的复杂性常常使得直接解析求解变得不可能。因此，我非常期待这本书能够提供一些关于断裂力学中主流数值方法的详细介绍，例如不同类型的单元、求解器以及网格细化策略在断裂分析中的选择和应用。我希望它能深入探讨如何准确地模拟裂纹尖端的应力奇异性，以及如何处理不同材料的本构关系在断裂过程中的演变。此外，“工程应用”部分也让我充满期待。我希望它能包含一些前沿的工程案例，例如在航空航天、能源以及生物医学工程等领域，如何利用数值方法来预测结构的寿命，优化设计，以及评估材料的可靠性。我尤其希望书中能涉及一些新兴的数值技术，如损伤力学与断裂力学的结合，或是基于机器学习的断裂预测方法。这本书，在我看来，是连接断裂力学理论与工程实践的桥梁，能够为我提供宝贵的理论基础和实践指导，帮助我更好地开展我的研究工作。

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