Intelligent Civil Engineering Materials and Structures pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:American Society of Civil Engineers

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-06

价格:USD 39.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780784402481

丛书系列:

图书标签:

• 智能材料
• 土木工程
• 结构工程
• 材料科学
• 传感器
• 监测
• 耐久性
• 健康监测
• 智能结构
• 物联网

好的，这是一份关于一本名为《Smart Materials and Sustainable Infrastructure》的图书的详细简介，该书内容涵盖了先进材料在可持续土木工程中的应用，旨在提供一个全面而深入的视角，完全不涉及《Intelligent Civil Engineering Materials and Structures》中的任何内容。 --- 图书简介：《Smart Materials and Sustainable Infrastructure》 作者： [此处可插入虚构的资深学者姓名] 出版社： [此处可插入虚构的学术出版社名称] 页数： 约 980 页 出版日期： 2024 年秋季 概述 《Smart Materials and Sustainable Infrastructure》是一部开创性的专著，系统性地探讨了新兴功能性材料（Smart Materials）如何被整合进土木工程领域，以应对全球基础设施日益严峻的可持续性、韧性与环境责任挑战。本书超越了传统的材料科学范畴，深度聚焦于材料在实际工程应用中的动态行为、环境影响以及全生命周期管理。它为结构工程师、材料科学家、市政规划人员以及研究生提供了一套前沿的理论框架与实用的设计指南，指导他们构建面向未来的、能够自我监测、自我修复并有效减少碳足迹的工程系统。 全书结构严谨，从基础的材料科学原理出发，逐步深入到复杂的系统集成与现场应用，确保读者能够全面掌握将尖端材料技术转化为可靠基础设施的实践路径。 核心主题与章节亮点 本书共分为六大部分，涵盖了从微观结构到宏观系统的完整知识链条。 第一部分：可持续性与新一代工程材料的基础 (Foundations of Sustainability and Next-Generation Engineering Materials) 本部分奠定了全书的理论基础。首先，对当前全球基础设施面临的环境压力（如气候变化、资源枯竭）进行了深入的定量分析，明确了采用创新材料的必要性。 章节 1：土木工程的碳足迹与生命周期评估（LCA）： 详细介绍了评估混凝土、钢材及沥青等传统材料对环境影响的标准化方法，并引入了基于“摇篮到坟墓”的材料选择策略。 章节 2：功能性材料的微观机理： 重点阐述了形状记忆合金（SMA）、电活性聚合物（EAP）和压电材料等在结构响应中的基本物理化学机制，强调其在能量收集和结构减震方面的潜力。 章节 3：生物基与地质聚合物材料： 深入探讨了利用工业废渣（如粉煤灰、矿渣）生产地质聚合物（Geopolymer）的化学反应动力学，及其在替代波特兰水泥方面的性能优势与耐久性挑战。 第二部分：结构健康监测与传感技术 (Structural Health Monitoring and Integrated Sensing Technologies) 此部分聚焦于如何使基础设施具备“感知”能力，实现从被动维护到主动管理的转变。 章节 4：嵌入式光纤传感系统： 详细讲解了布拉格光栅（FBG）传感器在监测桥梁和隧道的应变、温度和裂缝扩展方面的应用设计、布设规范以及数据采集的抗干扰技术。 章节 5：非接触式监测： 探讨了利用无人机（UAV）搭载的合成孔径雷达（SAR）和激光雷达（LiDAR）技术，对大型结构进行形变分析和三维建模的技术流程与数据处理算法。 章节 6：无线传感器网络（WSN）在基础设施中的部署： 侧重于低功耗、自组网通信协议在恶劣环境下的可靠性，以及传感器节点能源采集（如振动能收集）的最新进展。 第三部分：自适应与自修复材料系统 (Adaptive and Self-Healing Material Systems) 这是本书最具前瞻性的部分之一，关注如何赋予材料“生命力”，延长结构服役寿命。 章节 7：微胶囊自修复混凝土： 详尽描述了封装愈合剂（如环氧树脂或硅酸钠）的微胶囊制备工艺、在混凝土基体中的均匀分散技术，以及在微裂纹出现时愈合剂的释放机制和最终修复效率的量化评估。 章节 8：形状记忆合金在结构主动控制中的应用： 介绍了SMA驱动器在构件层面实现预应力调节和振动抑制的理论模型，并展示了其在抗震节点处的实际安装案例。 章节 9：温敏与应力响应型涂层： 探讨了用于管道和外部防护层的热致变色或电致变色涂层，用于指示温度异常或早期腐蚀信号的智能表面技术。 第四部分：高性能复合材料与极端环境响应 (High-Performance Composites and Extreme Environment Response) 本部分着眼于提高材料的极端条件下的可靠性，特别是针对海洋、地震和火灾环境。 章节 10：纤维增强聚合物（FRP）在结构加固中的耐久性： 分析了FRP材料在紫外线照射、湿热循环和碱性环境下的长期性能退化机理，并提出了新型界面改性方案。 章节 11：抗冲击与穿透防护材料： 聚焦于高性能混凝土（HPC）与层状复合材料在抵抗爆炸或高速撞击荷载时的能量耗散机制和断裂韧性改进。 章节 12：高温稳定性材料与防火设计： 介绍了新型耐火涂层和具有内在阻燃特性的聚合物基复合材料在隧道和高层建筑防火安全设计中的应用潜力。 第五部分：智能路面与交通基础设施 (Intelligent Pavements and Transportation Infrastructure) 专注于交通领域的创新应用，旨在提升道路的安全性和维护效率。 章节 13：压电效应路面发电系统： 详细分析了铺设在路面下的压电元件阵列如何捕获车辆荷载产生的动能，并评估了其实际可输出的电能密度。 章节 14：温度响应型沥青材料： 介绍了含有相变材料（PCM）的沥青混合料，用于调节路面温度，从而减轻低温开裂和高温车辙。 章节 15：智能交通基础设施的无源传感： 探讨了利用电磁感应原理，在不供电的情况下监测车流量、轴重和路面密实度的技术。 第六部分：可持续性与经济可行性评估 (Sustainability Metrics and Economic Viability) 本部分回归到工程决策层面，确保新材料的应用是经济上可行且环境负责任的。 章节 16：多准则决策分析（MCDA）在材料选择中的应用： 建立了一个结合成本、寿命、环境影响和性能的综合评估框架。 章节 17：可循环性与闭环供应链设计： 探讨了如何设计具有高可回收价值的工程材料，特别是功能性复合材料和传感器的分离与再利用技术。 章节 18：标准、法规与市场推广的挑战： 分析了新技术从实验室走向实际工程应用过程中，需要克服的规范制定滞后、初期投资高昂等实际障碍，并提出了政策建议。 目标读者 本书是为土木工程、材料科学、结构工程、环境工程等领域的学者、研究人员、高级工程师以及政策制定者量身打造的深度参考书。它不仅是学术研究的必备工具书，也是工程实践者向下一代基础设施转型的关键指南。通过对尖端理论和案例的精炼整合，读者将能够有效地评估和实施具有变革意义的工程材料解决方案。

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我购买这本书的主要动机是寻找如何将人工智能技术无缝植入到现有老旧基础设施的升级改造中的具体方法论。我关注的是那些已经被投入使用几十年，材料性能已存在不确定性的结构。然而，本书的重点明显偏向于“新建”项目，即在设计和施工阶段就嵌入智能系统。对于“存量”结构的应用案例挖掘得非常不足。例如，书中对于如何利用非接触式技术（如无人机搭载激光雷达）对现有混凝土结构的微裂缝进行早期识别和三维建模的介绍，非常简略，更多的是提及了技术本身的可行性，而不是针对不同老化阶段的结构物，如何定制最优的监测频率和数据解读标准。此外，关于如何处理历史遗留的、缺乏数字化记录的工程档案，并利用AI模型去“反推”其当前安全裕度的章节，几乎没有涉猎。这使得这本书对于那些负责城市更新和老旧管网维护的工程师来说，实操指导价值有限，更像是一份面向未来科技的“愿景报告”。

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这本《智能土木工程材料与结构》显然是为那些对材料科学和结构工程交叉领域抱有浓厚兴趣的专业人士和深度学习者量身打造的。我最初翻阅它时，就被其标题中“智能”二字的潜力所吸引，期待它能带来超越传统教科书的视角。然而，读完之后我不得不说，这本书更像是对现有前沿研究的一个全面梳理和前瞻性展望，而非一本着重于基础理论推导或具体工程案例解析的实用手册。它深入探讨了如何利用先进的传感技术、数据分析以及自适应材料（比如形状记忆合金或自修复混凝土）来革新传统土木工程的生命周期管理。书中关于如何将物联网（IoT）集成到基础设施监测中的章节尤其引人入胜，它描绘了一个未来城市中，桥梁和高层建筑能够实时“感知”自身健康状况的蓝图。尽管内容深度足够，但对于初学者来说，某些涉及高级算法和复杂微观结构的论述可能显得有些抽象和跳跃，缺乏必要的背景铺垫。总的来说，它成功地构建了一个宏大的叙事框架，展示了土木工程如何迈向数字化和智能化的高级阶段，但对于需要“即学即用”的工程师来说，可能需要辅以其他更侧重实践操作的参考资料来填补理论与实际应用之间的鸿沟。

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我对这本书的期望是能看到更多关于新型复合材料在极端荷载条件下的本构关系和失效模式的深入剖析，特别是针对那些在航空航天领域已经成熟但尚未完全渗透到民用工程的超高性能材料。很遗憾，本书在材料特性的探讨上显得有些浅尝辄止。大部分篇幅被分配给了“结构健康监测”（SHM）的技术层面，比如部署传感器网络、数据清洗和特征提取的流程。这些内容虽然重要，但对于一个以“材料”为重要定语的书名来说，我希望读到的是关于如何设计具有特定智能行为（比如应力依赖性颜色变化或电磁响应性）的聚合基质或纳米复合材料的化学合成路径和力学性能验证。书中对一些新兴材料的介绍，例如相变材料的热力学响应，仅仅停留在概念介绍层面，缺乏关键的性能参数对比和不同批次产品间的可重复性讨论。这使得这本书更像是一本工程信息学的综述，而非材料科学的深度探索。如果作者能用更具说服力的实验数据来支撑其对“智能”的定义，并花更多笔墨在材料的制备与尺度效应上，其价值将大大提升。

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从装帧和排版来看，这本书体现了出版方对技术类书籍应有水准的追求，图表质量清晰，公式推导步骤详尽，这在学术著作中是值得称赞的。然而，在我看来，本书最大的不足在于其对“工程伦理”和“数据安全”议题的忽视。当我们将数以万计的传感器实时收集到的关于国家重要基础设施的健康数据汇集到云端时，如何确保这些数据的完整性、防止恶意篡改以及在发生灾难时数据的可恢复性，是土木工程师必须面对的严肃问题。书中完全没有涉及这方面的讨论，仿佛智能工程的实现是一条纯技术路线，而忽视了其背后的社会责任和法律框架。一个真正前沿的“智能”领域的著作，理应涵盖技术实现的可持续性、可维护性以及对系统风险的评估。因此，这本书虽然在技术前沿上有所涉猎，但其广度和对工程实践的全面性考量，仍有待加强，使得它在成为一本指导性的、全面的参考书方面留下了明显的空白。

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这本书的组织结构和行文风格，坦率地说，让我感觉像是阅读了一系列高质量的会议论文集，而非一部统一撰写的专著。不同的章节在专业术语的使用频率和论证的严谨性上存在明显的波动。例如，关于“大数据与结构性能预测”的章节，充满了复杂的概率论和机器学习术语，语言高度专业化，需要读者具备扎实的统计学背景才能跟上作者的思路，其行文节奏快速且信息密度极大。但紧接着，关于“可持续性与循环经济在土木工程中的应用”的讨论，则显得相对温和和宏观，更偏向政策导向和理念倡导，论证过程相对舒缓，缺乏前一章那种令人窒息的密度感。这种风格上的巨大差异，使得阅读体验不够连贯。我经常需要停下来，在脑海中重新定位当前章节的知识体系在整个“智能土木工程”版图中的位置。对于希望通过单一资源系统学习该领域的读者来说，这种知识层面的不均衡性，可能会造成理解上的阻碍和疲劳。

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