Soils and Rock Instrumentation, Behavior, and Modeling pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Wei, Weihong (EDT)/ Chen, Renpeng (EDT)/ Ge, Louis (EDT)/ Tang, Boming (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:524.00元

装帧:

isbn号码:9780784410462

丛书系列:

图书标签:

• Soil mechanics
• Rock mechanics
• Instrumentation
• Geotechnical engineering
• Modeling
• In-situ stress
• Ground deformation
• Monitoring
• Foundation engineering
• Geophysics

《岩土工程中的量测、行为与模拟：探索地层深处的奥秘》 地壳，是我们赖以生存的基石，承载着人类文明的重量，也孕育着无穷的地质力量。从巍峨的山脉到深邃的地下空间，岩土体以其复杂多变的特性，构成了工程建设中最具挑战性的领域之一。在浩瀚的岩土工程世界中，理解并预测地层行为，是确保工程安全、经济、可持续发展的关键。本书《岩土工程中的量测、行为与模拟：探索地层深处的奥秘》正是在此背景下应运而生，它将带领读者深入探索岩土工程的精髓，聚焦于岩土体行为的精确量测、内在机制的深刻理解以及先进模拟技术的应用，旨在为从业者、研究者和学习者提供一个全面而系统的视角。 量测：洞察岩土体真实状态的眼睛 岩土体并非静态的泥土或石块，而是充满动态变化的复杂介质。温度、湿度、应力、应变、孔隙水压力、位移……这些参数的变化，无时无刻不在影响着地层的稳定性与承载能力。要准确把握地层的真实状态，精确的量测技术至关重要。本书的第一部分将详尽介绍岩土工程中各类先进的量测仪器与方法。 我们将首先探讨应力与应变监测。例如，土压力计，它们如同地层中的触角，能够实时感知深埋岩土体所承受的压力变化，无论是静态荷载下的缓慢积累，还是动态冲击引起的瞬时升高，都能被精确捕捉。应变片，以其小巧而灵敏的特性，被广泛应用于监测结构物与岩土体之间的相互作用，揭示荷载传递路径上的应力分布。我们还将深入研究孔隙水压力计，理解地下水压力如何影响岩土体的有效应力，进而改变其强度与变形特性。在一些关键工程，如大坝、隧道、地下洞室等，精准的孔隙水压力监测是防止失稳的生命线。 本书的另一个重点是位移监测。沉降仪、测斜仪、GPS/GNSS等高精度位移监测设备，能够捕捉地表、地下结构物以及边坡的微小形变。这些数据不仅是评估工程变形是否在可控范围内的重要依据，更能为预测潜在的滑动或塌陷提供预警信号。例如，在高边坡工程中，连续的位移监测能够及时发现滑坡的萌芽迹象，为采取抢险措施赢得宝贵时间。 此外，我们还将介绍温度、湿度、渗透性等环境参数的监测技术。温度变化对某些岩土体（如冻土）的行为有着显著影响；土壤的湿度直接关系到其强度和稳定性；渗透性则决定了地下水流动的速度与方向，进而影响孔隙水压力的发展。本书将介绍用于量测这些参数的先进传感器，以及如何将多源监测数据进行融合分析，以获得对岩土体行为更全面的理解。 量测技术的先进性与可靠性，直接决定了我们对岩土体行为认识的深度与广度。本书将结合丰富的案例，详细阐述各种量测仪器的原理、安装要点、数据处理方法以及在实际工程中的应用经验，帮助读者构建一套科学有效的岩土体监测体系。 行为：解构岩土体的内在逻辑 仅仅量测到数据是远远不够的，更重要的是理解这些数据背后所反映的岩土体行为机制。本书的第二部分将深入剖析岩土体的基本力学行为，包括其强度、变形、流变、动力响应以及特殊的岩土体（如软土、膨胀土、冻土）的行为特性。 我们将从应力-应变关系入手，这是岩土力学中最核心的概念之一。本书将介绍经典的强度理论，如莫尔-库仑理论，并探讨其在不同工程条件下的适用性与局限性。同时，我们也将关注现代岩土力学中更精细化的本构模型，例如弹塑性模型、损伤模型等，它们能够更准确地描述岩土体在加载与卸载过程中的非线性响应。 孔隙水压力与有效应力的相互作用是理解岩土体行为的关键。本书将详细阐述固结理论，解释饱和土体在荷载作用下如何排水固结，以及孔隙水压力消散对土体强度与变形的影响。对这一过程的深入理解，对于设计基础、边坡稳定以及地下结构物尤为重要。 流变行为是岩土体在长期荷载作用下发生的缓慢变形，这在许多工程中不容忽视。本书将介绍蠕变、松弛等流变现象，并探讨各种流变本构模型，如Kelvin模型、Maxwell模型等，以及它们在模拟岩土体长期行为中的应用。 动力响应，包括地震作用下的行为，是岩土工程安全评估的另一重要环节。本书将介绍动力分析的基本原理，如振动理论、动力相似准则等，并分析地震波传播、场地土动力特性、液化等现象，为抗震设计提供理论依据。 此外，本书还将专门章节讨论特殊岩土体的行为。例如，软弱土层在长期荷载下容易发生严重的沉降，其加固与处理是常见工程难题；膨胀土在吸水和失水过程中会发生显著的体积膨胀和收缩，对工程结构造成破坏；冻土则在温度变化下表现出独特的力学行为，如蠕变、融沉等。本书将系统阐述这些特殊岩土体的成因、特性以及相应的工程处理技术。 通过对岩土体基本行为和特殊性质的深入剖析，本书旨在帮助读者建立起对岩土体力学行为的直观认知，为后续的模拟与设计奠定坚实的基础。 模拟：预测与优化工程方案的利器 基于精确的量测数据和对岩土体行为的深刻理解，我们可以运用先进的模拟技术，对工程的潜在行为进行预测，并优化设计方案。《岩土工程中的量测、行为与模拟：探索地层深处的奥秘》的第三部分将聚焦于数值模拟方法及其在岩土工程中的应用。 本书将重点介绍有限元法（FEM），这是目前岩土工程领域应用最广泛的数值模拟技术之一。我们将详细阐述有限元法的基本原理，包括单元划分、形函数选取、方程组建立与求解等过程。在此基础上，本书将重点介绍如何将前面讨论的各类岩土本构模型（线弹性、弹塑性、损伤、流变模型等）融入有限元分析框架中。 除了有限元法，我们还将介绍有限差分法（FDM）和离散单元法（DEM）。有限差分法在处理连续介质的边界条件和某些特定问题时具有优势。而离散单元法，尤其擅长模拟岩土体中颗粒状材料的离散性行为，对于研究如边坡失稳、隧道开挖扰动等问题，能够提供更精细的模拟结果。 本书将通过一系列典型工程案例，展示模拟技术的强大应用能力。例如，基础工程中，模拟可以预测桩基础、筏板基础在荷载作用下的沉降与内力分布；边坡工程中，模拟可以评估不同支护方案下的边坡稳定性，预测失稳模式；隧道工程中，模拟可以分析隧道开挖对周边环境的影响，优化支护结构设计；水利工程中，模拟可以预测大坝或水库对地层的影响，评估渗流与稳定性。 本书的模拟部分还将强调模型率定与验证的重要性。模拟结果的可靠性，很大程度上取决于输入参数的准确性以及模型本身的适用性。我们将介绍如何利用现场量测数据来校准数值模型，确保模拟结果与实际情况相符，从而提高模拟的预测能力。 最后，本书将展望岩土工程模拟技术的发展趋势，包括多场耦合模拟（如力-渗-温耦合），随机模拟，以及机器学习与人工智能在岩土工程模拟中的应用，它们正为岩土工程的智能化发展注入新的活力。 结语 《岩土工程中的量测、行为与模拟：探索地层深处的奥秘》是一部旨在提升岩土工程从业者和研究者专业能力的综合性著作。它不仅仅罗列理论，更注重将理论与实践紧密结合，通过丰富的案例和详实的解析，引导读者掌握量测、理解行为、并熟练运用模拟技术。本书的出版，期望能够为岩土工程领域的科学研究、技术进步和工程实践贡献一份力量，确保人类在与地层互动过程中，实现更加安全、可靠、可持续的发展。

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