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非饱和土力学

科学与自然 地球物理学

  • ISBN:9787040343465
  • 作者:[美]Ning,Lu(卢宁),[美]Wi
  • 印次:3
  • 字数:570000
  • 开本:16开
  • 版次:1
  • 用纸:胶版纸
  • 页数:403
  • 出版社:高等教育出版社
  • 出版时间:2012-06-01
  • 印刷时间:2021-06-01
  • 中图法分类号:TU43

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基本信息

  • 商品名:[正版图书]非饱和土力学
  • ISBN:9787040343465
  • 定价:79
  • 出版社:高等教育出版社
  • 作者:[美]Ning,Lu(卢宁),[美]William,J.Likos

参考信息(以实物为准)

  • 出版时间:2012-06-01
  • 印刷时间:2021-06-01
  • 版次:1
  • 印次:3
  • 包装:平装
  • 开本:16开
  • 用纸:胶版纸
  • 页数:403
  • 字数:570000

内容简介

《非饱和土力学》使用逻辑思维、物理推理与数学推导的方法,采用热力学、力学与水文学中非常基本的原理与方法探讨了非饱和土力学的基本原理,阐明了这些基本原理在非饱和土中应力与流动现象中的应用,论述和评价了描述应力与流动现象的状态□量和材料□量的常用的测量与模拟技术。
《非饱和土力学》将微观物理原理与宏观热力学理论结合起来,论述非饱和土的孔隙持水特性与皮力状态。
《非饱和土力学》使用大量的实例,深入浅出地论述了非饱和土力学突飞猛进的研究进展,包括有效应力的适用性、液体和气体流动、基质吸力和渗透系数的测量技术等。
《非饱和土力学》是土木工程、环境工程、土壤学、地下水动力学、地球科学等领域中学生难得的教科书,也是专业岩土工程师、土壤学者、地质工作者、结构工程师非常有价值的参考书。

前言序言

尽管在岩土工程实践中遇到的很多情况(即使不是绝大多数)都与非饱和土有关,但传统的分析和设计方法建立在两个具有代表性的、极端的假设条件上,即土体处于完全饱和或完全干燥状态。做出这样假定的主要动机在于测定仅包含单相流体(即气体或水)的土体参数要比测定包含两相流体(即气体和水均有)的土体参数容易得多,从而可以大大地简化理论和设计工作。做出这样假定的主要理由在于上述方法偏于保守(安全)。例如,对具有相同孔隙比的同一种土体来说,饱和状态时的抗剪强度低于非饱和状态时的抗剪强度。然而,在过去的十来年里,一些反省和深思促使人们必须重新评价上述方法。
首先,土体饱和的假定显然与一些工程应用条件不一致,比如用饱和土力学评价膨胀土体地基的隆起是不符合实际的。其次,科学技术的进步提高了人们在测量、描绘和预测非饱和土特征、行为与性能等方面的能力。再者,日益上升的土建成本使偏于保守的设计方式逐渐失去其经济方面的吸引力。因此,近年来把非饱和土力学原理应用到解决与非饱和土条件相关的岩土工程问题的方□□得到了越来越多的认同。
遗憾的是,当前针对从事非饱和土力学的工作者的教学与培训十分有限。一方面是缺乏从事非饱和土力学教学工作的教师;另一方面是因为无法提供系统的非饱和土力学课程,尤其缺乏系统论述非饱和土力学基础原理的教材。
《非饱和土力学》的诞生,是为了满足当前的两大需求:岩土工程师需要越来越多的非饱和土力学知识,以及目前在非饱和主力学教学、科研工作中尚存在一些□限性。在撰写该书的过程中,作者着重阐述基本原理。这是因为建立在基本原理之上的知识不但可以经受时间的考验,而且可以从广度和深度上提供有效的途径去解决实际问题。该书讲述了非饱和土的应力和强度理论方面的新进展,涵盖了非饱和土含水量和应力状态的微观物理学原理和宏观热力学理论。作者系统、详细地论述了非饱和土参数的测量技术和模拟方法,为与此相关的研究工作提供了重要的理论基础。总之,《非饱和土力学》的撰写十分清晰和简练,全面、综合地体现了本学科所涉及的相关知识。该书在未来很多年里,一定会成为从事非饱和土力学科研、教学与工程实践等工作人员的有价值的教材与参考资料。

目录

序言
前言
相关符号及单位

绪论
□□章 非饱和土状态
1.1 非饱和土现象
1.1.1 非饱和土力学的定义
1.1.□ 非饱和土力学的跨学科属性
1.1.3 非饱和土现象的分类
1.□ 本书内容与撰写结构
1.□.1 章节结构
1.□.□ “岩土力学”与“环境岩土工程”课程内容选学建议
1.3大自然与工程中的非饱和土
1.3.1 水循环中的非饱和土
1.3.□ 全球化的气候因素
1.3.3 非饱和带与土的形成
1.3.4 工程实践中的非饱和土
1.4 含水量、孔隙压力与应力的垂直分布
1.4.1 非饱和状态下的应力
1.4 □饱和土含水量与应力的垂直分布:概念性图示
1.4.3 非饱和土含水量与应力的垂直分布:概念性图示
1.4.4 应力分析方法
1.5 状态□量、材料□量与本构定律
1.5.1 现象预测
1.5.□ 状态□量——水头
1.5.3 状态□量——有效应力
1.5.4 状态□量——净法向应力
1.6 土中水的吸力与势能
1.6.1 土体总吸力
1.6.□ 孔隙水势能
1.6.3 土体吸力单位
1.6.4 吸力形式与土一水特征曲线
本章习题

第Ⅰ部分 基本原理
第□章 材料□量
□.1 气体和水的物理性质
□.1.1 非饱和土的多相体系
□.1 □干燥空气的密度
□.1.3 水的密度
□.1.4 气体和水的黏滞性
□.1.5 流动方式
□.□ 分压力与相对湿度
□.□.1 非饱和土力学中的相对湿度
□.□.□ 气体组分与分压力
□.□.3 自由水与气体的平衡
□.□.4 孔隙水与气体的平衡
□.□.5 相对湿度
□.□.6 露点
□.3 潮湿气体的密度
□.3.1 水蒸气对空气密度的影响
□.3.□ 潮湿空气密度公式
□.4 表面张力
□.4.1 表面张力的来源
□.4.□ 穿过水-气交界面产生的压降
□.5 水的空化
□.5.1 空化与沸腾
□.5.□ 静态大气压力
□.5.3 空化压力
本章习题
第3章 相界面平衡
3.1 气体在水中的溶解度
3.1.1 亨利定律
3.1.□ 温度相关性
3.1.3 体积溶解系数
3.1.4 亨利定律常数与体积溶解系数
3.1.5 蒸汽作用的修正
3.1.6 质量溶解系数
3.□ 气体-水-固体交界面
3.□.1 两个水滴之间的平衡
3.□.□ 气体-水-固体交界面的平衡
3.□.3 接触角
3.□.4 非饱和土中的气体-水-固体交界面
3.3 蒸汽压降低效应
3.3.1 开尔文公式的意义
3.3.□ 开尔文公式的推导
3.3.3 毛细冷凝
3.4 土-水特征曲线
3.4.1 土体吸力与土中水
3.4.□ 毛细管模型
3.4.3 接触球模型
3.4.4 小结
本章习题
……

第Ⅱ部分 应力现象
第Ⅲ部分 流动现象
第Ⅳ部分 材料□量测量与模拟

参考资料
索引

作者简介

韦昌富,1965年生,博士,研究员。□006年入选中国科学院“百人计划”,并于□008年获得中国科学院“引进海外杰出人才计划”的择优支持。现任职于中国科学院武汉岩土力学□□□,为岩土力学与工程国家重点实验室副主任。
长期从事多相孔隙介质理论及其应用方面的研究,在多相孔隙介质连续理论、含天然气水合物沉积物力学特性、非饱和土力学等方面已取得多项重要的研究成果,其中包括:(1)揭示了多相孔隙介质连续理论的Lagrange结构,证明了该类理论与Biot多孔介质理论在一般意义上的等价性,并建立了能够模拟孔隙介质多相、多组分、多场耦合问题的理论框架;(□)奠定了模拟毛细滞盾问题的热力学基础,建立实用的毛细循环内□量模型,并提出了能系统地描述非饱和土的弹塑性□形和毛细循环过程耦合效应的本构理论;(3)建立了模拟微观、细观与宏观孔隙流动之间的跨尺度关联效应的理论模型,即多孔介质的非平衡流动理论模型,提出了确定多孔介质□部结构的声波探测技术以及快速确定非饱和水力学参数的有效方法。
发表论文80余篇(被SCI他引70余次),授权专利8项,省部级自然科学一等奖1项(排名第三)。国际土力学学会非饱和土分会理事.中国力学学会岩土力学专业委员会常务委员、中国爆破工程协会理事、湖北省力学学会常务理事,兼《岩土力学学报》编委。

Ning Lu,博士,美国科罗拉多矿业大学教授,讲授“非饱和土力学”与“水文学”等课程。研究方向为非饱和土力学,渗流一应力耦合作用及浅层滑坡的监测、分析与预测。他提出的吸应力与统一的有效应力原理,将非饱和土力学与传统的饱和土力学有机地结合在一起,是非饱和土力学领域标志性的成果。他主持研制的“土壤水分特征曲线和渗透系数实验室快速测量仪器”,使得非饱和细粒土脱湿、吸湿参数的测量时间大大缩短,促进了非饱和土力学的发展。他将非饱和土力学理论运用于浅层滑坡的监测和预测中,取得了非常好的效果。他分别于□007年与□010年获美国土木工程师学会Normal Medal奖和J.James Croes Medal奖。

William J.Likos,博士,美国威斯康星大学土木与环境工程系副教授,讲授“土力学”与“土质学”等课程。他曾是美国地质调查□的一名岩土工程师。他发表了多篇与非饱和土、膨胀土相关的论文。他是Geotechnical Testing Journal主编,美国土木工程师学会、黏土矿物学会会员。他分别于□005年与□007年获美国土木工程师学会Arthur Casogronde奖和Normol Medal奖。

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