土力學研究與探索

內容概要

土力學研究與探索：土力學理論新體系5講是作者2011年在科學出版社出版的《土力學研究與探索》的修訂版，刪除了“三軸試驗土樣變形數字圖像測量方法”一章的內容，增加了土力學基本平衡方程應用的內容，使得這一新體系更加系統，讀者更容易理解和接受。全書共分5講。從分析土力學物理力學量的定義出發(fā)，討論了對于空間分布不連續(xù)的土體材料，如何應用連續(xù)數學和連續(xù)介質力學的手段和工具來描述其物理力學性質；在此基礎上，以土體的每一相分別為獨立的分析對象，推導了飽和與非飽和土統一的平衡微分方程。以平衡微分方程為綱，給出了求解土壤滲流、土層應力應變的求解方法和簡單實例，以期向讀者展示飽和與非飽和土統一的理論體系框架。在穩(wěn)定分析方面，介紹了作者對土的抗剪強度理論的發(fā)展，以及作者發(fā)展的邊坡穩(wěn)定分析的有限元極限平衡法。
土力學研究與探索：土力學理論新體系5講可供土建、水利等部門從事科研、設計和勘察工作的工程技術人員參考，也可以作為巖土工程類有關專業(yè)的本科生、研究生的專業(yè)教材。

書籍目錄

前言第1講 土的狀態(tài)變量定義及其連續(xù)性1.1 土的狀態(tài)變量的定義方法1.1.1 連續(xù)介質的概念1.1.2 土體一點狀態(tài)變量的定義1.1.3 孔隙面積和孔隙長度1.1.4 代表體積1.2 土體應力1.2.1 干土的土骨架應力1.2.2 飽和土的土骨架應力1.2.3 非飽和土的土骨架應力小結與評述參考文獻第2講 土力學平衡微分方程2.1 土力學平衡微分方程2.1.1 總應力平衡微分方程2.1.2 孔隙流體引起的土骨架應力2.1.3 飽和土體平衡微分方程2.1.4 非飽和土體平衡微分方程2.1.5 含氣泡飽和土的平衡微分方程2.2 土骨架應力方程2.2.1 飽和土的土骨架應力方程2.2.2 非飽和土的土骨架應力方程2.2.3 含氣泡飽和土的土骨架應力方程2.2.4 統一的土骨架應力方程2.3 土的等效應力2.3.1 飽和土的等效應力2.3.2 非飽和土的等效應力2.4 關于有效應力原理的討論2.4.1 Terzaghi有效應力方程的物理基礎2.4.2 Skempton的修正公式為什么不適當2.4.3 有效應力和等效應力小結與評述參考文獻第3講 孔隙水的滲流方程3.1 靜止孔隙水的壓強和土水作用力3.2 孔隙水滲流的運動方程3.2.1 孔隙水滲流時的土水作用力3.2.2 飽和土中層流滲流的運動方程3.2.3 達西定律3.2.4 飽和土中紊流滲流的運動方程3.2.5 非飽和土中滲流的運動方程3.3 孔隙水的滲流方程3.3.1 連續(xù)方程3.3.2 飽和土的層流滲流方程3.3.3 非飽和土的滲流方程3.3.4 滲流計算的邊界條件3.3.5 封閉氣泡的逸出條件3.3.6 地表水入滲時孔隙氣體的逸出條件小結與評述參考文獻第4講 土體的應力變形計算4.1 應力應變本構關系4.2 變形連續(xù)性條件4.3 水平半空間無限土層自重作用下的應力應變4.4 側限壓縮條件下的應力和應變4.5 三軸應力條件下的應力與應變4.6 一般三維非飽和土層的應力應變小結與評述參考文獻第5講 土工結構滑動穩(wěn)定分析的有限元極限平衡法5.1 安全系數的定義5.1.1 土體沿滑動面的極限平衡狀態(tài)5.1.2 曲面上土體的極限平衡條件5.1.3 滑動穩(wěn)定安全系數的定義5.1.4 關于安全系數的討論5.2 最危險滑動面搜索方法5.2.1 穩(wěn)定分析問題的數學表述5.2.2 安全系數計算5.2.3 最危險滑動面搜索5.2.4 局部破壞和穩(wěn)定性分析5.3 有限元極限平衡法應用舉例5.3.1 自重作用下邊坡的穩(wěn)定分析5.3.2 存在軟弱夾層邊坡的穩(wěn)定分析5.3.3 極限承載力作用下邊坡和地基的穩(wěn)定分析5.3.4 土釘支護基坑邊坡的穩(wěn)定分析5.3.5 重力式擋土墻的穩(wěn)定分析5.3.6 基于確定性隨機地震響應分析的有限元邊坡穩(wěn)定分析5.3.7 土體結構局部破壞穩(wěn)定分析5.4 三維滑動穩(wěn)定分析5.4.1 三維有限元極限平衡法的安全系數定義5.4.2 滑動面搜索5.4.3 應用舉例小結與評述參考文獻

章節(jié)摘錄

　　土層中兩點的土水勢相等作為孔隙水靜止（處于靜力平衡狀態(tài)）的條件，只有在孔隙水連通的狀態(tài)，即孔隙水能夠傳遞壓強時才有意義。對于非飽和土，在其含水量大于殘余含水量時，孔隙水就可以傳遞壓強，亦即可以認為是連通的。在靜力平衡條件下，土的含水量（飽和度）與基質勢（基質吸力）之間的關系稱為土水特性曲線。該曲線可以通過土水特性試驗測得，因吸水過程或者排水過程而有所不同。試驗曲線顯示的是含水量（飽和度）與基質勢之間的對應關系，對于確定的吸水過程或者排水過程，只要知道含水量，根據土水特性曲線，就可以知道在靜力平衡條件下相應的基質勢；反過來，知道基質勢，就可以知道對應的穩(wěn)態(tài)含水量，土水特性曲線反映著土體固有的持水性質，是土的另一種本構關系。　　當孔隙水連通時，孔隙水的靜止平衡要求土層中任意兩點的土水勢相等。如果兩點之間存在土水勢差，則必然會導致孔隙水的運動。由前面的討論可知，在均質土層中，當孔隙水處于靜止平衡狀態(tài)時，基質勢等于負的重力勢。因此，在地下水位以上，土層含水量沿高程z的分布，即含水量與高程z的關系反映著含水量與基質勢的關系。也就是說，對于孔隙水處于靜止平衡狀態(tài)的土層，含水量沿高程的分布符合土水特性曲線。換句話說，測得了土水特性曲線，就可以預知在孔隙水靜力平衡條件下，含水量沿高程的分布，這種分布可能因土層歷經排水或吸水過程的不同而不同，但它是確定的。這意味著可以通過測取靜水位以上恒溫土柱的穩(wěn)態(tài)含水量分布得到土水特性曲線?！　　?/pre>








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