土力學(xué)研究與探索

內(nèi)容概要

土力學(xué)研究與探索：土力學(xué)理論新體系5講是作者2011年在科學(xué)出版社出版的《土力學(xué)研究與探索》的修訂版，刪除了“三軸試驗(yàn)土樣變形數(shù)字圖像測量方法”一章的內(nèi)容，增加了土力學(xué)基本平衡方程應(yīng)用的內(nèi)容，使得這一新體系更加系統(tǒng)，讀者更容易理解和接受。全書共分5講。從分析土力學(xué)物理力學(xué)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(yīng)用連續(xù)數(shù)學(xué)和連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的手段和工具來描述其物理力學(xué)性質(zhì)；在此基礎(chǔ)上，以土體的每一相分別為獨(dú)立的分析對象，推導(dǎo)了飽和與非飽和土統(tǒng)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(yīng)力應(yīng)變的求解方法和簡單實(shí)例，以期向讀者展示飽和與非飽和土統(tǒng)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(qiáng)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(xué)研究與探索：土力學(xué)理論新體系5講可供土建、水利等部門從事科研、設(shè)計(jì)和勘察工作的工程技術(shù)人員參考，也可以作為巖土工程類有關(guān)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(zhì)的概念1.1.2 土體一點(diǎn)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(yīng)力1.2.1 干土的土骨架應(yīng)力1.2.2 飽和土的土骨架應(yīng)力1.2.3 非飽和土的土骨架應(yīng)力小結(jié)與評述參考文獻(xiàn)第2講 土力學(xué)平衡微分方程2.1 土力學(xué)平衡微分方程2.1.1 總應(yīng)力平衡微分方程2.1.2 孔隙流體引起的土骨架應(yīng)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(yīng)力方程2.2.1 飽和土的土骨架應(yīng)力方程2.2.2 非飽和土的土骨架應(yīng)力方程2.2.3 含氣泡飽和土的土骨架應(yīng)力方程2.2.4 統(tǒng)一的土骨架應(yīng)力方程2.3 土的等效應(yīng)力2.3.1 飽和土的等效應(yīng)力2.3.2 非飽和土的等效應(yīng)力2.4 關(guān)于有效應(yīng)力原理的討論2.4.1 Terzaghi有效應(yīng)力方程的物理基礎(chǔ)2.4.2 Skempton的修正公式為什么不適當(dāng)2.4.3 有效應(yīng)力和等效應(yīng)力小結(jié)與評述參考文獻(xiàn)第3講 孔隙水的滲流方程3.1 靜止孔隙水的壓強(qiáng)和土水作用力3.2 孔隙水滲流的運(yùn)動(dòng)方程3.2.1 孔隙水滲流時(shí)的土水作用力3.2.2 飽和土中層流滲流的運(yùn)動(dòng)方程3.2.3 達(dá)西定律3.2.4 飽和土中紊流滲流的運(yùn)動(dòng)方程3.2.5 非飽和土中滲流的運(yùn)動(dòng)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(jì)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(shí)孔隙氣體的逸出條件小結(jié)與評述參考文獻(xiàn)第4講 土體的應(yīng)力變形計(jì)算4.1 應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)關(guān)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(yīng)力應(yīng)變4.4 側(cè)限壓縮條件下的應(yīng)力和應(yīng)變4.5 三軸應(yīng)力條件下的應(yīng)力與應(yīng)變4.6 一般三維非飽和土層的應(yīng)力應(yīng)變小結(jié)與評述參考文獻(xiàn)第5講 土工結(jié)構(gòu)滑動(dòng)穩(wěn)定分析的有限元極限平衡法5.1 安全系數(shù)的定義5.1.1 土體沿滑動(dòng)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(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù)的定義5.1.4 關(guān)于安全系數(shù)的討論5.2 最危險(xiǎn)滑動(dòng)面搜索方法5.2.1 穩(wěn)定分析問題的數(shù)學(xué)表述5.2.2 安全系數(shù)計(jì)算5.2.3 最危險(xiǎn)滑動(dòng)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(yīng)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(hù)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(jī)地震響應(yīng)分析的有限元邊坡穩(wěn)定分析5.3.7 土體結(jié)構(gòu)局部破壞穩(wěn)定分析5.4 三維滑動(dòng)穩(wěn)定分析5.4.1 三維有限元極限平衡法的安全系數(shù)定義5.4.2 滑動(dòng)面搜索5.4.3 應(yīng)用舉例小結(jié)與評述參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　土層中兩點(diǎn)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(qiáng)時(shí)才有意義。對于非飽和土，在其含水量大于殘余含水量時(shí)，孔隙水就可以傳遞壓強(qiáng)，亦即可以認(rèn)為是連通的。在靜力平衡條件下，土的含水量（飽和度）與基質(zhì)勢（基質(zhì)吸力）之間的關(guān)系稱為土水特性曲線。該曲線可以通過土水特性試驗(yàn)測得，因吸水過程或者排水過程而有所不同。試驗(yàn)曲線顯示的是含水量（飽和度）與基質(zhì)勢之間的對應(yīng)關(guān)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(jù)土水特性曲線，就可以知道在靜力平衡條件下相應(yīng)的基質(zhì)勢；反過來，知道基質(zhì)勢，就可以知道對應(yīng)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(zhì)，是土的另一種本構(gòu)關(guān)系?！　‘?dāng)孔隙水連通時(shí)，孔隙水的靜止平衡要求土層中任意兩點(diǎn)的土水勢相等。如果兩點(diǎn)之間存在土水勢差，則必然會(huì)導(dǎo)致孔隙水的運(yùn)動(dòng)。由前面的討論可知，在均質(zhì)土層中，當(dāng)孔隙水處于靜止平衡狀態(tài)時(shí)，基質(zhì)勢等于負(fù)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(guān)系反映著含水量與基質(zhì)勢的關(guān)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(yù)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(jīng)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。　　……

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