高等土力学原理
出版时间:
2023-06
版次:
1
ISBN:
9787512149410
定价:
115.00
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其他
开本:
16开
纸张:
胶版纸
字数:
1,178.000千字
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《高等土力学原理》是用于岩土工程专业研究生教学的高等土力学教材，该书仅涉及土力学基础理论方面的内容。土力学原理包括两方面的内容：土质学和土力学，土质学的内容在目前高等土力学教材中好像成了被遗忘的角色。与国内其他教材相比，《高等土力学原理》的特点是深入和广泛。深入需要读者阅读时自己去比较和体会；广泛是指包括一些其他高等土力学教材没有的内容，如土质学、临界状态土力学和非饱和土力学等。《高等土力学原理》上篇适合于博士研究生的教学（也可供工程地质专业的研究生参考），下篇适合于硕士研究生的教学。《高等土力学原理》也为土力学理论的研究者提供了土力学方面必要的基础性知识，使研究者能够夯实基础，站在巨人的肩膀上，继续前行。 本书可供岩土工程、工程地质、土木工程、水利工程、铁道工程、公路工程等专业的研究生、教师及研究和技术人员参考。 赵成刚，北京交通大学二级教授，曾任北京交通大学岩土工程学科学术带头人、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会理事。
主持国家自然科学基金5项。发表SCI论文30多篇、El论文40多篇。获国家科技进步二等奖1项。主编本科生教材《土力学原理》、研究生教材《临界状态土力学》；与刘艳教授合作出版《理性土力学与热力学》；以第一作者身份出版专著《生命线地震工程》。
赵成刚等人在国际上率先采用饱和多孔介质Biot动力理论模拟局部不均匀场地的地震波散射问题，取得了一系列的解析解。在国际上最早建立了两相饱和多孔介质波动问题的显式有限元方法和相应的人工边界。以多相孔隙介质理论作为理论框架，推导出包括多种外界因素作用和岩土内部结构变化的功和能量表达式及与之相应的广义有效应力，并提出了非饱和土广义有效应力原理。在考虑气相压力变化影响的非饱和土本构关系及土体统一的多场耦合非线性理论方面取得了原创性成果。刘艳，北京交通大学土建学院副教授。李舰，北京交通大学土建学院副教授。尹振宇，香港理工大学土木与环境工程系副教授。蔡国庆，北京交通大学土建学院教授。 1绪论1
1.1土力学理论发展的简单概述1
1.2土的工程性质和特点3
1.3土力学理论的特点（预测的不确定性）5
1.4从更加宽广的视角发展现有的土力学理论11
思考题13
上篇
2土的形成17
2.1地壳的构造17
2.2地壳的物质组成19
2.3地质循环作用19
2.4风化作用24
2.5运移和沉积31
2.6沉积后的成土作用32
2.7本章结语43
思考题43
3土矿物学简介44
3.1土中非黏土矿物45
3.2黏土矿物的基本结构48
3.3黏土矿物中晶片之间和晶层之间的联结和相互作用65
3.4表面现象66
3.5各黏土矿物结构、同晶置换和表面积的主要特征67
3.6黏土矿物特征的总结77
3.7可溶盐类82
3.8有机质82
3.9黏土矿物的来源82
3.10确定土的组成83
3.11X射线衍射分析86
3.12矿物成分分析的其他方法93
3.13土的矿物成分的定量分析94
3.14本章结语96
思考题97
4土-水物理化学的相互作用98
4.1水与冰的内部结构98
4.2水中溶解离子的影响101
4.3土颗粒表面吸附作用的机理102
4.4吸附水的结构和性质104
4.5土-水-电解质系统108
4.6土-水系统中离子的分布108
4.7扩散双电层理论基础109
4.8系统变量对扩散双电层的影响112
4.9Gouy-Chapman扩散双电层模型的局限性113
4.10能量和斥力117
4.11长程引力118
4.12相互作用的净能量119
4.13阳离子交换120
4.14阳离子置换的理论122
4.15土-无机化学的相互作用123
4.16土-有机化学的相互作用124
4.17本章结语124
思考题125
5土的结构和组构126
5.1组构及其定义127
5.2单个颗粒形成的组构133
5.3细小颗粒的组构138
5.4孔隙比及其分布138
5.5用于组构分析土样的获取和制备139
5.6组构研究的方法143
5.7孔隙尺寸及其分布的分析149
5.8确定土组构特征的间接方法151
5.9本章结语154
思考题154
6土的成分、形成、结构与其工程性质和稳定性155
6.1土的成分与其工程性质关系概述155
6.2土的结构与工程性质概述157
6.3研究土的成分和工程性质之间关系的方法157
6.4粒状土的工程性质158
6.5黏土的控制性影响因素167
6.6黏土的Atterberg界限含水量168
6.7可置换阳离子和pH的影响172
6.8黏土矿物的工程性质172
6.9土中有机物的影响178
6.10土的成分及其影响小结181
6.11土的结构概念的发展181
6.12残积土186
6.13地表残积土及其分类192
6.14陆相沉积193
6.15海相与陆相混合沉积196
6.16海相沉积197
6.17化学和生物沉积199
6.18关于土的组构、结构与其工程性质关系的一般性考虑200
6.19土的组构及其性质的各向异性205
6.20砂土的组构和液化210
6.21敏感性及其产生的原因213
6.22敏感黏土性质与其他指标、变量的相互关系224
6.23分散黏土229
6.24土的崩解232
6.25湿陷土和膨胀土232
6.26硬土和软岩234
6.27本章结语235
思考题236
下篇
7土的均匀、连续化和变量的选择及有效应力和粒间应力241
7.1概述241
7.2热力学的一些基本概念242
7.3表征体元245
7.4变量的选择和有效应力252
7.5粒间应力的作用253
7.6有效应力的进一步讨论264
思考题267
8土的一般性质和体积变形268
8.1土的一般力学性质268
8.2土的应力形式及其强度和变形272
8.3土力学实验273
8.4颗粒之间的物理相互作用276
8.5土的体积变形及其对土的力学性质和渗透性的影响283
8.6土的各向同性压缩和膨胀285
8.7一维压缩和膨胀与各向同性压缩和膨胀及三维轴对称压缩和膨胀的比较289
8.8有关土体积变化的深入探讨292
8.9场地的水平应力313
思考题316
9临界状态土力学1：土的基本概念和行为318
9.1概述318
9.2三维轴对称情况下的应力和应变320
9.3正常固结土323
9.4土的临界状态324
9.5正常固结黏土的偏应力作用和体积变形340
9.6超固结土的偏应力作用和体积变形355
9.7砂土的偏应力作用和体积变形368
思考题379
10临界状态土力学2：剑桥模型381
10.1概述381
10.2土的线弹性变形382
10.3土的塑性变形388
10.4原始剑桥模型392
10.5修正剑桥模型397
10.6不排水情况下剑桥模型塑性应变增量方程400
10.7三轴伸长情况401
10.8三维主应力空间中土的屈服面和状态边界面402
10.9采用通过三轴压缩实验得到的参数预测平面应变条件下土的行为417
10.10三维空间中土的应力作用的讨论422
10.11主应力轴旋转的影响427
10.12土体的刚度427
10.13土性指标的确定430
10.14剑桥模型的优点和局限性431
10.15例题433
思考题441
11土的强度理论443
11.1土的抗剪强度446
11.2莫尔-库仑强度理论454
11.3莫尔-库仑强度理论的应用及其参数的确定462
11.4三维强度理论476
11.5影响土强度的因素489
11.6砂土的抗剪强度参数500
11.7黏土的抗剪强度参数507
11.8土的残余状态和残余强度509
11.9混合土的强度513
11.10土的黏聚力517
11.11土的抗拉强度和抗拉剪耦合作用强度理论519
思考题529
12饱和土的固结理论531
12.1太沙基一维固结理论531
12.2太沙基一维固结方程的求解533
12.3一维固结理论的发展538
12.4三维固结理论543
思考题549
13土的流变551
13.1流变是什么551
13.2软黏土流变的微观解释552
13.3软黏土的三大流变特性554
13.4流变本构理论研究576
13.5三维流变本构模型583
13.6三大流变特性的统一性589
13.7流变本构理论的应用研究594
13.8结论604
思考题604
14非饱和土力学606
14.1概述606
14.2吸力与土水特征曲线607
14.3独立状态变量的选择613
14.4非饱和土的强度理论618
14.5非饱和土的变形理论626
思考题642
15土的渗流643
15.1概述643
15.2饱和土的渗透性和渗流定律643
15.3饱和土的渗透系数647
15.4非饱和土的渗透性649
15.5非饱和土的渗透系数652
15.6渗透系数的测定656
思考题663
16土的多场多变量耦合理论664
16.1概述664
16.2流动规律和耦合流动665
16.3多孔介质理论666
16.4水-力（HM）耦合方程673
16.5热-水-力（THM）耦合方程（高温）677
16.6热-水-力（THM）耦合控制方程（低温）680
16.7水-力-化（HMC）耦合控制方程682
参考文献686
编后语721
-
内容简介:
《高等土力学原理》是用于岩土工程专业研究生教学的高等土力学教材，该书仅涉及土力学基础理论方面的内容。土力学原理包括两方面的内容：土质学和土力学，土质学的内容在目前高等土力学教材中好像成了被遗忘的角色。与国内其他教材相比，《高等土力学原理》的特点是深入和广泛。深入需要读者阅读时自己去比较和体会；广泛是指包括一些其他高等土力学教材没有的内容，如土质学、临界状态土力学和非饱和土力学等。《高等土力学原理》上篇适合于博士研究生的教学（也可供工程地质专业的研究生参考），下篇适合于硕士研究生的教学。《高等土力学原理》也为土力学理论的研究者提供了土力学方面必要的基础性知识，使研究者能够夯实基础，站在巨人的肩膀上，继续前行。 本书可供岩土工程、工程地质、土木工程、水利工程、铁道工程、公路工程等专业的研究生、教师及研究和技术人员参考。
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作者简介:
赵成刚，北京交通大学二级教授，曾任北京交通大学岩土工程学科学术带头人、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会理事。
主持国家自然科学基金5项。发表SCI论文30多篇、El论文40多篇。获国家科技进步二等奖1项。主编本科生教材《土力学原理》、研究生教材《临界状态土力学》；与刘艳教授合作出版《理性土力学与热力学》；以第一作者身份出版专著《生命线地震工程》。
赵成刚等人在国际上率先采用饱和多孔介质Biot动力理论模拟局部不均匀场地的地震波散射问题，取得了一系列的解析解。在国际上最早建立了两相饱和多孔介质波动问题的显式有限元方法和相应的人工边界。以多相孔隙介质理论作为理论框架，推导出包括多种外界因素作用和岩土内部结构变化的功和能量表达式及与之相应的广义有效应力，并提出了非饱和土广义有效应力原理。在考虑气相压力变化影响的非饱和土本构关系及土体统一的多场耦合非线性理论方面取得了原创性成果。刘艳，北京交通大学土建学院副教授。李舰，北京交通大学土建学院副教授。尹振宇，香港理工大学土木与环境工程系副教授。蔡国庆，北京交通大学土建学院教授。
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目录:
1绪论1
1.1土力学理论发展的简单概述1
1.2土的工程性质和特点3
1.3土力学理论的特点（预测的不确定性）5
1.4从更加宽广的视角发展现有的土力学理论11
思考题13
上篇
2土的形成17
2.1地壳的构造17
2.2地壳的物质组成19
2.3地质循环作用19
2.4风化作用24
2.5运移和沉积31
2.6沉积后的成土作用32
2.7本章结语43
思考题43
3土矿物学简介44
3.1土中非黏土矿物45
3.2黏土矿物的基本结构48
3.3黏土矿物中晶片之间和晶层之间的联结和相互作用65
3.4表面现象66
3.5各黏土矿物结构、同晶置换和表面积的主要特征67
3.6黏土矿物特征的总结77
3.7可溶盐类82
3.8有机质82
3.9黏土矿物的来源82
3.10确定土的组成83
3.11X射线衍射分析86
3.12矿物成分分析的其他方法93
3.13土的矿物成分的定量分析94
3.14本章结语96
思考题97
4土-水物理化学的相互作用98
4.1水与冰的内部结构98
4.2水中溶解离子的影响101
4.3土颗粒表面吸附作用的机理102
4.4吸附水的结构和性质104
4.5土-水-电解质系统108
4.6土-水系统中离子的分布108
4.7扩散双电层理论基础109
4.8系统变量对扩散双电层的影响112
4.9Gouy-Chapman扩散双电层模型的局限性113
4.10能量和斥力117
4.11长程引力118
4.12相互作用的净能量119
4.13阳离子交换120
4.14阳离子置换的理论122
4.15土-无机化学的相互作用123
4.16土-有机化学的相互作用124
4.17本章结语124
思考题125
5土的结构和组构126
5.1组构及其定义127
5.2单个颗粒形成的组构133
5.3细小颗粒的组构138
5.4孔隙比及其分布138
5.5用于组构分析土样的获取和制备139
5.6组构研究的方法143
5.7孔隙尺寸及其分布的分析149
5.8确定土组构特征的间接方法151
5.9本章结语154
思考题154
6土的成分、形成、结构与其工程性质和稳定性155
6.1土的成分与其工程性质关系概述155
6.2土的结构与工程性质概述157
6.3研究土的成分和工程性质之间关系的方法157
6.4粒状土的工程性质158
6.5黏土的控制性影响因素167
6.6黏土的Atterberg界限含水量168
6.7可置换阳离子和pH的影响172
6.8黏土矿物的工程性质172
6.9土中有机物的影响178
6.10土的成分及其影响小结181
6.11土的结构概念的发展181
6.12残积土186
6.13地表残积土及其分类192
6.14陆相沉积193
6.15海相与陆相混合沉积196
6.16海相沉积197
6.17化学和生物沉积199
6.18关于土的组构、结构与其工程性质关系的一般性考虑200
6.19土的组构及其性质的各向异性205
6.20砂土的组构和液化210
6.21敏感性及其产生的原因213
6.22敏感黏土性质与其他指标、变量的相互关系224
6.23分散黏土229
6.24土的崩解232
6.25湿陷土和膨胀土232
6.26硬土和软岩234
6.27本章结语235
思考题236
下篇
7土的均匀、连续化和变量的选择及有效应力和粒间应力241
7.1概述241
7.2热力学的一些基本概念242
7.3表征体元245
7.4变量的选择和有效应力252
7.5粒间应力的作用253
7.6有效应力的进一步讨论264
思考题267
8土的一般性质和体积变形268
8.1土的一般力学性质268
8.2土的应力形式及其强度和变形272
8.3土力学实验273
8.4颗粒之间的物理相互作用276
8.5土的体积变形及其对土的力学性质和渗透性的影响283
8.6土的各向同性压缩和膨胀285
8.7一维压缩和膨胀与各向同性压缩和膨胀及三维轴对称压缩和膨胀的比较289
8.8有关土体积变化的深入探讨292
8.9场地的水平应力313
思考题316
9临界状态土力学1：土的基本概念和行为318
9.1概述318
9.2三维轴对称情况下的应力和应变320
9.3正常固结土323
9.4土的临界状态324
9.5正常固结黏土的偏应力作用和体积变形340
9.6超固结土的偏应力作用和体积变形355
9.7砂土的偏应力作用和体积变形368
思考题379
10临界状态土力学2：剑桥模型381
10.1概述381
10.2土的线弹性变形382
10.3土的塑性变形388
10.4原始剑桥模型392
10.5修正剑桥模型397
10.6不排水情况下剑桥模型塑性应变增量方程400
10.7三轴伸长情况401
10.8三维主应力空间中土的屈服面和状态边界面402
10.9采用通过三轴压缩实验得到的参数预测平面应变条件下土的行为417
10.10三维空间中土的应力作用的讨论422
10.11主应力轴旋转的影响427
10.12土体的刚度427
10.13土性指标的确定430
10.14剑桥模型的优点和局限性431
10.15例题433
思考题441
11土的强度理论443
11.1土的抗剪强度446
11.2莫尔-库仑强度理论454
11.3莫尔-库仑强度理论的应用及其参数的确定462
11.4三维强度理论476
11.5影响土强度的因素489
11.6砂土的抗剪强度参数500
11.7黏土的抗剪强度参数507
11.8土的残余状态和残余强度509
11.9混合土的强度513
11.10土的黏聚力517
11.11土的抗拉强度和抗拉剪耦合作用强度理论519
思考题529
12饱和土的固结理论531
12.1太沙基一维固结理论531
12.2太沙基一维固结方程的求解533
12.3一维固结理论的发展538
12.4三维固结理论543
思考题549
13土的流变551
13.1流变是什么551
13.2软黏土流变的微观解释552
13.3软黏土的三大流变特性554
13.4流变本构理论研究576
13.5三维流变本构模型583
13.6三大流变特性的统一性589
13.7流变本构理论的应用研究594
13.8结论604
思考题604
14非饱和土力学606
14.1概述606
14.2吸力与土水特征曲线607
14.3独立状态变量的选择613
14.4非饱和土的强度理论618
14.5非饱和土的变形理论626
思考题642
15土的渗流643
15.1概述643
15.2饱和土的渗透性和渗流定律643
15.3饱和土的渗透系数647
15.4非饱和土的渗透性649
15.5非饱和土的渗透系数652
15.6渗透系数的测定656
思考题663
16土的多场多变量耦合理论664
16.1概述664
16.2流动规律和耦合流动665
16.3多孔介质理论666
16.4水-力（HM）耦合方程673
16.5热-水-力（THM）耦合方程（高温）677
16.6热-水-力（THM）耦合控制方程（低温）680
16.7水-力-化（HMC）耦合控制方程682
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