高等学校土建类专业英文版推荐教学用书：混凝土和土的本构方程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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冷御寒 著

图书标签:

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• 力学
• 岩土工程
• 结构工程

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112070886

版次：1

商品编码：10060830

包装：平装

开本：16开

出版时间：2005-05-01

页数：590

正文语种：中文

内容简介

　　《混凝土和土的本构方程》编写简明扼要，可读性强，其中文版以由中国建筑工业出版社出版。《混凝土和土的本构方程》可作为高等院校研究生或大学高年级教材，也可供工程技术人员参考使用。同时为高校师生及相关技术人员提供了一本价值较高的专业外语读物。

前言/序言

《混凝土与土的本构模型：理论、应用与前沿》 图书简介 本书旨在为高等学校土建类专业提供一本内容详实、结构清晰、理论与实践兼备的英文版推荐教学用书。本书深入探讨混凝土与土两种关键岩土材料的本构模型，旨在帮助读者建立坚实的理论基础，掌握数值模拟的应用技巧，并了解该领域的前沿研究动态。全书从基础理论入手，逐步深入到复杂的模型构建与工程应用，为土木工程师、岩土工程师、科研人员以及相关领域的学生提供一个全面、深入的学习平台。 第一部分：理论基础与材料特性 本部分将系统回顾混凝土与土的基本力学特性，为理解复杂的本构模型奠定基础。 第一章：引言与岩土材料基础 1.1 岩土工程的重要性与挑战： 阐述岩土工程在现代基础设施建设中的核心地位，以及材料非线性和复杂性带来的工程挑战。 1.2 混凝土与土的宏观力学行为： 介绍混凝土与土在加载过程中的典型应力-应变关系，包括弹性、塑性、损伤、破坏等现象。 1.3 细观结构与宏观性质的联系： 探讨混凝土内部骨料、水泥石的微观结构以及土体颗粒、孔隙水的分布对宏观力学性质的影响。 1.4 连续介质力学基础： 回顾张量分析、应力-应变关系、本构方程的基本概念，为后续模型推导做准备。 1.5 实验测试方法概述： 简要介绍用于获取材料本构模型参数的典型试验，如单轴压缩、三轴压缩、直剪等，并强调试验数据在模型验证中的关键作用。 第二章：混凝土的力学行为与本构模型 2.1 混凝土的抗压与抗拉性能： 详细分析混凝土在不同加载条件下的应力-应变曲线，重点关注其显著的抗压优势和较低的抗拉强度。 2.2 混凝土的弹塑性行为： 介绍混凝土的屈服准则，如Mises准则、Mohr-Coulomb准则在混凝土中的适用性分析，以及塑性流动与硬化的概念。 2.3 混凝土的损伤力学模型： 深入探讨损伤力学在描述混凝土劣化行为中的应用，包括损伤变量的定义、演化方程以及损伤对材料刚度和强度的影响。 2.4 混凝土的强度理论： 系统介绍描述混凝土破坏的各类强度准则，如Mohr-Coulomb、Drucker-Prager、Willam-Warnke等，分析其在不同应力状态下的适用范围。 2.5 经典混凝土本构模型解析： 2.5.1 弹性模型： 介绍基于线弹性假设的简单模型。 2.5.2 弹塑性模型： 详细阐述如Prandtl-Reuss、Hencky模型等在混凝土模拟中的应用，以及流动法则和强化/软化法则。 2.5.3 损伤塑性模型： 结合损伤力学与塑性力学，介绍如CDP（Concrete Damaged Plasticity）模型等，分析其在模拟混凝土拉压耦合损伤过程中的优势。 2.6 新型混凝土本构模型简介： 简要介绍近年来发展出的考虑徐变、收缩、温度效应等复杂行为的模型。 第三章：土体的力学行为与本构模型 3.1 土体的分类与基本特性： 介绍各类土体（如砂土、黏土、粉土）的颗粒组成、结构、含水量等影响其力学性能的因素。 3.2 土体的应力-应变关系： 分析土体在不同应力路径下的剪胀、剪缩、回弹等现象，强调其高度非线性和各向异性。 3.3 土体的强度与破坏： 重点介绍Mohr-Coulomb强度理论在土体中的应用，包括内摩擦角和黏聚力的概念，以及临塑性状态的描述。 3.4 土体的固结与渗透性： 讲解Terzaghi固结理论，以及孔隙水压力在土体稳定性中的作用。 3.5 经典土体本构模型解析： 3.5.1 弹塑性模型： 深入分析Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型，以及其屈服函数、流动法则和硬化/软化规则。 3.5.2 临塑性模型： 介绍如Cambridge Clay Model、Cam-Clay Model及其改进模型，重点关注其在黏土模拟中的成功之处，如临塑性面、临塑性轨迹等。 3.5.3 动载荷下的土体本构模型： 简要介绍用于模拟地震等动态加载下土体行为的模型。 3.6 考虑应变率、固结历史和微观结构的土体本构模型： 介绍更高级的模型，如考虑应变率效应、重塑和固结历史影响的模型，以及基于颗粒流理论的离散元模型。 第二部分：数值模拟与工程应用 本部分将重点介绍如何利用数值模拟方法，将抽象的本构模型应用于实际工程问题。 第四章：有限元分析基础与岩土工程应用 4.1 有限元方法的原理： 介绍有限元法的基本思想，包括区域离散化、单元选择、插值函数、刚度矩阵的建立与组装。 4.2 混凝土结构有限元建模： 4.2.1 实体单元与壳单元的选择： 分析不同单元类型在混凝土结构模拟中的适用性。 4.2.2 材料模型的集成： 讲解如何将第二部分介绍的混凝土本构模型集成到有限元软件中。 4.2.3 载荷施加与边界条件： 详细说明在有限元模型中如何施加静、动荷载，以及设置合适的边界约束。 4.2.4 混凝土结构中的典型问题分析： 以桥梁、隧道、大坝等为例，展示有限元分析在结构整体稳定性、裂缝扩展、破坏模式预测等方面的应用。 4.3 土体工程有限元建模： 4.3.1 地基与边坡稳定分析： 演示如何利用有限元法分析浅基础、深基础的地基承载力，以及边坡的抗滑稳定性。 4.3.2 隧道与地下结构分析： 讲解隧道开挖对周围土体的影响，以及地下结构（如地下连续墙）的受力分析。 4.3.3 土动力学分析： 介绍利用有限元法模拟地震波传播、场地液化风险评估等。 4.3.4 考虑渗流-固结耦合的分析： 阐述如何在有限元模型中耦合渗流和固结过程，以分析水文地质条件对工程结构的影响。 第五章：离散元方法及其在岩土工程中的应用 5.1 离散元方法的原理与优势： 介绍离散元法（DEM）的基本思想，即宏观材料由大量离散的颗粒组成，颗粒之间通过接触力相互作用。强调其在模拟颗粒材料流动、破碎、变形等方面的独特优势。 5.2 颗粒材料的接触模型： 介绍线弹性接触模型、Mohr-Coulomb接触模型、以及更精细的粘结模型、法向和切向阻尼模型。 5.3 离散元在土体工程中的应用： 5.3.1 散体材料流动模拟： 如仓储、管道中的散料流动。 5.3.2 挡土墙与桩基的相互作用： 模拟桩土相互作用，评估桩基础的承载能力和沉降。 5.3.3 边坡破坏机理分析： 观察颗粒在边坡失稳过程中的运动轨迹，揭示宏观破坏模式的形成机理。 5.3.4 隧道开挖与支护： 模拟隧道开挖过程中围岩的应力释放和变形，评估支护结构的有效性。 5.4 离散元与有限元方法的结合： 讨论混合方法的应用，利用DEM模拟局部细节，利用FEM模拟整体响应。 第六章：高级数值模拟技术与案例研究 6.1 损伤演化与裂纹扩展模拟： 详细介绍基于损伤力学的裂纹萌生、扩展和贯通的数值模拟方法，包括XFEM（扩展有限元法）等技术。 6.2 随机性在岩土工程中的考虑： 探讨材料参数的随机性对工程安全性的影响，以及如何通过概率分析和蒙特卡洛模拟进行风险评估。 6.3 大尺度模拟与并行计算： 介绍处理大规模岩土工程问题的数值计算策略，包括网格自适应、模型并行等。 6.4 案例研究： 6.4.1 某高层建筑地基处理的数值模拟： 分析不同地基处理方案对沉降和承载力的影响。 6.4.2 某大型隧道穿越复杂地层的变形与稳定性分析： 结合实际地质条件，模拟隧道开挖过程中的围岩响应。 6.4.3 某高土石坝的渗流-固结-应力耦合分析： 评估水库蓄水后大坝内部的应力状态和变形。 6.4.4 混凝土结构在火灾作用下的损伤演化模拟： 分析高温对混凝土性能的影响及结构的破坏过程。 第三部分：前沿研究与发展趋势 本部分将展望本构模型领域的最新研究进展，为读者提供未来的研究方向。 第七章：人工智能与机器学习在岩土材料本构模型中的应用 7.1 数据驱动的模型构建： 介绍如何利用大量的试验数据训练神经网络、支持向量机等机器学习模型，直接构建本构模型，减少经验参数的依赖。 7.2 模型参数的优化与反演： 利用机器学习算法自动优化本构模型的参数，以更好地拟合试验结果。 7.3 预测岩土材料的长期行为： 探索利用AI预测土体和混凝土的徐变、疲劳等长期性能。 7.4 智能监测与健康诊断： 将AI模型应用于实际工程结构的监测数据分析，实现早期预警和健康诊断。 第八章：先进的本构模型理论与方法 8.1 细观力学与多尺度建模： 深入探讨如何从颗粒、纤维等细观尺度出发，构建宏观材料的本构模型。 8.2 考虑动态效应与疲劳损伤的模型： 介绍用于模拟快速加载（如冲击）和反复加载（如交通荷载）的本构模型。 8.3 耦合效应的模型： 探讨如何模拟混凝土与土体之间的多场耦合效应，如温度-湿度-力学耦合，固结-渗流-化学耦合等。 8.4 智能材料与高性能复合材料的本构模型： 简要介绍对具有特殊性能的材料（如形状记忆合金、纤维增强复合材料）的本构模型研究。 第九章：结论与未来展望 9.1 本构模型研究的挑战与机遇： 总结当前岩土材料本构模型研究面临的挑战，如材料非线性和复杂性、参数获取的难度、数值计算的精度等，并指出未来的发展机遇。 9.2 本构模型在可持续发展中的作用： 探讨本构模型在绿色建筑、资源节约型工程中的应用潜力。 9.3 教学与研究的结合： 强调理论教学与实际工程应用相结合的重要性，以及培养具备创新能力的岩土工程人才的必要性。 9.4 对年轻研究者的建议： 为有志于在本构模型领域深造的学生和研究者提供指导和鼓励。 本书通过理论讲解、模型解析、数值模拟演示和案例分析相结合的方式，力求全面、深入地展现混凝土与土本构模型的精髓，为土建类专业的学生和从业人员提供一份宝贵的学习资源。本书的编写旨在培养读者独立分析和解决复杂岩土工程问题的能力，并为该领域的深入研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度，让我对“材料本构”这个概念有了全新的敬畏。它不仅仅是一本关于“如何建模”的书，更是一部关于“为何如此建模”的哲学探讨。作者花费了大量篇幅去剖析材料微观结构与宏观力学响应之间的复杂映射关系，特别是对于混凝土在极端荷载（如火灾或冲击）下的退化机制，其描述的细腻程度令人印象而不安——因为这意味着我们对安全的理解永远是基于一个不完美的模型。书中对损伤力学和内聚力模型的深入挖掘，清晰地展示了传统弹性理论的局限性。对于研究人员而言，这本书提供的不仅仅是参考公式，更是未来研究方向的地图。它挑战了我们对于材料“均匀性”和“各向同性”的固有假设，迫使我们将更复杂的真实世界引入到我们的数学框架中来。

评分☆☆☆☆☆

这部著作的视角着实令人耳目一新，它深入探讨了材料力学在土木工程领域的实际应用，尤其是那些在传统教材中往往被一笔带过的细微差别，在这里得到了淋漓尽致的展现。作者对于如何将复杂的理论模型转化为可操作的工程实践，展现出了极高的洞察力。举例来说，书中对于非线性粘弹性模型的探讨，不仅仅停留于数学公式的推导，而是结合了大量近十年来的国际前沿实验数据，使得读者能够清晰地理解在不同应力历史作用下，材料行为的真实演变过程。我尤其欣赏它在结构分析中的融合策略，它没有割裂材料科学与结构分析之间的联系，而是强调了本构关系的选择如何直接决定了有限元分析的精度和可靠性。对于希望从“会计算”迈向“懂原理”的工程师而言，这本教材无疑是一座关键的桥梁，它引导我们思考，究竟是哪种本构描述最能忠实地反映我们所面对的工程现实。

评分☆☆☆☆☆

从文献引用的广度和时效性来看，这套教材绝对站在了学科前沿。它似乎是对过去三十年间所有关键性期刊论文进行了一次精心提炼和整合。我注意到其中引用了许多来自ASCE Journal和Cement and Concrete Research等顶级期刊的最新成果，这使得书中的内容具有极强的生命力，而非仅仅是教科书式的陈旧知识堆砌。此外，书中对不同材料（如再生骨料混凝土或纤维增强复合材料）的本构行为的特别章节，展现了编者紧跟行业绿色化、高性能化发展趋势的决心。它提供了一个看待现代土木工程材料科学的全新框架，使得我们不再将“混凝土”视为单一材料，而是视为一个充满变数和潜力的复杂系统。对于希望保持学术领先地位的教师和工程师，这本书无疑是不可或缺的工具箱。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，对于没有扎实数值分析背景的读者来说，这本书的后半部分构成了一道不小的挑战。尽管作者力求清晰，但涉及到复杂积分方程和迭代求解方法的章节，阅读起来需要极大的专注力和时间投入。我花费了大量时间去重温了高等数学中的泛函分析基础，才能真正跟上作者在描述本构关系数值实现时的思路。然而，这种挑战并非负面体验，它代表了对读者能力边界的拓展。当最终能够理解如何将一个复杂的本构模型转化为有限元软件中的用户自定义材料子程序时，那种成就感是无可替代的。它成功地将理论的严谨性与工程计算的实用性紧密结合，让读者不仅是知识的接受者，更是计算方法的实践者和创造者。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的编排结构如同精心设计的迷宫，步步深入，却又处处有指引。尽管主题是高度专业化的，但作者在引入新概念时所采用的类比和历史背景介绍，极大地降低了初学者的接受门槛。例如，在阐述塑性流动法则时，作者巧妙地引入了“能量耗散”的直观图像，这比纯粹的张量分析更容易被大脑吸收。更值得称赞的是，它对不同规范体系（如Eurocode与ACI）中本构方程应用差异的对比分析。这种跨标准的视野，对于身处全球化工程环境下的专业人士来说，是极其宝贵的。它避免了将任何单一理论奉为圭臬的倾向，而是倡导一种批判性的阅读态度，鼓励读者根据具体工况权衡不同模型的优劣。这种开放式的教学方式，远比僵硬的知识灌输来得有效和持久。

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印刷质量相当一般!印刷质量相当一般!

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东西很好哦!

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这本经典教材值得推荐

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内容很翔实

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书的纸质太差，感觉有点像盗版书似地，是在很郁闷。不过书的内容还算不错，因为中文版我也买了，是建工版，华中科大那一版估计已经绝版了吧，呵呵。

评分☆☆☆☆☆

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