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胡伟，秦立科 著

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• 黄土
• 结构动力学
• 本构模型
• 土力学
• 数值模拟
• 岩土工程
• 工程地质
• 动力特性
• 黄土地区工程
• 模型应用

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出版社： 中国铁道出版社

ISBN：9787113156305

商品编码：10375128899

出版时间：2012-12-01

作  者:胡伟,秦立科 著作 定  价:46 出 版 社:中国铁道出版社 出版日期:2012年12月01日 页  数:385 装  帧:平装 ISBN:9787113156305 ●第1章绪论
●1.1研究背景及意义
●1.2典型地下结构（构件）的地震震害调查分析
●1.3土-地下结构（构件）地震反应分析方法
●1.4黄土地区土-地下结构（构件）体系研究存在的问题
●1.5本书的研究内容
●第2章饱和黄土静、动力试验研究
●2.1引言
●2.2饱和黄土静力特性试验研究
●2.3饱和黄土动力特性试验研究
●2.4构建饱和黄土结构性动力本构模型的若干建议
●2.5本章小结
●第3章非饱和黄土静、动力试验研究
●3.1引言
●3.2试验试样
●3.3非饱和黄土静力三轴试验研究
●3.4非饱和黄土动力三轴试验研究
●3.5本章小结
●第4章考虑结构性的饱和黄土动力本构模型研究
●4.1引言
●部分目录

内容简介

本书是作者近五年来研究成果的一个系统总结，其内容涉及黄土力学试验研究、土体本构模型理论研究和工程实践数值模拟三个方面。首先基于对典型地下结构（构件）的地震震害调查和已有研究成果的概述分析，指出了黄土地区土-地下结构体系研究中存在的问题；然后基于全面的非饱和、饱和黄土原状、重塑土样的静、动力三轴试验研究了多种因素对各自力学特性的影响规律；引入应力分担率的概念和结构性发挥系数分别构建了针对饱和黄土、非饱和黄土两者的结构性动力本构模型，实现了其程序化并进行了相应的验证；*后将所构建的土体本构模型应用于黄土场地、桩基础、地铁车站的地震反应分析中，深入探讨了多因素的影响机理和规律，对黄土地区类似工程实践的抗震设计提供了相应的理论依据和建议。
本书可为从事黄土等特殊土力学特性、本构模型研究，土-结构系统动力相互作用研究的科研人员，以及从事结构抗震设计方面的设计人员提供参考。

书名：黄土结构性动力本构模型及其应用 内容简介： 本书聚焦于中国广袤黄土地区的工程地质挑战，深入探讨了黄土在动力荷载作用下的复杂变形和破坏机理。黄土，作为一种特殊类型的土体，因其独特的结构性特征，在遭遇地震、车辆振动、机械冲击等动力作用时，往往表现出与普通土体截然不同的力学行为。传统的土力学理论和本构模型难以精确描述其变形和强度特性的动态演化，从而在实际工程设计与施工中带来潜在风险。本书正是针对这一关键科学问题，在深入研究黄土结构性微观机理的基础上，提出了一系列新型的结构性动力本构模型，并阐述了其在解决实际工程问题中的具体应用。 第一章 引言 本章首先回顾了黄土的形成、分布及其在工程建设中的重要性，并着重阐述了黄土结构性对土体整体力学性能的显著影响。随后，引出了动力荷载下黄土行为研究的紧迫性和必要性，分析了现有研究存在的不足，特别是现有动力本构模型在描述黄土结构性动态响应方面的局限性。本书的研究目的、主要内容和技术路线将在本章中清晰界定，为后续章节的研究奠定基础。 第二章 黄土的宏观工程性质与结构性表征 本章详细介绍了黄土在静力荷载作用下表现出的典型宏观工程性质，包括其高孔隙比、低饱和度、较大的强度以及在加湿或振动作用下的显著失水、失强现象。重点在于对黄土结构性的概念进行深入剖析，从宏观角度阐述了结构性对外加荷载的敏感性，以及它在土体强度、变形模量、渗透性等方面的影响。通过大量的试验数据和图表，直观地展示了不同成因、不同区域黄土的结构性差异及其对工程性质的制约。此外，本章还介绍了几种常用的表征黄土结构性的指标和方法，为后续建立本构模型提供必要的参数基础。 第三章 黄土微观结构特征及其对宏观性质的影响 本章将视角转向黄土的微观层面，深入探讨其微观结构特征，如颗粒形状、粒径分布、团聚体形态、孔隙特征以及胶结物质的种类与含量。重点分析了这些微观特征是如何协同作用，形成黄土独特的结构性。例如，文中将详细讨论“团聚结构”对黄土强度和变形的影响，解释在荷载作用下，这些团聚体是如何发生破碎、重排，从而导致土体发生显著变形甚至失稳。通过扫描电镜（SEM）图像、X射线衍射（XRD）等手段，清晰地展示黄土的微观世界，并将其与宏观工程性质的变化紧密联系起来，揭示了“微观决定宏观”的内在联系。 第四章 动力荷载下黄土变形破坏机理研究 本章聚焦于动力荷载对黄土结构性的扰动和破坏过程。详细分析了地震波、冲击波等动力荷载传播过程中，黄土体内部产生的应力波传播、能量耗散、孔隙水压力变化以及颗粒间的相对位移等现象。重点阐述了动力荷载如何引起黄土结构骨架的破坏，导致应力集中和局部失稳，最终表现为土体的液化、塑性变形或断裂。本章将结合室内振动试验、现场动力响应监测数据，深入分析黄土在不同频率、不同振幅的动力作用下的动力变形和动力破坏模式，为建立合理的动力本构模型提供理论依据和试验验证。 第五章 结构性动力本构模型理论基础 本章是本书的核心理论部分，系统地介绍了构建黄土结构性动力本构模型的理论基础。首先，回顾了经典的土力学本构模型，如莫尔-库仑模型、剑桥模型等的优点和局限性，以及它们在处理动力问题和结构性问题上的不足。随后，详细阐述了引入“结构性”概念到动力本构模型中的必要性，探讨了如何量化和表征黄土的结构性，并将其融入模型的应力-应变关系中。本章将重点介绍几种可能的研究路径，包括：基于损伤力学理论的损伤演化模型、基于弹塑性力学的屈服面演化模型、以及考虑土体微观结构变化的显式模型等。理论上，模型将能够描述黄土在经历不同加载历史后的应力-应变关系，以及其在动力荷载下的动态响应。 第六章 新型结构性动力本构模型构建 本章将基于前述理论基础，详细介绍本书提出的新型黄土结构性动力本构模型。模型将充分考虑黄土的以下关键特性：1. 结构性的影响：通过引入结构性参数，描述结构完整度与土体强度、刚度之间的关系，并考虑结构性随荷载的演化。2. 动力效应：模型将能够描述土体在动应力作用下的动力响应，包括动刚度退化、阻尼比变化等。3. 显著的非线性：黄土在动力作用下表现出强烈的非线性行为，模型将采用非线性应力-应变关系来捕捉这一特征。4. 滞回耗能：模型将能够模拟动力荷载下土体的滞回曲线，反映其能量耗散特性。 本书可能提出的模型将结合数值方法，例如采用有限元方法（FEM）或有限差分方法（FDM），将本构模型嵌入到数值计算框架中。模型的具体数学形式、各个参数的物理意义以及模型的求解方法将在本章中进行详细阐述。数学推导过程严谨，并辅以必要的图示和表格，便于读者理解。 第七章 模型参数的确定与验证 本章将重点讨论如何从室内试验数据中获取新型结构性动力本构模型的参数，并对其进行有效的验证。首先，详细介绍了用于获取模型参数的典型室内试验，如单轴压缩试验、三轴压缩试验、动三轴试验、振动台试验等。通过对这些试验结果进行数据处理和反演分析，来确定模型中的关键参数，如弹性模量、泊松比、内摩擦角、黏聚力、结构性参数、阻尼比等。 其次，将采用独立于参数确定过程的试验数据来验证模型的预测能力。通过将模型计算得到的应力-应变曲线、孔隙水压力变化、动力响应频谱等与试验结果进行对比，全面评估模型的准确性和适用性。本章还将讨论模型在不同加载条件、不同土体性质下的敏感性分析，以及模型参数的取值范围和注意事项。 第八章 模型在工程实践中的应用 本章将展示新型结构性动力本构模型在解决实际工程问题中的应用。通过具体的工程案例，说明模型如何为以下方面提供科学的指导： 地震工程: 场地地震响应分析: 利用模型进行场地动力反应谱分析，预测不同深度、不同位置土体的地震动峰值加速度（PGA）、反应谱等，为建筑结构抗震设计提供依据。 边坡稳定性评价: 评估地震作用下黄土边坡的动力稳定性，预测滑坡发生的可能性和范围，为边坡加固和防护提供技术支撑。 饱和黄土液化判别: 预测饱和黄土在动力荷载下发生液化的临界条件和液化程度，指导灌注桩、基础等结构物的设计。 交通工程: 道路路基动力响应分析: 评估高速公路、铁路等交通荷载作用下路基的长期变形和疲劳破坏，优化路基设计参数。 桥梁与隧道基础动力分析: 分析桥墩、隧道衬砌等结构在车辆或列车振动作用下的动力响应，确保结构安全。 水利水电工程: 大坝及堤防工程: 评估水库边界黄土边坡在地震或船舶航行动力作用下的稳定性。 工业与民用建筑: 重型设备基础动力设计: 为发电机组、精密仪器等重型设备基础提供动力分析，确保其在运行过程中不对周围环境产生过大扰动，同时保证设备自身的稳定性。 在每个应用案例中，将详细描述工程背景、采用的模型、输入参数、计算结果，并与实际观测数据或经验方法进行对比分析，突出模型在提高工程设计精度、降低工程风险方面的优势。 第九章 结论与展望 本章总结本书的主要研究成果，包括提出的新型结构性动力本构模型及其在解决黄土动力工程问题中的重要贡献。重申模型在准确描述黄土结构性及其动力响应方面的独特优势。 同时，本章也将指出当前研究中存在的不足和未来可能的研究方向，例如： 模型改进: 进一步完善模型，使其能够更精细地考虑黄土在更复杂应力路径（如循环荷载、固结排水/不排水条件耦合）下的行为。 参数化研究: 针对不同地区、不同成因的黄土，进行更系统的参数化研究，建立更普适性的参数取值方法。 多场耦合: 考虑温度、湿度等因素对黄土结构性动力行为的影响，进行多场耦合分析。 现场试验验证: 加强模型的现场试验验证，以获得更可靠的工程应用依据。 与其他学科的交叉: 探索与岩石力学、颗粒流模拟等技术的结合，为黄土动力行为的研究提供新的视角。 本书旨在为从事黄土地区工程地质、岩土工程、土木工程等领域的科研人员、工程师和相关专业学生提供一套理论体系和实践工具，以期为提高黄土地区工程建设的安全性、可靠性和可持续性做出贡献。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我第一反应是这绝对是一本硬核的专业著作。名字里的“结构性动力本构模型”就透露着一股浓浓的学术气息，让我不由自主地联想到那些在实验室里，用精密仪器反复测试、测量土壤样品的研究人员。我推测，这本书的重点在于如何建立一套严谨的数学模型，来描述黄土在受到外力（尤其是动态、周期性的外力，比如地震波的传播）作用下的变形和破坏机制。这其中肯定涉及到大量的应力-应变关系、孔隙水压力变化、以及材料参数的确定。我很好奇，作者是如何将黄土这种非均质、黏聚性强的土体，通过“结构性”这个概念来加以描述的。是不是考虑了黄土中存在的微观裂隙、土颗粒的团聚体，以及它们在应力作用下的相互作用？我期望书中能够深入探讨这些结构特征如何影响黄土的动力响应，比如在地震动荷载下，这些结构是否会发生破坏，导致土体强度和刚度的显著降低。我非常期待书中能够有详细的算法推导和数值模拟的展示，比如使用有限元方法或者离散元方法来求解这些模型，并验证其在实际工程中的适用性。如果书中能够提供一些实际工程案例，比如某个大坝、桥梁或者隧道在黄土地区的设计和施工，并说明是如何应用这些模型来指导设计的，那就太有价值了。

评分☆☆☆☆☆

我最近在翻阅一本关于土力学的新书，书名听起来非常硬核——《黄土结构性动力本构模型及其应用》。虽然我对“本构模型”这个词汇还有些陌生，但“黄土”这个关键词立刻引起了我的注意。我来自一个黄土高原地区，从小就对这种土质的独特之处有所体会，比如它独特的直立性，以及在雨水侵蚀下的“千沟万壑”。所以，我非常好奇这本书是如何将这种日常生活中司空见惯的土，用如此严谨的科学方法去解析它的动态行为的。我推测，书中必然会涉及到黄土的细观结构，比如颗粒的大小、形状、排列方式，以及它们之间的胶结物质，这些微观层面的信息是如何被抽象化，进而构建出能够描述黄土在动态加载下宏观响应的模型呢？我设想，这可能是一个循序渐进的过程，从基础的力学原理出发，逐步加入黄土特有的结构性因素，再考虑时间效应和动力加载的复杂性。我特别期待书中能够探讨一些实际工程中的应用案例，比如在进行边坡工程、地下结构设计时，如何运用这些模型来评估潜在的风险，并提出相应的加固和防护措施。能否通过这些模型，更有效地预测滑坡、沉降等灾害的发生机制，从而提高工程的安全性，这对我来说是极具吸引力的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，乍一听，好像是某个高深工程领域的研究成果，充满了技术性的词汇。然而，我内心深处却隐约感受到一种对“土”的敬畏和好奇。《黄土结构性动力本构模型及其应用》——光是这个名字，就让我联想到黄土地上那些古老的村落，那些依山而建的窑洞，那些在风沙中屹立千年的遗迹。我想，这本书的作者一定是对黄土有着极其深厚的感情和敏锐的观察力。我脑海中浮现出，书中可能不仅仅是冰冷的公式和图表，而是对黄土这种独特地质材料在各种外力作用下，从微观到宏观的“生命历程”的细致描绘。它是否捕捉到了黄土在日复一日的温度变化、湿润与干燥的交替中，其内部结构悄然发生的改变？又或者，它如何模拟了地震瞬间，那看似坚实的黄土是如何瞬间“活”过来，展现出令人震惊的破坏力？我希望这本书能够以一种非常生动的笔触，去解读黄土的“性格”——它的坚韧、它的脆弱，以及它在面对外力时所表现出的独特“本构”关系。如果书中能穿插一些历史人文的视角，比如当地居民如何利用黄土建造房屋，如何应对地质灾害，那样的话，这本书的价值将不仅仅局限于工程领域，更可能成为一本关于人与土地和谐共处的故事。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《黄土结构性动力本构模型及其应用》这本书时，我的脑海里立刻浮现出了中国西北广袤的黄土地，那片养育了无数生命的土地。我想，这本书的意义绝不仅仅是关于冰冷的技术术语，它更承载着对这片土地深沉的理解和关怀。我好奇地猜测，作者是如何将黄土这种看似平凡的土壤，用如此精密的科学模型来解读它的“灵魂”。“结构性”这个词，让我联想到黄土独特的土骨架，那种松散却又坚固的结构，它在不同湿度、不同压强下的细微变化，是否都被这个模型捕捉到了？而“动力本构模型”，则让我想象着，当地震波穿过大地，当风力呼啸而过，那片土地是如何以一种动态的方式回应着这些力量的。我希望这本书能够生动地描绘出黄土在动态荷载下的“表情”——它是如何变形，如何产生裂隙，又或者如何可能发生滑动。书中是否会包含大量的实验数据，那些在不同条件下测试黄土力学性能的珍贵记录，它们如何被提炼、升华，最终成为支撑起整个模型的坚实基石？我更期待的是，这本书的“应用”部分，它是否能为我们在黄土地区修建更安全、更可持续的工程提供切实可行的指导？比如，如何利用这些模型来优化水利工程的设计，如何更好地保护那些建在黄土上的古迹，如何为当地人民的安居乐业提供科学的保障。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就充满了厚重感，那种朴实的黄色调，让人立刻联想到广袤的黄土高原，那种坚韧而又充满生命力的土地。我一直对中国独特的黄土地貌和与之相关的工程技术非常感兴趣，所以看到这本书名的时候，内心就涌现出一股强烈的探索欲。我尤其想知道，作者是如何将抽象的“结构性动力本构模型”这样一种理论概念，与我们看得见摸得着的“黄土”结合起来的。是不是通过大量的实地勘测数据，将黄土的细微力学特性，比如颗粒间的摩擦、黏聚力，以及在不同应力状态下的变形行为，都一丝不苟地融入到了模型之中？我设想着，书中可能会详细阐述一系列复杂的数学方程和物理定律，这些精密的设计，最终是为了精准地预测黄土在地震、风压等动态荷载作用下的响应，从而指导我们在黄土地区进行更安全、更经济的工程建设。比如，在修建高层建筑、桥梁或者隧道时，如何才能确保它们在复杂的地质条件下能够承受住最严峻的考验，我想这正是这本书的核心价值所在。我期待书中能够有丰富的图表和案例分析，能够将理论与实践紧密地联系起来，让我这个非专业读者也能对黄土动力学有一个更直观、更深刻的认识。