非飽和土力學 [Unsaturated Soil Mechanics] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 盧寜（Ning Lu），[美] 力科思（William J.Likos） 著，韋昌富 等 譯

圖書標籤:

• 土力學
• 非飽和土
• 岩土工程
• 土工程
• 地基處理
• 邊坡穩定
• 滲流力學
• 數值模擬
• 土水耦閤
• 固液耦閤

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040343465

版次：1

商品編碼：11022335

包裝：平裝

外文名稱：Unsaturated Soil Mechanics

開本：16開

齣版時間：2012-06-01

用紙：膠版紙

頁數：403

字數：570000

正文語種：中文

內容簡介

《非飽和土力學》使用邏輯思維、物理推理與數學推導的方法，采用熱力學、力學與水文學中最基本的原理與方法探討瞭非飽和土力學的基本原理，闡明瞭這些基本原理在非飽和土中應力與流動現象中的應用，論述和評價瞭描述應力與流動現象的狀態變量和材料變量的常用的測量與模擬技術。
本書將微觀物理原理與宏觀熱力學理論結閤起來，論述非飽和土的孔隙持水特性與應力狀態。本書使用大量的實例，深入淺齣地論述瞭非飽和土力學突飛猛進的研究進展，包括有效應力的適用性、液體和氣體流動、基質吸力和滲透係數的測量技術等。
本書是土木工程、環境工程、土壤學、地下水動力學、地球科學等領域中學生難得的教科書，也是專業岩土工程師、土壤學者、地質工作者、結構工程師非常有價值的參考書。

作者簡介

Ning Lu博士，美國科羅拉多礦業大學教授，講授“非飽和土力學”與“水文學”等課程。研究方嚮為非飽和土力學，滲流一應力耦閤作用及淺層滑坡的監測、分析與預測。他提齣的吸應力與統一的有效應力原理，將非飽和土力學與傳統的飽和土力學有機地結閤在一起，是非飽和土力學領域標誌性的成果。他主持研製的“土壤水分特徵麯綫和滲透係數實驗室快速測量儀器”，使得非飽和細粒土脫濕、吸濕參數的測量時間大大縮短，促進瞭非飽和土力學的發展。他將非飽和土力學理論運用於淺層滑坡的監測和預測中，取得瞭非常好的效果。他分彆於2007年與2010年獲美國土木工程師學會Normal Medal奬和J．James Croes Medal奬。William J．Likos博士美國威斯康星大學土木與環境工程係副教授，講授“土力學”與“土質學”等課程。他曾是美國地質調查局的一名岩土工程師。他發錶瞭多篇與非飽和土、膨脹土相關的論文。他是Geotechnicot Testing Journal主編，美國土木工程師學會、黏土礦物學會會員。他分彆於2005年與2007年獲美國土木工程師學會Arthur Casagrande奬和Normal Medal奬。
韋昌富，1965年生，博士，研究員。2006年入選中國科學院“百人計劃”，並於2008年獲得中國科學院“引進海外傑齣人纔計劃”的擇優支持。現任職於中國科學院武漢岩土力學研究所，為岩土力學與工程國傢點實驗室副主任。
長期從事多相孔隙介質理論及其應用方麵的研究，在多相孔隙介質連續理論、含天然氣水閤物沉積物力學特性、非飽和土力學等方麵已取得多項重要的研究成果，其中包括：（1）揭示瞭多相孔隙介質連續理論的Lagrange結構，證明瞭該類理論與Biot多孔介質理論在一般意義上的等價性，並建立瞭能夠模擬孔隙介質多相、多組分、多場耦閤問題的理論框架；（2）奠定瞭模擬毛細滯後問題的熱力學基礎，建立實用的毛細循環內變量模型，並提齣瞭能係統地描述非飽和-的彈塑性變形和毛細循環過程耦閤效應的本構理論；（3）建立瞭模擬微觀、細觀與宏觀孔隙流動之間的跨尺度關聯效應的理論模型，即多孔介質的非平衡流動理論模型，提齣瞭確定多孔介質局部結構的聲波探測技術以及快速確定非飽和水力學參數的有效方法。
發錶論文80餘篇（被SCI他引70餘次），授權專利8項，省部級自然科學一等奬1項（排名第三）。國際土力學學會非飽和土分會理事，中國力學學會岩土力學專業委員會常務委員、中國爆破工程協會理事、湖北省力學學會常務理事，兼《岩土力學學報》編委。

內頁插圖

目錄

相關符號及單位
緒論
第1章 非飽和土狀態
1.1 非飽和土現象
1.1.1 非飽和土力學的定義
1.1.2 非飽和土力學的跨學科屬性
1.1.3 非飽和土現象的分類
1.2 本書內容與撰寫結構
1.2.1 章節結構
1.2.2 “岩土力學”與“環境岩土工程”課程內容選學建議
1.3 大自然與工程中的非飽和土
1.3.1 水循環中的非飽和土
1.3.2 全球化的氣候因素
1.3.3 非飽和帶與土的形成
1.3.4 工程實踐中的非飽和土
1.4 含水量、孔隙壓力與應力的垂直分布
1.4.1 非飽和狀態下的應力
1.4.2 飽和土含水量與應力的垂直分布：概念性圖示
1.4.3 非飽和土含水量與應力的垂直分布：概念性圖示
1.4.4 應力分析方法
1.5 狀態變量、材料變量與本構定律
1.5.1 現象預測
1.5.2 狀態變量——水頭
1.5.3 狀態變量——有效應力
1.5.4 狀態變量——淨法嚮應力
1.6 土中水的吸力與勢能
1.6.1 土體總吸力
1.6.2 孔隙水勢能
1.6.3 土體吸力單位
1.6.4 吸力形式與土-水特徵麯綫
本章習題

第I部分 基本原理
第2章 材料變量
2.1 氣體和水的物理性質
2.1.1 非飽和土的多相體係
2.1.2 乾燥空氣的密度
2.1.3 水的密度
2.1.4 氣體和水的黏滯性
2.1.5 流動方式
2.2 分壓力與相對濕度
2.2.1 非飽和土力學中的相對濕度
2.2.2 氣體組分與分壓力
2.2.3 自由水與氣體的平衡
2.2.4 孔隙水與氣體的平衡
2.2.5 相對濕度
2.2.6 露點
2.3 潮濕氣體的密度
2.3.1 水蒸氣對空氣密度的影響
2.3.2 潮濕空氣密度公式
2.4 錶麵張力
2.4.1 錶麵張力的來源
2.4.2 穿過水一氣交界麵産生的壓降
2.5 水的空化
2.5.1 空化與沸騰
2.5.2 靜態大氣壓力
2.5.3 空化壓力
本章習題
第3章 相界麵平衡
3.1 氣體在水中的溶解度
3.1.1 亨利定律
3.1.2 溫度相關性
3.1.3 體積溶解係數
3.1.4 亨利定律常數與體積溶解係數
3.1.5 蒸汽作用的修正
3.1.6 質量溶解係數
3.2 氣體一水一固體交界麵
3.2.1 兩個水滴之間的平衡
3.2.2 氣體一水一固體交界麵的平衡
3.2.3 接觸角
3.2.4 非飽和土中的氣體-水-固體交界麵
3.3 蒸汽壓降低效應
3.3.1 開爾文公式的意義
3.3.2 開爾文公式的推導
3.3.3 毛細冷凝
3.4 土-水特徵麯綫
3.4.1 土體吸力與土中水
3.4.2 毛細管模型
3.4.3 接觸球模型
3.4.4 小結
本章習題
第4章 毛細現象
4.1 楊一拉普拉斯方程
4.1.1 三維彎液麵
4.1.2 毛細管的靜水平衡
4.2 毛細上升高度
4.2.1 管內毛細上升現象
4.2.2 毛細水帶模型
4.2.3 理想土的毛細上升現象
4.2.4 實際土的毛細上升現象
4.3 毛細上升速率
4.3.1 從飽和滲透係數推導的錶達式
4.3.2 從非飽和滲透係數推導的錶達式
4.3.3 試驗驗證
4.4 毛細孔徑分布
4.4.1 理論基礎
4.4.2 孔隙幾何形狀
4.4.3 孔徑分布計算步驟
4.5 吸應力
4.5.1 兩球狀顆粒之間的作用力
4.5.2 透鏡形水裏的壓力
4.5.3 毛細作用産生的有效應力
4.5.4 有效應力參數與含水量的關係
本章習題
……
第Ⅱ部分 應力現象
第Ⅲ部分 流動現象
第Ⅳ部分材料變量測量與模擬
參考資料
索引

土的工程特性與地基基礎設計：土力學原理與應用 導言 土作為地球錶麵最普遍的工程材料，其力學行為直接決定瞭岩土工程結構（如地基、邊坡、擋土牆和隧洞）的穩定性和耐久性。本書《土的工程特性與地基基礎設計》旨在係統、深入地探討土體的基本工程性質、滲透性、變形特性、強度與應力狀態分析，並在此基礎上，詳細闡述地基承載力、沉降計算、邊坡穩定分析以及淺基礎和深基礎的設計理論與實踐方法。本書的編撰立足於經典的土力學理論，並結閤現代工程實踐中麵臨的復雜工況，為岩土工程師、結構工程師、土木工程專業學生及相關科研人員提供一部全麵、嚴謹且具有高度實用價值的參考著作。 第一部分：土的基本性質與分類 本部分將從宏觀和微觀層麵剖析土體的本構特徵。首先，詳細介紹土體的三相組成（土顆粒、水、空氣），引入孔隙比、含水量、比重、空隙率和飽和度等基本參數，並闡明它們之間的相互關係。通過對土體的顆粒級配（篩分試驗、比重試驗）和界限含水量（阿特伯格界限——液限、塑限、粘土活動度）的討論，掌握土體的工程分類體係，特彆是統一土體分類係統（USCS）的應用。 深入探討土體結構的概念，包括黏土的晶體結構、擴散雙電層理論以及絮凝結構和分散結構對土體宏觀力學性質的控製作用。介紹土體的密度和有效應力原理，著重闡述孔隙水壓力在靜水力平衡和滲流過程中的關鍵作用，為後續的強度和變形分析奠定理論基礎。 第二部分：土的滲透性與滲流分析 土體的滲透性是影響地基長期沉降、地下水控製和結構穩定性的核心因素。本章首先闡述滲流的基本概念，包括達西滲流定律的物理意義、適用條件及其流量計算方法。詳細介紹測定土體滲透係數的室內試驗（常水頭法、率定水頭法）和現場試驗（抽水試驗、壓水儀試驗）。 重點分析非均質土層中的滲流問題，引入滲透張力、滲透梯度和滲透力。深入討論滲透力對土體穩定性的影響，包括管湧現象的發生條件與防治措施，以及浸潤綫在邊坡和基坑中的確定方法。最後，結閤勢流理論，應用繪圖法（流網法）和數值分析方法處理復雜的滲流邊界條件和土體結構下的二維滲流問題，並討論土工閤成材料在控製滲流和加固土體中的應用。 第三部分：土的變形與固結理論 土體的變形是岩土工程中的主要關注點，其計算精度直接關係到結構的服役性能。本部分詳述土的變形特性，特彆是黏性土的壓縮性。引入應力-應變關係，重點討論土體在一維、二維和三維條件下的彈性、塑性和黏彈性變形行為。 核心內容聚焦於土的固結理論。詳細闡述Terzaghi的一維固結理論，包括瞬時沉降、超靜孔隙水壓力消散過程和時間影響係數。導齣並分析固結微分方程的解析解，精確預測不同邊界條件下的沉降量和時間。討論影響固結過程的關鍵參數，如有效應力路徑、固結度與變形的關係。此外，引入e-log p 麯綫和壓縮指標（壓縮係數 $C_c$、壓縮指數 $C_s$、壓縮剛度 $C_c'$），用於評價土體的壓縮性能。針對非均勻荷載和固結度分析，探討e-log p 麯綫的推導與應用。 第四部分：土的強度與應力狀態分析 土的抗剪強度是決定邊坡穩定、地基承載力和擋土結構安全性的根本指標。本章係統闡述土的剪切破壞準則，核心圍繞庫侖破壞準則和摩爾-庫侖準則展開。詳細介紹室內抗剪強度試驗，包括直剪試驗、三軸壓縮試驗（UU、CU、CD試驗）和直剪試驗，重點分析有效應力和孔隙水壓力在確定抗剪強度參數（內摩擦角 $phi$ 和黏聚力 $c$）中的作用。 深入探討土體的應力路徑和強度特性。闡述應力狀態參數（如 $p$ 值和 $q$ 值）在三軸試驗中的意義，分析臨界狀態土力學（Critical State Soil Mechanics, CSSM）的基本概念，包括平均有效應力、偏應力以及土體的正常固結綫（NCL）和臨界狀態綫（CSL）。探討不同應力曆史（正常固結土、超固結土）對土體強度的影響。最後，討論影響土體強度的其他因素，如應變速率和應力狀態的各嚮異性。 第五部分：地基承載力與沉降計算 本部分將理論知識應用於實際地基設計。首先，基於土體強度理論，詳細推導淺基礎的極限承載力公式，包括Terzaghi承載力係數和Meyerhof、Hansen等人的修正公式。討論基礎埋深、基礎形狀、土體傾斜荷載和地基坡度對承載力的影響。介紹現場承載力試驗（如平闆載荷試驗）的應用。 針對地基變形問題，係統闡述沉降計算方法。區分彈性沉降、固結沉降和二次固結沉降。利用分層總和法和彈性力學方法計算由結構荷載引起的基礎沉降，並討論允許變形標準和差異沉降控製。強調對軟土地基和復雜土層條件下沉降計算的特殊考量。 第六部分：邊坡穩定分析與設計 邊坡穩定是岩土工程中的關鍵安全問題。本章側重於土坡和岩土斜坡的穩定性評價。介紹極限平衡法，重點闡述常應力法（Swedish Circle Method）和Bishop法（基於有效應力分析），用於確定滑動麵和計算安全係數。詳細討論在飽和或滲流條件下的邊坡穩定性分析，如何將滲透力納入安全係數計算。 討論影響邊坡穩定性的因素，如地下水位變化、降雨入滲和地震荷載。介紹邊坡支護結構（如錨杆、擋土牆、重力式支護）的設計原則及其與土體的相互作用。探討邊坡監測技術和邊坡預警係統的建立。 第七部分：擋土結構與基坑工程 本部分關注地下結構與土體的相互作用。詳細介紹被動土壓力和主動土壓力的計算理論，包括Rankine理論和Coulomb理論的適用範圍及應用。重點講解靜止土壓力的概念及其在設計中的重要性。 深入探討擋土牆的設計，包括重力式擋牆、懸臂式擋牆和錨定式擋牆的設計計算，涉及牆身穩定性驗算（傾覆、滑動、整體失穩）和基礎抗滑移驗算。在基坑工程方麵，分析支護結構（如樁牆、地下連續牆）的設計原則，討論基坑開挖引起的周圍地麵隆起和地下水位降落對鄰近結構的影響，並介紹監測預警體係的建立。 結論 本書通過對土體力學核心原理的係統梳理和工程應用方法的詳盡闡述，旨在構建一個從基礎理論到實際工程問題的完整知識體係。所涵蓋的內容既是對經典土力學理論的堅實迴顧，也是對現代岩土工程設計方法的實踐指引，為讀者提供解決復雜工程問題的必備工具和科學思維。

評分☆☆☆☆☆

我之前對土力學一直停留在非常基礎的層麵，知道一些應力、應變、固結之類的基本概念，但這次讀完《非飽和土力學》後，感覺我的知識體係被徹底顛覆瞭。這本書的深度和廣度都令人驚嘆，它不僅僅是在講解理論，更是在帶領讀者去探索非飽和土力學背後深刻的物理機製。我特彆喜歡其中關於“水汽遷移”和“乾濕循環”的章節，這些都是我在接觸的工程案例中經常遇到的問題，但從來沒有一個清晰的理論框架來解釋。比如，在某些乾旱地區，夏季高溫會導緻地錶土層水分蒸發劇烈，但深層土中的水分會通過毛細管作用嚮上遷移，這種過程對地基的穩定性會産生什麼影響？這本書給瞭我非常詳盡的答案，並且提供瞭相關的計算模型。我還注意到，書中對數值模擬方法的介紹也相當到位，對於我這種需要進行復雜工程模擬的人來說，這無疑是一筆寶貴的財富。雖然一些復雜的公式推導需要花時間去理解，但整體的邏輯非常清晰，作者善於將抽象的理論與實際工程應用相結閤，這一點非常值得稱贊。

評分☆☆☆☆☆

這本書《非飽和土力學》對我而言，不僅僅是一本技術書籍，更像是一本“行為指南”。它教會我如何去“讀懂”土壤在不同水分條件下的“心思”。我一直覺得，土木工程的很多難題，都源於我們對地下復雜環境的理解不足，而這本書恰好彌補瞭我的這一盲區。它在講解“滲流”理論時，不僅僅關注瞭飽和狀態下的 Darcy 定律，更是把非飽和狀態下的多相滲流過程講得非常透徹，包括毛管作用、水汽遷移等。這對於處理像地下水控製、滲漏分析等問題至關重要。書中還強調瞭“應力曆史”對非飽和土性質的影響，這一點我之前很少被重視，但讀完後纔意識到，即使是相同的土，經曆瞭不同的乾濕循環，其錶現也會截然不同。這讓我對未來在選擇地基材料和設計工程結構時，有瞭更全麵的考量。這本書的結構清晰，邏輯嚴密，每一章的內容都緊密相連，形成瞭一個完整的知識體係，確實是一部值得反復研讀的著作。

評分☆☆☆☆☆

讀《非飽和土力學》這本書，就像是進行瞭一場關於土壤“情緒”的探索之旅。它不再把土壤看作是簡單的材料，而是賦予瞭它生命力，解釋瞭它在不同含水量下的“喜怒哀樂”。我一直覺得，土木工程很多時候就是和這些“情緒”打交道，如果不能理解，就容易做齣錯誤的判斷。這本書在解釋“應力狀態”這個核心概念時，非常巧妙地引入瞭“有效應力原理”在非飽和土中的擴展，讓我明白瞭為什麼同一個土體，在不同的含水量下，其承載能力會産生如此巨大的差異。尤其是關於“空氣相”在應力傳遞中的作用，這個觀點之前我很少接觸到，但細細想來，確實是影響土體行為的關鍵因素之一。書中還提到瞭很多實驗方法，比如三軸試驗、直剪試驗等在非飽和土中的應用，這些實驗細節的描述，讓我感覺自己仿佛親身參與瞭實驗過程，對理論的理解也更加深刻。這本書的語言雖然嚴謹，但又不失生動，像是在與一位知識淵博的導師對話，引導你一步步解開非飽和土的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

《非飽和土力學》這本書的價值，在於它提供瞭一種全新的視角來審視我們熟悉的“土”。我之前做工程的時候，很多時候都是按照“飽和土”的經驗來處理，這次讀瞭這本書，纔意識到這種做法可能存在很大的風險。書中對“吸力”（suction）的深入剖析，讓我對地基在乾燥條件下的行為有瞭更直觀的認識。我記得有一次在做一個老建築的加固項目，發現牆體齣現瞭很多細微的裂縫，當時我們懷疑是沉降引起的，但找不到明顯的原因。現在迴想起來，很可能是由於附近綠化帶的澆水或者乾旱，導緻瞭地基土的含水量變化，從而引起瞭土體的變形。這本書詳細介紹瞭這種“吸力”對土體剛度和強度的影響，並提供瞭相應的計算模型，這對於我今後分析類似問題提供瞭非常有力的工具。書中對“孔隙水壓力”和“孔隙氣壓力”的區分處理，也讓我對土體內的真實應力狀態有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書《非飽和土力學》簡直是給我打開瞭一個全新的世界！我一直以為土力學就是講那些飽和的、渾渾噩噩的土，結果翻開這本書纔發現，原來在地下深處，還有那麼多“乾渴”或者“半乾半濕”的土，它們有著完全不一樣的脾氣和行為。書裏的例子特彆生動，比如講到路基沉降，以前我隻知道水多瞭會軟，沒想到水少瞭（或者說相對少瞭）土也會變得非常不穩定，甚至會導緻邊坡滑坡。作者用瞭很多圖錶和公式來解釋這些現象，雖然一開始看得有點吃力，但慢慢嚼著嚼著就明白瞭。最讓我印象深刻的是關於“基質勢”的講解，這個概念太重要瞭！它解釋瞭為什麼非飽和土裏的水會移動，為什麼有時候土壤在乾燥後又會吸水膨脹。我之前在做一個項目的時候，遇到過一個奇怪的現象，就是土壤在施工過程中明明是乾燥的，但是過一段時間後卻齣現瞭不均勻沉降，當時怎麼也找不齣原因，現在想想，很可能就是非飽和土的特性在作祟。這本書就像一位經驗豐富的工程師，手把手地教你如何理解和應對這些復雜的土壤行為，真的非常實用。

評分☆☆☆☆☆

提高人的綜閤能力；讀書可豪情滿懷，使人精神更加振奮；讀書可泣人淚下，

評分☆☆☆☆☆

很喜歡這本書。雖然書沒壞，包裝不怎麼好，有點隨便

評分☆☆☆☆☆

一口氣買瞭16本書，整體看瞭一下，書都是正品，而且沒有發錯的，這點是沒有問題，送貨的人也是非常好，當場幫我打開包裹，核對裏裏麵的書的數量和內容。相比我在京東買其他非書籍類的東西，買書的整體過程中，但是仍有很多的問題：1、外包裝有些髒，而且好幾本書的角都被摺過，非常不好。雖然京東承諾可以更換之類的，但是顧客要是等更換又得好久，其實好幾本書隻要包裝的時候擦一下，或者打包的時候注意一些，很多問題也就不會齣現。希望京東以後發書的時候注意下，給顧客能留下一個良好的感覺。2、當時訂購的時候是同時買瞭好幾本書，有些書是需要預定的，所以發貨比較慢，雖然可以拆解，但是卻沒有寫明發票分開開還是開在同一張發票單上，這樣就會給顧客造成顧慮，比如我這次希望能開在同一張發票單子上，我還希望能先得到有貨的那幾本，但是京東沒有寫清楚發票怎麼開，所以也不敢擅自的拆分包裹。所以希望以後再協調書籍貨物的時候物流能快一些，還有在拆分包裹的說明中能說的清楚一些。3、還有這些書都是一些專業類的書籍，當時在搜書的時候，京東係統的書籍分類還有些地方需要改善一些，我覺得主要的問題就是匹配度的問題，在搜索的係統算法上可以改善一下。按照專業門類進行區分，這樣更方便一些。

評分☆☆☆☆☆

很好的專業書，值得藉鑒

評分☆☆☆☆☆

紙質不錯，好評

評分☆☆☆☆☆

讀書的感覺真好。讀書是一種享受，無論躺在床上隨意瀏覽，還是在辦公室伏案書海暢遊；

評分☆☆☆☆☆

書還是很不錯的。慢慢研究。

評分☆☆☆☆☆

物流如此之快，畢竟京東

評分☆☆☆☆☆

很好的一本書