降雨诱发滑坡：稳定分析和概率评价（英文版） [Rainfall-induced Soil Slope Failure Stability Analysis and Probabilistic Assessment] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张璐璐，李锦辉，李旭，张洁，朱虹 著

图书标签:

• Slope stability
• Rainfall-induced landslides
• Geotechnical engineering
• Probabilistic assessment
• Risk assessment
• Soil mechanics
• Landslide hazard
• Stability analysis
• Hydrology
• Geomorphology

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313165985

版次：1

商品编码：12179146

包装：精装

外文名称：Rainfall-induced Soil Slope Failure Stability Analysis and Probabilistic Assessment

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版

内容简介

　　《降雨诱发滑坡：稳定分析和概率评价（英文版）》的主要研究内容包括：降雨入渗土坡理论和稳定性评价方法、非饱和土渗流变形耦合理论、基于渗流变形耦合的边坡可靠度分析、裂隙土坡和碎石土坡的降雨入渗和稳定性分析、基于随机场的非均质土坡风险评价、预测模型的概率校准。
　　《降雨诱发滑坡：稳定分析和概率评价（英文版）》的读者对象主要是岩土力学与岩土工程、工程地质领域的科研人员、工程人员以及高等院校相关专业的师生，也可供土建、水利水电、冶金、公路、铁路等领域从事工程地质或岩土力学研究的科技人员参考。我国设有岩土工程和工程地质专业的科研单位和大专院校有上千所，滑坡和边坡工程是相关单位工程咨询和科研的主要方向之一，预计社会需求较大。

内页插图

目录

Chapter 1 Introduction
1．1 Slope Failures Under Rainfall and Failure Mechanisms
1．2 Recent Advances and Hot Research Topics
1．3 Outline of The Book
References

Chapter 2 Infiltration and Seepage Analysis in Soil Slopes
2．1 Introduction
2．2 Estimation of Infiltration Rate Based on Conceptual Model
2．2．1 Mechanism of Infiltration in Soils
2．2．2 Green-ampt Model for Infiltration of Constant Rainfall on A Level Ground
2．2．3 Infiltration of Constant Rainfall on A Sloping Ground
2．2．4 Infiltration of Time-varied Rainfall on A Sloping Ground
2．3 Seepage Analysis in Unsaturated Soil Slopes Based on Physical Governing Equation
2．3．1 Governing Equation of Water Flow in Unsaturated Soil
2．3．2 Hydraulic Properties of Unsaturated Soils
2．3．2．1 Soil-water characteristic curve
2．3．2．2 Coefficient of permeability function
2．4 Analytical Solutions of the Richards Equation
2．4．1 Analytical Solution of One-dimensional Infiltration Under Constant Rainfall
2．4．2 Analytical Solution of One-dimensional Infiltration Under Time-varied Rainfall
2．4．3 Effect of Soil Properties， Boundary Conditions， and Initial Conditions
2．4．3．1 Saturated permeability ks
2．4．3．2 Desaturation coefficient asy
2．4．3．3 E/i[ective water content 鑣-鑢
2．4．3．4 Antecedent surJhce JTux q0
2．4．3．5 RainJall intensity q1
2．4．3．6 Thickness of soil layer L
2．5 Numerical Analysis of the Richards Equation
2．5．1 Standard Formulations
2．5．2 Spatial Approximation and Time Discretization
2．5．3 Nonlinear Solution Methods
2．5．4 Numerical Oscillation
2．5．5 Rainfall Infiltration Boundary Condition
2．6 Typical Pore-water Pressure Profiles Under Rainfall Condition
2．7 Soil Conditions Under Which Matric Suction Can be Maintained
2．7．1 Pore-water Pressure Profiles Under Steady-state Conditions
2．7．2 Pore-water Pressure Profiles Under Transient Seepage Conditions
2．7．2．1 Effect of air-entry value on the wetting front
2．7．2．2 Effect of the saturated coefficient of permeability
2．7．2．3 Influence of water storage coefficient
2．7．2．4 Effect of the groundwater boundary conditions
2．7．3 Geotechnical Engineering Implications
References

Chapter 3 Stability Analysis of Slope Under Rainfall Infiltration Based on Limit Equilibrium
3．1 Introduction
3．2 Infinite-slope Stability Analysis Based on One-dimensional Infiltration Profile
3．2．1 General Equation of Factor of Safety for Infinite Unsaturated Slope
3．2．2 Simplified Scenarios of Various Seepage Conditions
3．2．2．1 Steady-state condition with seepage parallel slope surface
3．2．2．2 Transient condition with different shapes of wetting front
3．2．3 Slope Stability Based on Estimated Nonlinear Unsaturated Shear Strength
3．2．3．1 Fredlund et al．（1996） nonlinear shear strength equation
3．2．3．2 Vanapalli et al．（1996） nonlinear shear strength equation
3．2．3．3 Vilar （2006） nonlinear shear strength equation
3．2．3．4 Khalili and Khabbaz （1998） nonlinear shear strength equation
……

Chapter 4 Coupled Hydromechanical Analysis for Unsaturated Soil Slope
Chapter 5 Stability of Soil Slope with Cracks
Chapter 6 Stability Analysis of Colluvium Slopes Upon A Rainstorm
Chapter 7 Reliability Analysis of Slope Under Rainfall
Chapter 8 Probabilistic Assessment of Randomly Heterogeneous Soil Slopes
Chapter 9 Probabilistic Model Calibration

Index

前言/序言

　　Several excellent books cover a wide spectrum of unsaturated soil mechanics and its applications to slope engineering， such as " Unsaturated Soil Mechanics in Engineering Practice" by Delwyn Fredlund， Harianto Rahardjo and Murray Fredlund published by Wiley and "llillslope Hydrology and Stability" by Ning Lu and Jonathan Godt published by Cambridge University Press. The new book "Rainfall Induced Soil Slope Failure： Stability Analysis and Probabilistic Assessment" by Lulu Zhang， Jinhui Li， Xu Li， Jie Zhang and Hong Zhu is a new addition which focuses on rain-induced slope failures from a soil mechanics approach. The authors of the book are all very active young researchers in the field of study.
　　The new book concisely presents the fundamental mechanics behind rain- induced soil slope failures： infiltration and evapotranspiration in soil slopes， slope stability under rainfall infiltration， and hydro-mechanical coupled deformation. The concepts and analyses are presented clearly from the first principle with a strong physical sense. Some advanced topics， such as plastic analysis of hydro-mechanical coupled seepage and deformation in unsaturated soil slopes， are approached in a plain manner with hand-on tutorials， which is ideal for graduate students. The analysis of the stability of slopes with cracks is an excellent addition-practitioners are aware of the vital importance of cracks but few have the knowhow to quantify cracks on slopes and their effects on slope stability. The book overall provides the fundamental knowledge to deal with climate-slope interactions and resulting slope failures.
　　The new book also systematically presents the uncertainties involved in the characterization and analysis of rain-induced slope failures. Methods for reliability analysis of slopes under rainfall， including probability concepts， identification of sources of uncertainty， stochastic finite element method and probabilistic model calibration， are introduced. This is a unique feature of the book-it is perhaps the only book that addresses both the mechanics and
　　uncertainties behind rain-induced slope failures.
　　I believe that Rainfall Induced Soil Slope Failure： Stability Analysis and Probabilistic Assessment will serve as an excellent reference for educators， university graduate students， researchers and practitioners.

降雨诱发滑坡：稳定分析与概率评价（英文版） 图书简介 《降雨诱发滑坡：稳定分析与概率评价》（Rainfall-induced Soil Slope Failure: Stability Analysis and Probabilistic Assessment） 是一本深入探讨降雨对土质边坡稳定性影响的专业著作。本书旨在为岩土工程、地质灾害防治、水利水电以及土木工程领域的专业人士、研究人员和高级学生提供一个全面、严谨且前沿的分析框架和技术工具。 本书的核心目标是弥合传统确定性边坡稳定性分析方法与日益复杂的实际工程风险评估需求之间的鸿沟。它不仅系统梳理了降雨如何通过改变土体水文地质条件（如孔隙水压力、有效应力、土体强度）进而触发滑坡的基本机理，还重点聚焦于如何运用先进的数学模型和概率论方法对这些时变性的失稳风险进行量化和预测。 全书结构严谨，逻辑清晰，共分为若干核心部分，层层递进地构建起从机理认知到风险量化的知识体系。 第一部分：基础理论与降雨作用机理 本部分首先回顾了土力学和岩土工程学的基本原理，特别是关于边坡抗滑稳定性的传统极限平衡理论（如瑞典条分法、Bishop法等）和基于应力-应变分析的强度理论。在此基础上，本书详细剖析了降雨过程的复杂性及其对土体的影响机制： 1. 水力耦合效应： 深入探讨了降雨入渗过程，包括地表径流、渗透深度、地下水位动态变化等，如何影响边坡内部的水力梯度。 2. 孔隙水压力演化： 这是降雨诱发滑坡的关键驱动因素。本书阐述了瞬态和非饱和渗流理论如何应用于计算降雨驱动下的孔隙水压力升高，特别是对不饱和土区的影响机制。 3. 土体强度参数的瞬态变化： 分析了有效应力原理在含水率变化时的适用性，以及降雨如何通过降低土体黏聚力和内摩擦角（尤其在细颗粒土中）来降低边坡的抗剪强度。 第二部分：确定性稳定性分析模型的拓展 在理解了降雨机理后，本书转向了将这些水文条件纳入传统稳定性评估的框架中。本部分侧重于如何将降雨模型（如Boutrup模型、Green-Ampt模型等）的输出，作为输入参数嵌入到极限平衡或有限元分析中： 1. 瞬态稳定性分析： 介绍了如何针对不同降雨强度和历时，计算边坡安全系数（FS）随时间变化的曲线，从而确定临界降雨阈值。 2. 非饱和土边坡分析： 重点讨论了Richard方程在模拟非饱和土渗流中的应用，以及如何利用基质吸力（Matric Suction）的概念来增强边坡在干燥或轻度湿润条件下的稳定性，并评估降雨饱和后吸力急剧下降带来的风险。 3. 边坡响应时间： 探讨了降雨与滑坡发生之间的时间滞后效应（Time Lag），并建立了预测这种滞后的经验模型和基于物理过程的模型。 第三部分：概率性风险评估框架 本书的独特价值和前沿性主要体现在第三部分，即引入概率论和不确定性分析方法，对降雨诱发滑坡的风险进行量化： 1. 不确定性来源识别： 详尽列举了在降雨诱发滑坡评估中存在的主要不确定性来源，包括降雨量和强度数据的随机性、土体材料参数（如渗透系数、强度参数）的空间变异性，以及模型本身的结构误差。 2. 可靠性指标的计算： 系统介绍了常用的可靠性分析方法，如一阶可靠性方法（FORM）、二阶可靠性方法（SORM），以及更广泛应用的蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation, MCS）和随机有限元方法（Random Finite Element Method, RFEM）。 3. 概率密度函数的选择与校准： 讨论了如何根据现场数据和经验，为降雨量、地下水位和土体参数选择合适的概率分布函数（如正态分布、对数正态分布、Weibull分布等）。 4. 概率风险的解释与应用： 最终，本书指导读者如何将计算得到的失效概率（Probability of Failure, Pf）转化为实际的风险评估指标，如风险值（Risk Value），为工程决策提供科学依据，例如确定最优的监测预警阈值。 第四部分：案例研究与工程实践 为了验证和深化理论，本书包含了一系列基于真实世界数据的综合性案例研究： 典型降雨事件回溯分析： 选取了几个国际知名的降雨诱发滑坡案例，运用书中介绍的概率模型对其失稳过程进行反演分析，评估了不同模型参数对结果的影响。 实时监测与预警系统的集成： 讨论了如何将概率风险评估结果与实时传感器监测数据（如降雨量、孔隙水压力计读数）相结合，建立动态的、概率性的边坡预警系统。 工程措施的风险效益分析： 探讨了如何利用概率评估结果来量化排水、加固等减灾措施对降低未来失效风险的有效性。 本书的特点： 跨学科整合： 成功地将水文工程、岩土力学和应用统计学紧密结合。 注重前沿： 详细介绍了非饱和土力学和随机有限元等现代分析工具在边坡工程中的具体应用。 实用性强： 提供了清晰的分析步骤和可操作的数学框架，便于工程师在实际工作中应用。 适用读者： 本书是岩土工程师、地质灾害风险评估专家、水文地质工程师、土木工程研究生及相关领域研究人员的必备参考书。它不仅是理论学习的权威教材，更是解决复杂工程问题的实用工具手册。

评分☆☆☆☆☆

第四段 这本书的排版和索引系统给我留下了极其深刻的印象。在一个涉及大量专业术语和数学符号的领域，清晰的导航至关重要。我发现书中的术语表做得非常详尽，几乎每一个在正文中首次出现的专业名词都有明确的定义，这对于跨学科的研究者极具帮助。更值得称赞的是其参考文献的广度和时效性，它不仅引用了该领域的经典文献，还涵盖了近些年国际顶级期刊上的最新研究成果，这表明作者在撰写过程中进行了非常全面的文献调研，确保了内容的前沿性。我在查找特定公式推导时，发现书签和页眉的设计也充分考虑了读者快速定位的需求，这体现了出版方在细节优化上的人文关怀。总而言之，这是一本工具书级别的参考资料，其易用性设计远超我的预期。

评分☆☆☆☆☆

第一段 这本书的装帧设计相当考究，从封面材质的选择到内页的排版，都透露着一种专业而严谨的气息。我特意留意了图表的清晰度和数据呈现的方式，发现它们非常直观，即便是对于初次接触这一复杂领域的读者，也能较快地捕捉到核心信息。特别是书中对不同气候条件下的土壤响应模拟部分，作者似乎投入了大量的精力去细化参数设置和边界条件的考量，这使得理论模型与实际工程现象之间的衔接显得尤为紧密和可靠。阅读过程中，我感受到了一种扎实的工程学底蕴，它不仅仅停留在数学推导的层面，更着眼于如何将这些复杂的分析工具转化为解决现实世界中边坡稳定问题的有效手段。书中的案例研究部分，虽然篇幅有限，但每一个都经过了精心的挑选，它们成功地演示了理论分析在实际灾害分析中的指导作用。整体而言，这本书在视觉传达和内容组织上都达到了很高的水准，让人愿意沉下心来深入研读。

评分☆☆☆☆☆

第二段 这本书的语言风格呈现出一种冷静且高度逻辑化的特点，它不像某些教材那样试图用过于简化的比喻来“讨好”读者，而是直接、深入地切入技术核心。对于有一定岩土工程背景的人来说，这种直叙的表达方式无疑是高效的，它极大地减少了理解概念时的噪音。我欣赏它在方法论上的严谨性，尤其是在概率论应用于地质灾害评估时，作者并没有回避复杂性，而是清晰地勾勒出每种统计模型的假设前提和适用范围。这种对局限性的坦诚，使得读者在应用这些工具时，能够保持必要的警惕和批判性思维。唯一的遗憾是，对于一些入门级读者来说，可能需要事先对概率统计和高等数值分析有较好的基础，否则初次接触可能会感觉有些吃力，需要借助其他辅助材料来打通理解上的‘关节’。但就其目标读者群——寻求深入技术理解的工程师和研究人员——而言，这种深度是恰如其分的。

评分☆☆☆☆☆

第三段 在阅读这本书时，我着重对比了它与其他同类专著在处理“不确定性”这一核心议题上的差异。这本书的创新之处似乎在于它对输入参数变异性的处理过程进行了非常精细的解构，它不仅仅是简单地运行蒙特卡洛模拟，而是深入探究了不同采样方法和空间自相关性模型对最终概率失效指标（如PFC值）的影响程度。书中对不同稳定性指标（如极限平衡法、应力-应变法）在纳入概率框架后的兼容性和结果一致性的讨论，非常有启发性。它展示了如何从单一确定性视角过渡到多重不确定性共存的实际工程判断。此外，书中对长期侵蚀和地下水位动态变化的耦合模型描述，显示了作者对时间效应在边坡退化中作用的深刻洞察，这在很多侧重于瞬时稳定分析的文献中是相对欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

第五段 这本书的叙事节奏把握得相当到位，它采用了从宏观背景到微观机理，再到宏观预测模型的渐进式结构。开篇部分对区域性降雨特征与地质环境的宏观关联进行了概述，为后续的数学建模奠定了坚实的背景基础，这种“讲故事”的方式避免了枯燥的理论堆砌。随后，在深入到本构关系和数值模拟章节时，作者采用了大量的流程图和算法伪代码来辅助说明，使得原本抽象的计算过程变得可视化。我特别欣赏的是，书中对软件实现层面的讨论，它并非仅仅停留在理论层面，而是探讨了如何将这些复杂的分析有效地嵌入到实际的工程软件平台中去，这对于工程实践者来说，是连接理论与应用的桥梁。整体而言，这本书成功地在学术的前沿性与工程的实用性之间找到了一个非常精妙的平衡点，阅读体验是既充实又具操作指导意义的。