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内容简介

　　《软黏土微观结构分析及宏观力学计算》首先介绍了软黏土的微观结构试验测试方法，提出软黏土的接触面概念和测试方法。其次，介绍了基于微观结构的软土孔隙率定量方法和软土平均接触面积率定量方法，建立平均接触面积率与宏观孔隙率之间的关系。然后，介绍了基于平均接触面积率的软土渗流分析、饱和软土固结理论、土压力理论和土坡稳定理论。最后，介绍了基于平均接触面积率的抗剪强度理论。
　　《软黏土微观结构分析及宏观力学计算》内容切中国际研究热点，学术思想新颖，逻辑性强，结构体系好，对土力学理论注入了新鲜活力。

内页插图

目录

前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 土体微观研究制样技术现状 3
1.2.2 土体微观测试技术应用现状 6
1.2.3 土体微观定量研究现状 11
1.2.4 土体微观本构模型研究现状 12
1.2.5 土体微观动态研究现状 14
1.2.6 土体宏微观关系研究现状 15
1.3 目前存在的问题 18
1.4 本书的主要工作 19
第2章 基于微观结构的软土孔隙率定量研究 21
2.1 引言 21
2.2 试验介绍 22
2.2.1 试验设备简介 22
2.2.2 试验材料及其特性 24
2.2.3 试样的制备 24
2.3 软土微观孔隙率研究 25
2.3.1 软土三维孔隙率定性评价及定量计算方法 25
2.3.2 孔隙数量、大小及变化趋势的三维体现 27
2.3.3 软土微观孔隙率的定量分析 30
2.3.4 三维孔隙率的影响因素分析 32
2.4 本章小结 37
第3章 基于微观结构的软土平均接触面积率定量研究 39
3.1 引言 39
3.2 软土接触面积微观定性评价 40
3.3 软土平均接触面积率研究 41
3.3.1 平均接触面积率的定义 41
3.3.2 平均接触面积率的统计分析 43
3.3.3 平均接触面积率与孔隙率关系研究 45
3.4 平均接触面积率统计影响因素分析 46
3.4.1 不同阈值步距的影响 46
3.4.2 不同放大倍数的影响 47
3.4.3 不同阈值的影响 50
3.4.4 选区像素大小的影响 51
3.4.5 误差分析 52
3.5 本章小结 53
第4章 平均接触面积率与宏观孔隙率之间的关系研究 55
4.1 引言 55
4.2 试验介绍 56
4.2.1 试验材料及特性 56
4.2.2 试样制备及物理特性 57
4.2.3 电镜测试方案 60
4.3 测试结果及分析 62
4.4 本章小结 71
第5章 基于平均接触面积率的渗流分析 73
5.1 引言 73
5.2 考虑接触面积率的软土地下水渗流速度 75
5.2.1 一维渗透试验与达西定律 75
5.2.2 土中水的渗透速度 76
5.3 考虑接触面积的渗流作用力 77
5.3.1 静水压力 77
5.3.2 动水压力 78
5.3.3 流土与管涌 81
5.4 考虑接触面积的渗流出口临界水力坡度 82
5.5 本章小结 84
第6章 基于接触面积的固结理论 86
6.1 引言 86
6.2 考虑接触面积率的饱和土有效应力原理 87
6.2.1 有效应力公式推导 87
6.2.2 与Terzaghi有效应力公式的对比讨论 89
6.3 考虑土体接触面积的一维固结理论 90
6.4 考虑土体接触面积的Biot固结理论 93
6.5 本章小结 98
第7章 基于接触面积的土压力理论 100
7.1 引言 100
7.2 考虑颗粒接触面积的水土分算静止土压力 102
7.2.1 方程的引出 102
7.2.2 算例分析及结果讨论 105
7.3 考虑颗粒接触面积的水土分算朗肯土压力 109
7.3.1 朗肯土压力理论 109
7.3.2 不同条件下的水土分算朗肯土压力 111
7.4 本章小结 117
第8章 基于接触面积的土坡稳定理论 119
8.1 引言 119
8.2 考虑接触面积的稳定分析法 120
8.2.1 瑞典条分法 120
8.2.2 简化Bishop法 123
8.3 考虑接触面积的各种因素对土坡稳定性分析 126
8.3.1 坡顶超载对边坡稳定性的影响 128
8.3.2 浮力和渗流力对边坡稳定性的影响 129
8.3.3 地震力和其他振动力对边坡稳定性的影响 131
8.4 本章小结 132
第9章 基于平均接触面积率的土抗剪强度理论 134
9.1 引言 134
9.2 考虑接触面积的土抗剪强度理论和极限平衡条件 135
9.2.1 莫尔-库仑强度理论 135
9.2.2 土的抗剪强度与抗剪强度指标 137
9.2.3 土的极限平衡条件 139
9.3 考虑接触面积的无黏性土抗剪强度理论 142
9.4 考虑接触面积的饱和黏土抗剪强度理论 144
9.4.1 孔隙压力系数 144
9.4.2 正常固结和超固结土的抗剪强度 149
9.5 抗剪强度的影响因素 153
9.5.1 土的结构性影响 153
9.5.2 应力历史的影响 154
9.5.3 土体各向异性的影响 154
9.5.4 加荷速率的影响 155
9.5.5 蠕变对土体抗剪强度的影响 156
9.5.6 土体固结对黏性土抗剪强度的影响 156
9.6 本章小结 157
参考文献 159

前言/序言

　　土的微观结构决定土的宏观力学性质，但长期以来，许多土力学理论都是借助固体力学的理论建立起来的，没有充分考虑土的工程特性。学术界和工程界都认识到土的结构对土的工程性质有重要影响，开展了大量的微观结构研究，但其成果很难在宏观力学计算中应用。本书通过研究软黏土的微观结构，以接触面积为突破口，建立了微观结构与宏观力学计算之间的桥梁，并将成果应用于土力学的主要问题——渗流问题、固结问题、稳定问题、土压力问题和抗剪强度问题。
　　本书首先介绍了软黏土的微观结构试验测试方法，提出软黏土的接触面概念和测试方法。其次，介绍了基于微观结构的软土孔隙率定量方法和软土平均接触面积率定量方法，建立平均接触面积率与宏观孔隙率之间的关系。然后，介绍了基于平均接触面积率的软土渗流分析、饱和软土固结理论、土压力理论和土坡稳定理论。最后，介绍了基于平均接触面积率的抗剪强度理论。
　　本书从微观角度揭示了软黏土的结构特点，发展了有效应力，建立了微观与宏观的内在联系，展示了微观结构影响宏观力学的内涵，使微观结构研究成果得到实际应用。本书成果刷新了土力学许多理论，学术价值和应用价值十分显著。
　　本书由徐日庆和邓祎文编著，徐丽阳参加了第2～4章的研究工作，朱亦弘参加了第3章的研究工作，冯苏阳参加了第4章的研究工作。
　　感谢国家自然科学基金的资助——项目“基于软黏土微观结构研究的宏观力学机制研究”（批准号41672264），“考虑土非连续性的强度和变形理论研究”。
　　感谢浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心同事们的支持和帮助。
　　由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。






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