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非饱和土力学




《非饱和土力学》使用逻辑思维、物理推理与数学推导的方法,采用热力学、力学与水文学中最基本的原理与方法探讨了非饱和土力学的基本原理,阐明了这些基本 原理在非饱和土中应力与流动现象中的应用,论述和评价了描述应力与流动现象的状态变量和材料变量的常用的测量与模拟技术。此书是土木工程、环境工程、土壤 学、地下水动力学、地球科学等领域中学生难得的教科书。



作者:
Ning Lu W. J. Likos 著 韦昌富 侯龙 简文星 译

定价:
79.00 元

出版时间:
2012-06-11

ISBN:
978-7-04-034346-5

物料号:
34346-00

读者对象:
学术著作

一级分类:
自然科学

二级分类:
地球科学

三级分类:
地理学

重点项目:
暂无

版面字数:
570千字

开本:
16开

装帧形式:
平装

页数:
403

最新
印次时间:
2021年01月
  • 目录
    • 前辅文
      • 绪论
        • 第1章 非饱和土状态
          • 1.1 非饱和土现象
            • 1.1.1 非饱和土力学的定义
              • 1.1.2 非饱和土力学的跨学科属性
                • 1.1.3 非饱和土现象的分类
                • 1.2 本书内容与撰写结构
                  • 1.2.1 章节结构
                    • 1.2.2 “岩土力学”与“环境岩土工程”课程内容选学建议
                    • 1.3 大自然与工程中的非饱和土
                      • 1.3.1 水循环中的非饱和土
                        • 1.3.2 全球化的气候因素
                          • 1.3.3 非饱和带与土的形成
                            • 1.3.4 工程实践中的非饱和土
                            • 1.4 含水量、孔隙压力与应力的垂直分布
                              • 1.4.1 非饱和状态下的应力
                                • 1.4.2 饱和土含水量与应力的垂直分布:概念性图示
                                  • 1.4.3 非饱和土含水量与应力的垂直分布:概念性图示
                                    • 1.4.4 应力分析方法
                                    • 1.5 状态变量、材料变量与本构定律
                                      • 1.5.1 现象预测
                                        • 1.5.2 状态变量——水头
                                          • 1.5.3 状态变量——有效应力
                                            • 1.5.4 状态变量——净法向应力
                                            • 1.6 土中水的吸力与势能
                                              • 1.6.1 土体总吸力
                                                • 1.6.2 孔隙水势能
                                                  • 1.6.3 土体吸力单位
                                                    • 1.6.4 吸力形式与土-水特征曲线
                                                    • 本章习题
                                                  • 第Ⅰ部分 基本原理
                                                    • 第2章 材料变量
                                                      • 2.1 气体和水的物理性质
                                                        • 2.1.1 非饱和土的多相体系
                                                          • 2.1.2 干燥空气的密度
                                                            • 2.1.3 水的密度
                                                              • 2.1.4 气体和水的黏滞性
                                                                • 2.1.5 流动方式
                                                                • 2.2 分压力与相对湿度
                                                                  • 2.2.1 非饱和土力学中的相对湿度
                                                                    • 2.2.2 气体组分与分压力
                                                                      • 2.2.3 自由水与气体的平衡
                                                                        • 2.2.4 孔隙水与气体的平衡
                                                                          • 2.2.5 相对湿度
                                                                            • 2.2.6 露点
                                                                            • 2.3 潮湿气体的密度
                                                                              • 2.3.1 水蒸气对空气密度的影响
                                                                                • 2.3.2 潮湿空气密度公式
                                                                                • 2.4 表面张力
                                                                                  • 2.4.1 表面张力的来源
                                                                                    • 2.4.2 穿过水-气交界面产生的压降
                                                                                    • 2.5 水的空化
                                                                                      • 2.5.1 空化与沸腾
                                                                                        • 2.5.2 静态大气压力
                                                                                          • 2.5.3 空化压力
                                                                                          • 本章习题
                                                                                          • 第3章 相界面平衡
                                                                                            • 3.1 气体在水中的溶解度
                                                                                              • 3.1.1 亨利定律
                                                                                                • 3.1.2 温度相关性
                                                                                                  • 3.1.3 体积溶解系数
                                                                                                    • 3.1.4 亨利定律常数与体积溶解系数
                                                                                                      • 3.1.5 蒸汽作用的修正
                                                                                                        • 3.1.6 质量溶解系数
                                                                                                        • 3.2 气体-水-固体交界面
                                                                                                          • 3.2.1 两个水滴之间的平衡
                                                                                                            • 3.2.2 气体-水-固体交界面的平衡
                                                                                                              • 3.2.3 接触角
                                                                                                                • 3.2.4 非饱和土中的气体-水-固体交界面
                                                                                                                • 3.3 蒸汽压降低效应
                                                                                                                  • 3.3.1 开尔文公式的意义
                                                                                                                    • 3.3.2 开尔文公式的推导
                                                                                                                      • 3.3.3 毛细冷凝
                                                                                                                      • 3.4 土-水特征曲线
                                                                                                                        • 3.4.1 土体吸力与土中水
                                                                                                                          • 3.4.2 毛细管模型
                                                                                                                            • 3.4.3 接触球模型
                                                                                                                              • 3.4.4 小结
                                                                                                                              • 本章习题
                                                                                                                              • 第4章 毛细现象
                                                                                                                                • 4.1 杨-拉普拉斯方程
                                                                                                                                  • 4.1.1 三维弯液面
                                                                                                                                    • 4.1.2 毛细管的静水平衡
                                                                                                                                    • 4.2 毛细上升高度
                                                                                                                                      • 4.2.1 管内毛细上升现象
                                                                                                                                        • 4.2.2 毛细水带模型
                                                                                                                                          • 4.2.3 理想土的毛细上升现象
                                                                                                                                            • 4.2.4 实际土的毛细上升现象
                                                                                                                                            • 4.3 毛细上升速率
                                                                                                                                              • 4.3.1 从饱和渗透系数推导的表达式
                                                                                                                                                • 4.3.2 从非饱和渗透系数推导的表达式
                                                                                                                                                  • 4.3.3 试验验证
                                                                                                                                                  • 4.4 毛细孔径分布
                                                                                                                                                    • 4.4.1 理论基础
                                                                                                                                                      • 4.4.2 孔隙几何形状
                                                                                                                                                        • 4.4.3 孔径分布计算步骤
                                                                                                                                                        • 4.5 吸应力
                                                                                                                                                          • 4.5.1 两球状颗粒之间的作用力
                                                                                                                                                            • 4.5.2 透镜形水里的压力
                                                                                                                                                              • 4.5.3 毛细作用产生的有效应力
                                                                                                                                                                • 4.5.4 有效应力参数与含水量的关系
                                                                                                                                                                • 本章习题
                                                                                                                                                              • 第Ⅱ部分 应力现象
                                                                                                                                                                • 第5章 应力状态
                                                                                                                                                                  • 5.1 非饱和土中的有效应力
                                                                                                                                                                    • 5.1.1 宏观力学概念
                                                                                                                                                                      • 5.1.2 微观力学概念
                                                                                                                                                                        • 5.1.3 非零接触角的两球状颗粒之间的应力
                                                                                                                                                                          • 5.1.4 孔隙压力状态
                                                                                                                                                                          • 5.2 滞后作用
                                                                                                                                                                            • 5.2.1 滞后作用机理
                                                                                                                                                                              • 5.2.2 “墨水瓶”滞后作用
                                                                                                                                                                                • 5.2.3 接触角滞后作用
                                                                                                                                                                                  • 5.2.4 土-水特征曲线中的滞后作用
                                                                                                                                                                                    • 5.2.5 有效应力参数的滞后作用
                                                                                                                                                                                      • 5.2.6 吸应力特征曲线的滞后作用
                                                                                                                                                                                      • 5.3 应力张量表示形式
                                                                                                                                                                                        • 5.3.1 净法向应力、基质吸力与吸应力张量
                                                                                                                                                                                          • 5.3.2 非饱和土中的应力张量:概念性图示
                                                                                                                                                                                          • 5.4 轴平移法的应力控制
                                                                                                                                                                                            • 5.4.1 轴平移法的基本原理
                                                                                                                                                                                              • 5.4.2 气体-水-高进气值材料系统的平衡
                                                                                                                                                                                                • 5.4.3 气体-水-高进气值材料-土体系统的平衡
                                                                                                                                                                                                  • 5.4.4 高进气值材料的特征曲线
                                                                                                                                                                                                    • 5.4.5 应力变量控制试验
                                                                                                                                                                                                    • 5.5 应力图解
                                                                                                                                                                                                      • 5.5.1 净法向应力与基质吸力的表示方式
                                                                                                                                                                                                        • 5.5.2 有效应力的表示方式
                                                                                                                                                                                                        • 本章习题
                                                                                                                                                                                                        • 第6章 抗剪强度
                                                                                                                                                                                                          • 6.1 扩展的莫尔-库仑准则
                                                                                                                                                                                                            • 6.1.1 饱和土的莫尔-库仑准则
                                                                                                                                                                                                              • 6.1.2 非饱和土抗剪强度的试验观察
                                                                                                                                                                                                                • 6.1.3 扩展的莫尔-库仑准则
                                                                                                                                                                                                                  • 6.1.4 用主应力表示的扩展莫尔-库仑准则
                                                                                                                                                                                                                  • 6.2 扩展莫尔-库仑准则的抗剪强度参数
                                                                                                                                                                                                                    • 6.2.1 三轴试验结果分析
                                                                                                                                                                                                                      • 6.2.2 直剪试验结果分析
                                                                                                                                                                                                                      • 6.3 有效应力与莫尔-库仑准则
                                                                                                                                                                                                                        • 6.3.1 扩展莫尔-库仑准则包线的非线性特征
                                                                                                                                                                                                                          • 6.3.2 有效应力方法
                                                                                                                                                                                                                            • 6.3.3 破坏状态下X参数的测定
                                                                                                                                                                                                                              • 6.3.4 ϕb与Xt的协调
                                                                                                                                                                                                                                • 6.3.5 有效应力作为一个应力状态变量的有效性
                                                                                                                                                                                                                                • 6.4 莫尔-库仑准则中的抗剪强度参数
                                                                                                                                                                                                                                  • 6.4.1 直剪试验结果分析
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.4.2 三轴试验结果分析
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.5 破坏包线的统一表达式
                                                                                                                                                                                                                                      • 6.5.1 非饱和土中具特征作用的毛细黏聚力
                                                                                                                                                                                                                                        • 6.5.2 毛细黏聚力值的确定
                                                                                                                                                                                                                                          • 6.5.3 小结
                                                                                                                                                                                                                                          • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                          • 第7章 吸力与土压力垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                            • 7.1 稳流状态下吸力与含水量的垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                              • 7.1.1 非饱和土中的吸力状态
                                                                                                                                                                                                                                                • 7.1.2 基质吸力垂直分布的解析解
                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.1.3 典型土类的水文参数
                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.1.4 典型土类内基质吸力的垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.1.5 典型土类内含水量的垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.2 稳定流下有效应力参数与应力垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.2.1 有效应力参数的垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2.2 吸应力垂直分布及参数范畴
                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.3 典型土类吸应力的垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2.4 小结
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3 静止土压力
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.3.1 广义胡克定律
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.3.2 静止土压力系数的垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3.3 张裂缝深度
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4 主动土压力
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.1 非饱和土莫尔-库仑破坏准则
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4.2 朗肯主动破坏状态
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.4.3 吸应力为常量时的主动土压力垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.4.4 吸应力为变量时的主动土压力垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4.5 具有张裂缝的主动土压力垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5 被动土压力
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.5.1 朗肯被动破坏状态
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.5.2 吸应力为常量时的被动土压力垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.5.3 吸应力为变量时的被动土压力垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.5.4 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第Ⅲ部分 流动现象
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第8章 稳定流
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.1 水流与气流的驱动机制
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1.1 水流势能
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.1.2 气流机理
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.1.3 孔隙水流与孔隙气流状态
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1.4 稳定水流定律
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.2 渗透率与渗透系数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.2.1 渗透率与传导率
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.2.2 大小、变化范围与尺度效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.3 渗透系数函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.3.1 渗透系数函数的概念模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.3.2 渗透系数函数的滞后作用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.3.3 相对传导率
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.3.4 土体类型的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.4 毛细隔离带
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.4.1 自然与人工的毛细隔离带
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.4.2 水平毛细隔离带
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.4.3 倾斜毛细隔离带
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.5 稳定入渗与蒸发
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.5.1 水平入渗
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.5.2 垂直入渗与蒸发
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.6 稳定蒸汽流动
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.6.1 蒸汽流动的菲克定律
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.6.2 温度与蒸汽压的变化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.6.3 蒸汽密度梯度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.7 稳定气体在水中的扩散
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.7.1 理论基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.7.2 轴平移系统中的气体扩散
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第9章 瞬态流
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.1 孔隙液体流动原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.1.1 质量守恒原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.1.2 瞬态饱和流
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.1.3 瞬态非饱和流
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2 入渗率
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.1 瞬态水平入渗
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.2 瞬态垂直入渗
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.2.3 垂直入渗的瞬态含水量分布
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3 瞬态吸力与含水量的垂直分布
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.1 瞬态吸力与含水量的重要性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.3.2 瞬态非饱和流的解析解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.3.3 瞬态非饱和流的数值模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.4 孔隙气体流动原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.4.1 可压缩气体质量守恒原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.4.2 孔隙气流的控制方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.4.3 气流方程的线性化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.4.4 大气压力的正弦波动
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.5 大气压泵作用分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.5.1 大气压泵作用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.5.2 理论框架
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.5.3 时间序列分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.5.4 气体渗透率的确定
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第Ⅳ部分 材料变量测量与模拟
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第10章 吸力测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.1 测量技术概览
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.2 张力计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.2.1 高进气值材料性质
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.2.2 张力计测量原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.3 轴平移技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.3.1 平衡测量试验与孔隙水抽取试验
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.3.2 压力板装置
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.3.3 Tempe压力室
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.4 电/热传导传感器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.5 湿度测量技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.5.1 总吸力与相对湿度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.5.2 热电偶干湿计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.5.3 冷镜湿度计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.5.4 聚合物电阻/电容传感器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.6 湿度控制技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.6.1 等压湿度控制法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.6.2 双压湿度控制法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.7 滤纸技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.7.1 滤纸测量原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.7.2 校准与测试步骤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.7.3 滤纸法的准确性、精度与性能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第11章 渗透系数的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.1 测量技术概览
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.2 稳定状态测量技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.2.1 常水头法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.2.2 常流量方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2.3 离心法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.3 瞬态流动的测量技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.3.1 水力扩散系数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.3.2 水平入渗方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.3.3 溢出法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.3.4 瞬时剖面法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第12章 吸力与渗透系数模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.1 土-水特征曲线模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.1.1 土-水特征曲线模型参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.1.2 BrooksCorey(BC)模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.1.3 van Genuchten(VG)模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.1.4 FredlundXing(FX)模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.2 渗透系数模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.2.1 经验与宏观模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.2.2 统计模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 参考资料
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 索引