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商品名称：土动力学基本原理

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上架时间：2020-09-10 15:13:57

ISBN编号：9787302538462

书名：土动力学基本原理,土动力学基本原理

作者：刘洋

出版社名称：清华大学出版社

定价：59.00元

开本：16开

是否是套装：否

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针对近年来土动力学领域的研究成果，本书既秉承了经典土动力学中基于连续介质力学的理论分析方法，也阐述了不连续介质力学方法在土动力学研究中的应用，同时探讨了土的微细观结构与其动力特性之间的内在联系。基本信息商品名称：土动力学基本原理开本： 16开作者：刘洋定价： 59.00 ISBN号： 9787302538462 出版时间： 2019-10-01 出版社：清华大学出版社印刷时间： 2019-11-01 版次： 1 印次： 1 第1章绪论 11.1 动力问题与静力问题的区别 11.1.1 小应变的不可忽略性 11.1.2 动荷载的循环效应与速率效应 21.2 土的动力特性 31.3 土动力学的主要研究内容 51.4 土动力学的发展历史 61.5 本书的主要内容 7参考文献 8第2章土的基本力学性质 92.1 概述 92.2 土的三相性 102.2.1 土中的固体颗粒 102.2.2 土中的流体和气体 102.2.3 土-水-化学系统相互作用 112.2.4 土的物理性质及状态 112.3 土的渗透性 122.3.1 ...

针对近年来土动力学领域的研究成果，本书既秉承了经典土动力学中基于连续介质力学的理论分析方法，也阐述了不连续介质力学方法在土动力学研究中的应用，同时探讨了土的微细观结构与其动力特性之间的内在联系。

基本信息

商品名称：	土动力学基本原理	开本：	16开
作者：	刘洋	定价：	59.00
ISBN号：	9787302538462	出版时间：	2019-10-01
出版社：	清华大学出版社	印刷时间：	2019-11-01
版次：	1	印次：	1

第1章绪论 1
1.1 动力问题与静力问题的区别 1
1.1.1 小应变的不可忽略性 1
1.1.2 动荷载的循环效应与速率效应 2
1.2 土的动力特性 3
1.3 土动力学的主要研究内容 5
1.4 土动力学的发展历史 6
1.5 本书的主要内容 7
参考文献 8
第2章土的基本力学性质 9
2.1 概述 9
2.2 土的三相性 10
2.2.1 土中的固体颗粒 10
2.2.2 土中的流体和气体 10
2.2.3 土-水-化学系统相互作用 11
2.2.4 土的物理性质及状态 11
2.3 土的渗透性 12
2.3.1 渗流的驱动力 12
2.3.2 达西定律 13
2.3.3 渗透破坏 14
2.4 有效应力原理 14
2.4.1 太沙基有效应力原理 14
2.4.2 土颗粒的粒间应力 15
2.5 土的压缩与剪切变形 16
2.5.1 压缩变形 17
2.5.2 剪切变形 17
2.6 土的剪胀性 18
2.6.1 剪胀机理 18
2.6.2 Taylor剪胀角与应力-剪胀方程 19
2.6.3 Rowe应力-剪胀方程 20
2.7 饱和土的固结性质 21
Ⅷ 土动力学基本原理
2.8 土的临界状态 23
2.8.1 土临界状态的试验表现 23
2.8.2 正常固结线与临界状态线 24
2.8.3 临界状态的物理意义 24
2.9 土的应力-应变关系特性 25
2.9.1 非线性 25
2.9.2 压硬性 26
2.9.3 弹塑性 26
2.9.4 结构性 26
2.9.5 各向异性 27
2.9.6 流变性 27
2.9.7 应力历史和应力路径的依赖性 27
参考文献 28
第3章振动与波动基础 30
3.1 概述 30
3.1.1 振动的概念 30
3.1.2 波动的概念 31
3.2 单自由度体系的振动 32
3.2.1 自由振动与受迫振动 32
3.2.2 单自由度体系的振动方程 32
3.2.3 单自由度体系的自由振动 34
3.2.4 单自由度体系的受迫振动 35
3.3 多自由度体系的振动 39
3.3.1 两自由度体系的振动方程 39
3.3.2 多自由度体系的振动方程 40
3.4 滞变阻尼 41
3.5 时域和频域分析 43
3.5.1 振型叠加法 43
3.5.2 逐步积分法 43
3.5.3 Fourier变换法简介 44
参考文献 45
第4章土体在典型动力荷载作用下的应力状态 46
4.1 概述 46
4.2 地震荷载作用下的土体应力状态 47
4.2.1 地震荷载 47
4.2.2 压缩波在半无限场地中产生的应力 47
4.2.3 剪切波在半无限场地中产生的应力 49
目录Ⅸ
4.2.4 二维条件下的应力状态 50
4.3 交通荷载 51
4.3.1 交通荷载作用下的应力路径 51
4.3.2 交通荷载作用下土体中的应力分布 53
4.4 波浪荷载 54
4.4.1 波浪荷载作用下的应力特点 54
4.4.2 旋转剪切问题 56
参考文献 57
第5章固体中的弹性波 59
5.1 概述 59
5.2 一维弹性杆件中的波 59
5.2.1 一维波动方程的建立 59
5.2.2 行波法 61
5.2.3 拉普拉斯变换法 63
5.2.4 分离变量法 65
5.2.5 数值解法 67
5.2.6 一维弹性波的反射与透射 70
5.3 无限弹性介质中的波 72
5.3.1 无限弹性体中的三维波动方程 72
5.3.2 无限弹性体中波的类型 75
5.3.3 球面波 77
5.3.4 柱面波 80
5.4 半无限弹性介质中的波 85
5.4.1 半无限弹性介质中的平面波特性与分解 85
5.4.2 平面波的反射 87
5.4.3 瑞利波及其性质 90
5.4.4 成层介质中乐夫波 95
5.4.5 侧限条件下的半无限弹性介质中的波 95
5.5 表面移动荷载在半无限弹性平面中产生的波 98
5.5.1 移动波作用于半空间表面的解析解 98
5.5.2 移动条形荷载作用于半空间表面的解析解 101
参考文献 103
第6章饱和土体中的波 104
6.1 概述 104
6.2 Biot理论 104
6.2.1 基本假设 105
6.2.2 Biot理论控制方程 105
Ⅹ 土动力学基本原理
6.2.3 饱和土中的弹性体波 106
6.3 一维饱和土柱中的波 110
6.3.1 问题模型 110
6.3.2 控制方程 110
6.3.3 u-w 形式的全耦合解 111
6.3.4 u-p 形式的解 115
6.3.5 全耦合解与u-p 解的对比 115
6.4 多孔介质中的一维平面波 115
6.4.1 基本控制方程 116
6.4.2 两种特殊情况下的解 118
6.4.3 波动方程的数值解法 120
参考文献 122
第7章土的动变形与动强度特性 124
7.1 概述 124
7.1.1 动荷载作用下的土体平衡与失稳 124
7.1.2 土的动变形、动强度与动孔压 125
7.2 土的动变形特性 125
7.2.1 土的残余变形与波动变形 125
7.2.2 砂土的残余变形特征 125
7.2.3 黏性土的残余变形特征 126
7.3 土的动强度特征 127
7.3.1 典型荷载作用下土的动强度 127
7.3.2 动荷载的速率效应与循环效应 129
7.3.3 土的动力破坏标准与破坏曲线 131
7.4 黏性土的动强度 134
7.4.1 瞬态荷载作用下黏性土的动强度特性 135
7.4.2 循环荷载作用下黏性土的动强度特性 136
7.4.3 不规则荷载作用下黏性土的动强度特性 138
7.4.4 静荷载和动荷载综合作用下的强度特性 140
7.4.5 黏性土的破坏准则 141
7.4.6 黏性土动强度的影响因素 143
7.5 砂土的动强度与振动液化 145
参考文献 145
第8章土的动应力-动应变关系 148
8.1 概述 148
8.1.1 土的动应力-动应变关系的基本特点 148
8.1.2 土的动应力-动应变关系的描述方法 149
目录Ⅺ
8.2 基本力学模型 157
8.3 黏弹性线性模型 160
8.4 黏弹性非线性模型 162
8.4.1 等效线性理论 162
8.4.2 双线性模型 166
8.4.3 Ramberg-Osgood模型 167
8.4.4 Hardin-Drnevich模型 168
8.4.5 M-F-S模型 169
8.5 弹塑性模型 170
8.5.1 弹塑性理论 170
8.5.2 卸荷引起的塑性变形 173
8.5.3 边界面模型 175
8.5.4 临界状态模型 179
8.6 土的动孔压模型 183
8.6.1 动孔压的概念及影响因素 183
8.6.2 砂土的动孔压模型 184
8.6.3 黏性土的动孔压模型 195
参考文献 197
第9章饱和砂土液化问题 199
9.1 概述 199
9.2 液化的相关概念 200
9.2.1 孔隙水压力 200
9.2.2 剪缩土与剪胀土 200
9.2.3 初始液化、流滑与循环活动性 201
9.3 饱和砂土的液化机理 202
9.3.1 砂沸 202
9.3.2 流滑 203
9.3.3 循环活动性 207
9.3.4 液化机理研究的新进展 208
9.4 砂土液化的影响因素 211
9.4.1 土性条件的影响 212
9.4.2 初始应力条件的影响 214
9.4.3 预剪切的影响 214
9.4.4 动荷载条件的影响 215
9.4.5 排水条件的影响 216
9.5 饱和砂土液化性能评价与分析 217
9.5.1 临界标准贯入击数法 217
9.5.2 循环应力法(Seed简化法) 219
Ⅻ 土动力学基本原理
9.5.3 剪切波速法 224
9.5.4 稳态强度法 225
9.6 可液化场地地基处理 227
参考文献 229
第10章土体动力反应分析 233
10.1 概述 233
10.2 一般计算方法 235
10.2.1 土体动力分析一般思路 235
10.2.2 有限元方程的建立 235
10.2.3 有限元方程的解法 237
10.3 总应力分析法 242
10.3.1 简化的Seed法(一维总应力法) 242
10.3.2 二维总应力法 242
10.3.3 三维总应力方法 244
10.4 有效应力分析法 244
10.4.1 不排水有效应力分析 245
10.4.2 排水有效应力分析 246
10.5 弹塑性方法 250
10.5.1 基于边界面模型的弹塑性动力分析 250
10.5.2 基于P-Z-C模型的弹塑性分析 251
10.6 水平土层地震反应分析简化方法 253
10.6.1 均匀土层的剪切梁法 253
10.6.2 分层土层的频域分析法 257
10.6.3 分层土层中的集中质量法 259
参考文献 260
第11章土动力特性的试验测试 262
11.1 概述 262
11.2 制样、激振与测量系统 262
11.2.1 制样系统 262
11.2.2 激振系统 264
11.2.3 测量系统 266
11.3 动三轴试验 268
11.3.1 试验类型 268
11.3.2 试验条件 270
11.3.3 试验方法 271
11.3.4 试验成果及应用 272
11.4 动单剪试验 276
目录??
11.4.1 基本概念 276
11.4.2 试验仪器 277
11.4.3 试验成果 277
11.5 扭剪试验 278
11.6 共振柱试验 280
11.7 试样的波速测试 284
11.7.1 超声波法 284
11.7.2 弯曲元法 285
11.8 振动台试验 286
11.9 离心模型试验 286
11.10 原位动力测试 288
11.10.1 波速试验 288
11.10.2 循环荷载板试验 295
参考文献 296
附录1 地震荷载作用下循环应力路径 298
附录2 交通荷载作用下循环应力路径 301
附录3 波浪荷载作用下循环应力路径 303
附录4 特征线求解一维波动问题 305
附录5 差分法求解波在一维桩中的传播 307
附录6 杆件分界面处透射波与反射波的波速变化 310
附录7 杆件分界面处透射波与反射波的应力变化 312
附录8 一维饱和土柱全耦合解 314
附录9 一维饱和土柱u-p 解 317
附录10 冲击荷载作用下多孔介质的孔隙水压力 320
附录11 剪切梁法的数值解法 322
附录12 剪切梁法的解析解法 324第1章绪论土动力学是土力学的一个重要分支，是研究各种动荷载作用下土的变形和强度特性及土体动力稳定性的一门科学。动荷载主要包括*荷载等脉冲型荷载，地震荷载等有限次、无规律的随机型荷载，以及波浪、交通与机器振动荷载等长期循环微幅动荷载。土动力学是设计具有良好抗震性能的地基基础和结构物，预测及控制动力荷载作用下土体变形的重要工具，其理论基础和研究水平直接关系到土工动力分析及设计的水平和质量。 1.1动力问题与静力问题的区别土体在动力荷载的作用下会产生各种力学响应问题。由于土体性质本身存在差异以及加载条件的不同，
在动力学中很难对这些问题用一个明确的标准进行合理区分，于是，考虑动力问题和静力问题的差异，就成为对动力问题的特点进行综合分析行之有效的方法。
与静力问题相似，土的孔隙比、所承受的围压、含水量等因素会影响土的力学特性。另外，土的应力历史、应变水平、温度等也对土的力学行为有重要影响。而与静力条件不同的是，土在动荷载条件下的运动形式有振动和波动，因此为了探究土的动力特性，应当对土的振动和波动现象进行分析。1.1.1小应变的不可忽略性应变考虑范围的不同是区分土体动力问题和静力问题的重要方面之一。在经典土力学中，静力问题的研究重点是土体的抗破坏能力和稳定性。通常需要计算土的有效强度，并将其与土中附加应力进行比较，进而评价土体稳定性。在考虑土体强度的同时，还需要考虑土体的变形问题，例如与地基沉降相关的固结问题，这是经典土力学中的一个重要研究课题。上述强度和变形这两个问题实际上都是土体在大变形条件下的性质。一般来说，土体在数量级为百分之几的应变水平下会发生破坏。但在实际工程中，除非发生了失稳破坏，否则观测到的土体应变水平通常只有千分之几。因此对于静力问题，并不十分关注土体在小应变水平下的特性。
但与静力荷载不同的是，在动力问题中，土的运动状态是重要的研究对象，惯性力的作用显然不能忽略。土体每次发生变形的时间间隔越短，惯性力起到的作用就越明显。比如在简谐运动中，惯性力大小与变形循环频率的平方成正比。因此，即使应变水平很小，惯性力也可以随着运动速度的增加而显著变大，在土动力学中需要对小应变水平（例如10-6）的土体动力特性进行考虑。而在静力问题分析中，这种级别的应变其影响是可以完全忽略的。这是区分动力问题和静力问题的重要方面之一。1.1.2动荷载的循环效应与速率效应如前所述，研究土的动力特性时，应当对土的振动和波动现象进行分析，此时主要考虑两种效应的影响：速度效应和循环效应
。下面对这两种效应分别进行介绍。1. 动荷载的循环加载特性在动力问题中，荷载往往是重复施加的。因此，循环加载也是动力问题的一个重要标志。
如图11所示，由*等产生的冲击荷载可用快速施加的单一脉冲表示，脉冲或冲击荷载的持续作用时间通常
在10-3~10-2s之间。对于地震荷载来说，尽管其在时程上不具有明显的规律性，但是通常认为，地震期间的振动主要包括10~20次不同振幅的循环荷载，且每个脉冲的周期基本在0.1~3.0s
之间。在打桩、振动压实等情况下，需要以10~60Hz的频率对土施加100~1000次的荷载。上述这类荷载主要与振动或波的传播有关。而另一类循环荷载，如交通荷载和波浪荷载，它们作用的特点与上述荷载有所不同。铁路或公路下的路基在其使用寿命期间承受大量的重复载荷，这类荷载尽管强度不高，但由于多次施加，其累积效应会对路基稳定性产生影响，造成一种“疲劳效应”。
土动力学基本原理本书系统介绍了国内外在土动力学领域主要的理论、测试技术和分析方法。主要内容包括：土的动力特性、测试技术，波在土介质中的传播、砂土液化分析方法、土体地震反应分析以及地基-基础动力相互作用等方面。刘洋，男，博士，教授，全国注册岩土工程师。2006年3月毕业于同济大学地下建筑与工程系，获岩土工程博士学位，同年5月在北京科技大学土木与环境工程学院任教，2008年6月任副教授，2015年7月任教授。2011年9月-2012年9月赴美国麻省大学访学一年。2011年度“新世纪优秀人才”，2013年度 “北京市高校青年英才”，2014年度北京市委组织部“北京市优秀人才”。国家自然科学基金和北京市自然科学基金通讯评委，《岩土工程学报》等国内外多个期刊杂志的独立审稿人。
近年来，主持和参与了10余项国家自然科学基金青年和面上项目、科技部“863计划”、博士点基金以及基本科研业务费等课题以及30余项涉及港口码头、高速公路软基处理、边坡加固和地铁、公路隧道围岩稳定性监测分析、矿山边坡稳定性分析与自然环境治理等横向课题。在国内外重要学术期刊及国际会议上发表各类学术论文50余篇，编写教材3部，著作3部。

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