岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版） [The Principle of Interaction Between Mass Distribution and Deformation for Geotechnical Materials] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Wang Jingtao 著

图书标签:

• 岩土工程
• 土力学
• 地基处理
• 材料力学
• 数值模拟
• 变形分析
• 质量分布
• 岩土材料
• 工程地质
• 边坡稳定

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030389060

版次：2

商品编码：11363083

包装：平装

外文名称：The Principle of Interaction Between Mass Distribution and Deformation for Geotechnical Materials

开本：16开

出版时间：2013-12-0

内容简介

　　Rock and soil are the major constituent materials of the lithosphere of the earth. They are also the most widely used engineering materials. Rock and soil exhibit some remarkable characteristics of deformation and strength behavior， such as the pressure sensitivity（or pressure dependency）， shear dilatancy， dependency of stress path etc. The two phenomena of pressure sensitivity and shear dilatancy have long been known by people. However， their origin of generation is not explained rationally yet.

目录

Preface to the second edition
Preface to the first edition

Chapter 1 Introduction to Continuum Mechanics
1.1 The definition of a continuum
1.2 Deformation
1.3 Stress
1.4 Velocity fields
1.5 The classical conservation laws and field equations
1.5.1 Lagrange and Euler descriptions of the motion of a continuum
1.5.2 The equation of continuity
1.5.3 The equations of motion
1.5.4 Moment of momentum

Chapter 2 Fundamentals of Thermodynamics
2.1 Introduction
2.2 Basic concepts of thermodynamics
2.3 Temperature and the zeroth law of thermodynamics
2.4 Energy
2.5 The first law of thermodynamics
2.6 The second law of thermodynamics
2.7 Reversible and irreversible processes
2.8 Entropy and Clausius-Duhem inequality
2.9 Internal variables and accompanying equilibrium state

Chapter 3 Fundamental Characteristics of Deformation Behavior for Geotechnical Materials
3.1 Introduction
3.2 Pressure sensitivity
3.3 Shear dilatancy
3.4 Dependency of stress path

Chapter 4 Constitutive Modeling for Geotechnical Materials
4.1 Introduction
4.2 The plastic potential theory
4.3 The approach based on the thermodynamics of irreversible processes
4.4 The critical state and critical state line
4.4.1 Critical state
4.4.2 Critical state line

Chapter 5 The Principle of Interaction between Plastic Volumetric and Shear Strains
5.1 Background
5.2 The principle of interaction between plastic volumetric and shear strains
5.3 Effects of the plastic shear strain on plastic volumetric strains
5.4 Effects of the plastic volumetric strain on plastic shear strains
5.5 The physical meaning of the principle of interaction

Chapter 6 Symmetry and Interaction between Plastic Volumetric and Shear Strain Fields
6.1 Introduction to the gauge field theory
6.2 Symmetries of plastic strain fields
6.2.1 Introduction to transformation groups
6.2.2 The local symmetries of plastic strain fields and constitutive field equations
6.3 Characteristics of the interaction between mass distribution and deformation
6.4 Summary

Chapter 7 The Mechanism of Generation of Dependency of Stress Path and Critical State Line
7.1 The dependency of stress path
7.2 The curvature hardening
7.3 The critical state line

Chapter 8 The Constitutive Equations for Geotechnical Materials
8.1 The objective of constitutive modeling
8.2 Quantitative representation of the interaction between plastic volumetric and shear strains
8.3 Thermodynamic variables and state potential
8.4 Dissipation functional
8.5 The constitutive equations for geotechnical materials

Chapter 9 Damages of Engineering and Geotechnical Materials
9.1 The mechanism of damage of metals and some engineering materials
9.2 The damage of geotechnical materials
9.3 The description of damage evolution

Chapter 10 The Numerical Method of Constitutive Modeling for Geoteehnical Materials
10.1 Introduction
10.2 The numerical method of constitutive modeling
10.3 Plasticity-based models for clay and sand under different stress paths
10.4 Concluding remarks

Chapter 11 The Interaction between Mass Distribution and Deformation in Unsaturated Soils
11.1 Introduction
11.2 The interaction between plastic volumetric and shear strains in unsaturated soils
11.3 The dual property of matric suction
11.4 The shear strength of unsaturated soils
11.5 The constitutive field equations for unsaturated soils
11.6 The dependency of stress path and critical state line in unsaturated soils
References
Index

前言/序言

岩土工程领域新篇章：《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理》（第二版）深度解读 在浩瀚的岩土工程领域，理解材料内在特性与其宏观响应之间的复杂关联，是实现工程安全、高效与可持续发展的基石。而“质量分布”与“变形”之间的相互作用，无疑是这一领域的核心议题之一。这些看似抽象的概念，实则深刻地影响着从地基承载力到边坡稳定，从隧道开挖到地下水渗流等一系列岩土工程实践。正是在这样的背景下，《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理》（第二版）应运而生，它不仅是对岩土工程理论体系的一次系统性梳理与深化，更是一部凝聚了前沿研究成果与丰富工程经验的权威著作。 本书旨在为广大岩土工程师、研究人员、设计者以及相关专业的学生，提供一个全面、深入且高度实用的理论框架与分析工具。它系统性地阐释了岩土材料在不同尺度、不同条件下，其内部质量（包括密度、孔隙度、粒度分布、土颗粒间的胶结程度、岩石的微裂隙发育状况等）如何分布，以及这种分布如何直接或间接地影响材料的力学行为，最终导致宏观变形的产生与演化。反之，材料的变形过程，又会反作用于其内部质量分布，形成一个动态耦合的循环过程。 核心概念的深度解析：打破砂锅问到底 本书的第一部分，着重于对“质量分布”这一概念进行细致入微的剖析。它并非仅仅停留在描述土或岩石的宏观均质性，而是深入挖掘材料内部的微观与细观结构特征。例如，在描述土体时，作者详细探讨了土颗粒的级配对孔隙比、渗透性及剪切强度的影响。他们引入了先进的表征方法，如图像分析技术，来量化不同土样的颗粒形状、定向排列以及颗粒间的接触模式，这些细微之处往往是决定土体宏观力学性能的关键。 对于岩石，本书则将关注点放在了岩石的微观结构，如矿物成分、岩石的微裂纹密度与分布、岩体的结构面（节理、裂隙、层理等）的几何形态与空间展积。这些内部缺陷的分布与形态，直接影响了岩体的整体强度、变形模量和渗透性。本书不回避岩石的非均质性，而是将其视为研究的重点，通过统计学方法和概率论工具，对岩石内部质量的离散性进行建模与分析。 变形机制的系统阐述：从微观到宏观的跨越 紧随其后，本书的第二部分将重心转移到“变形”的分析。它全面回顾了岩土材料在不同应力状态下的基本变形行为，包括弹性变形、塑性变形、蠕变以及应力松弛等。作者清晰地勾勒出不同土体类型（如黏性土、砂土、膨胀土）和岩石类型（如坚硬岩石、软弱岩石、破碎岩体）在受力作用下的典型变形模式。 特别值得一提的是，本书对变形的分析并非停留在经典的连续介质力学层面。作者深入探讨了岩土材料的离散元特性，即材料内部的变形往往伴随着颗粒间的相对滑动、转动以及孔隙的压密或扩张。对于岩体而言，节理、裂隙等结构面的滑移和张开，是导致宏观变形和破坏的主要机制。本书引入了多种数值模拟方法，如有限元法、离散元法、边界元法等，并结合现场监测数据，来验证和完善理论模型。 相互作用的辩证统一：揭示岩土工程的本质 本书的核心魅力在于其第三部分，即对“质量分布”与“变形”之间相互作用原理的深度挖掘。作者指出，这种相互作用并非单向的因果关系，而是一个动态的、耦合的反馈过程。 例如，当一个地基承受荷载时，土体内部的应力会重新分布。如果土体原本就存在不均匀的密度分布（如局部存在软弱夹层），那么在荷载作用下，应力集中和变形会更加显著，软弱夹层的压密变形会进一步改变土体内部的质量分布，从而影响整体的承载能力。这种相互作用可以导致不均匀沉降，甚至引发边坡失稳。 再如，在隧道开挖过程中，围岩的应力状态发生剧烈变化。围岩内部岩块的分布、结构面的发育情况，直接决定了开挖后的变形模式。岩体的变形，如拱顶的下沉、边墙的内涌，又会引起岩块之间的挤压和相对位移，导致微裂隙的闭合或扩展，甚至结构面的滑动，进一步改变围岩的力学响应。本书通过大量的案例研究和数值模拟，生动地展示了这种复杂的相互作用如何影响隧道支护的设计和施工。 先进的分析工具与方法：赋能实践 为了使理论分析更具指导意义，本书的第四部分系统介绍了多种先进的分析工具与方法。这包括： 数值模拟技术： 详细阐述了如何运用有限元法（FEM）、离散元法（DEM）、多尺度模型（Multi-scale modeling）等数值方法，对岩土材料的非均匀性、非线性以及耦合性进行模拟。重点介绍了如何根据具体的工程问题，选择合适的数值模型和参数，以及如何解释模拟结果。 试验测试技术： 梳理了多种用于表征岩土材料质量分布与变形特性的试验方法，包括室内土工试验、岩石力学试验、现场原位测试（如SPT、CPT、旁压试验）以及新型的原位监测技术。强调了试验数据在模型验证和参数反算中的重要作用。 统计分析与概率方法： 鉴于岩土材料的固有变异性，本书引入了统计学和概率论的工具，用于描述质量分布的随机性，评估变形预测的不确定性，以及进行可靠性分析。 前沿研究与未来展望：指引方向 本书的最后一部分，聚焦于岩土工程领域的前沿研究进展，并对未来的发展方向进行了展望。这包括： 多场耦合理论： 探讨了应力-水-热-化学等多场耦合作用对岩土材料质量分布与变形的影响，尤其是在特殊工程环境（如核废料处置库、深部地热开发）中的重要性。 智能化与大数据应用： 展望了如何利用人工智能、机器学习、大数据分析等技术，更有效地从海量的岩土工程数据中挖掘规律，实现对材料特性和变形行为的精准预测与智能控制。 绿色与可持续岩土工程： 强调了理解质量分布与变形相互作用在优化资源利用、减少环境影响、提高工程寿命方面的关键作用，为发展绿色、可持续的岩土工程提供理论支撑。 《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理》（第二版）并非一本简单的教科书，它是一部融合了理论深度、实践经验与前沿视野的力作。通过对岩土材料内部质量分布的细致观察，对复杂变形机制的深刻理解，以及对二者之间动态耦合关系的精准把握，本书为解决岩土工程领域面临的诸多挑战提供了坚实的理论基础和强大的分析工具。无论是资深工程师在面对复杂项目时的决策参考，还是年轻学者在探索未知领域的航标，本书都将是不可或缺的宝贵资源。它不仅提升了我们对岩土世界本质的认识，更指引着岩土工程迈向更安全、更智能、更可持续的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名称，《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》，立即抓住了一个研究岩土工程的关键点。我们都知道，岩土材料的性质在空间上是高度不均匀的，这种“质量分布”的差异，直接导致了它们在承受外部荷载时的变形行为也千差万别。我非常期待这本书能够深入地阐释这种“相互作用”的原理。例如，书中是否会探讨，当土壤中存在一个软弱的夹层时，它如何影响整个土体的应力传递路径，进而引发局部和整体的变形？或者，当岩体结构面分布密集且定向不利时，它又是如何导致岩体的整体刚度显著降低，表现出与完整岩体不同的变形特征？“第2版”的更新，让我相信这本书会包含作者在第一版基础上的进一步研究和思考，或许会引入更先进的数值模拟技术，或者更具说服力的实验数据，来更精确地描述和预测这种复杂的相互作用，为岩土工程实践提供更可靠的理论指导。

评分☆☆☆☆☆

从一个渴望深入理解岩土工程基础理论的读者角度来看，《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》这个标题无疑充满了吸引力。它直接点出了岩土工程中一个非常核心且复杂的问题：材料的非均质性（质量分布）是如何影响其变形行为的。我非常好奇书中会如何系统地阐述这种“相互作用”。它会从细观颗粒堆积的力学模型出发，解释颗粒排列的差异如何导致宏观力学性质的不同吗？还是会更多地关注宏观尺度的地层分布，如夹层、透镜体、不连续面等，如何引发应力集中和局部变形？“第2版”的标记也让我对接下来的内容充满了期待，这通常意味着作者在第一版的基础上，对理论进行了深化，引入了新的研究方法，或者补充了更具代表性的工程案例。我希望这本书能为我提供一个清晰的理论框架，帮助我理解为什么在相同的荷载条件下，不同区域的岩土体会表现出截然不同的变形响应，从而提升我在实际工程中分析和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

从我作为一名对岩土力学充满好奇的读者角度出发，这本书的标题《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》立刻吸引了我，因为它指向了一个在工程实践中屡见不鲜却又极具挑战性的课题。我们都知道，土壤和岩石的性质在空间上是极不均匀的，这种不均匀性，也就是“质量分布”，是如何精确地决定了它们在承受外部荷载时的“变形”行为，一直是岩土工程师们需要攻克的难关。我非常期待这本书能够系统地梳理和阐释这一核心原理。或许，它会从多孔介质理论出发，分析孔隙水压力、有效应力与颗粒骨架变形之间的耦合关系，特别是当质量分布发生变化时，这种耦合的动态会呈现出怎样的复杂性。我猜测，书中可能会介绍一些先进的数值模拟方法，比如有限元法或者离散单元法，来模拟不同质量分布下的变形响应，并提供相应的指导，如何根据实际的地质勘察数据，选择合适的模型和参数。对于“第2版”这个标识，我更是充满了期待，这意味着作者很可能在第一版的基础上，加入了最新的研究成果、更完善的理论推导，甚至可能是更广泛的工程应用案例，从而进一步提升了其内容的深度和前沿性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名称《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》给我一种沉甸甸的学术感，暗示着其内容的严谨性和深度。我设想，这本书可能不会停留在对经典土力学理论的重复，而是会着重探讨“质量分布”这一变量如何在传统的本构模型中得到体现，并对其变形行为产生实质性的影响。例如，当土壤层中存在局部软弱夹层、或者岩体中存在明显的节理裂隙网络时，其整体的应力应变特性会与均质材料有何显著差异？这本书或许会从细观角度入手，分析颗粒排列、孔隙度分布以及含水量变化对宏观变形模量的影响。我尤其希望能看到书中对“相互作用”的深入剖析，这不仅仅是简单的叠加，而是质量分布的局部变化如何引发应力重分布，进而影响整个区域的变形，形成一种动态的反馈机制。作为一名关注工程可靠性的读者，我希望这本书能够提供一套清晰的分析框架，帮助我们理解并量化这种相互作用，从而在设计阶段就能预见到潜在的变形问题，并制定有效的防治措施。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初涉岩土工程领域的学生，被《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》这个标题深深吸引。我理解“质量分布”指的是岩土材料在空间上的不均匀性，例如土壤的密度、密实度、颗粒级配，或是岩体的完整性、软弱夹层等。而“变形”则是指材料在荷载作用下的体积或形状变化。我非常好奇，这本书会如何系统地连接这两个看似独立的概念。是会通过详细的数学推导，揭示质量分布变化对材料本构关系的影响？还是会通过大量的数值模拟结果，直观地展示不同质量分布下的变形差异？我特别期待书中能够包含一些关于“相互作用”的具体例子。比如，当一块区域的密度突然增大时，它对周边低密度区域的应力传递会有何影响？这种应力传递的变化又会如何反过来影响周边区域的变形？“第2版”的更新，也让我相信这本书一定包含了当前岩土工程研究的前沿进展，能够为我提供一个扎实且与时俱进的学习基础。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次看到《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》这个书名时，脑海中立即浮现出许多工程实践中的场景。试想一下，一个高边坡，其下部可能是坚硬的岩石，而上部却是松散的填土，这样的质量分布差异，必定会导致坡体内部产生复杂的应力集中和应变累积，而这本书似乎就是要揭示这种内在联系的奥秘。我希望它能从力学机制上，深入浅出地解释为什么不同的质量分布会引发不同的变形模式。例如，书中是否会探讨层状土体中，层间剪切变形与整体变形之间的关系？又或者，在饱和土体中，渗透性和孔隙分布如何影响固结过程中应力与变形的耦合演化？“第2版”的字样也让我对内容的更新和充实寄予厚望，也许它会引入一些近年来在岩土工程领域涌现出的新理论、新方法，比如基于机器学习的预测模型，或者是对材料损伤力学的新理解，来进一步拓展我们对质量分布与变形相互作用的认知边界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》，就像一把钥匙，打开了我对岩土力学深层次理解的大门。我长期以来都对一个问题感到好奇：为什么在相似的外部荷载条件下，不同地段的土体或岩体表现出如此悬殊的变形？这本书似乎就是要深入剖析其中的根源——“质量分布”。我期待它能够详细阐述，材料的密度、颗粒级配、天然含水量、孔隙比等一系列“质量分布”的参数，是如何直接影响其力学性能，比如剪切强度、压缩模量、泊松比等，进而导致宏观变形的差异。更为关键的是“相互作用”这个词，它暗示了一种动态的、非线性的耦合关系。我希望书中能提供清晰的解释，例如，局部质量的改变如何引发应力集中，而这种应力集中又会反过来影响周围区域的变形，形成一个复杂的反馈循环。作为一本“第2版”的书籍，我更期待它能包含最新的研究成果，或许是关于非均质材料的本构模型、先进的监测技术，或者是对某些极端地质条件下变形行为的新认识。

评分☆☆☆☆☆

《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》这个书名，立刻勾起了我对岩土工程中那些看似“不按常理出牌”的变形行为的好奇心。我们都知道，地下的土和岩石并非均匀一成不变的，它们在空间上的“质量分布”千差万别，从细微的孔隙度变化到宏观的地层界面的存在，都直接影响着材料的力学响应。我非常希望这本书能够为我揭示这种“质量分布”是如何精确地“翻译”成宏观的“变形”行为的。或许，书中会通过深入的理论分析，解释不同颗粒接触模式、不同孔隙流体压力分布，是如何在细观层面决定材料的整体刚度和强度，进而影响宏观的沉降、隆起或侧向位移。而“相互作用”这个词，更是让我联想到一种动态的、复杂的耦合机制，它不是简单的线性叠加，而是质量分布的变化如何触发应力重分布，而应力重分布又如何进一步改变变形，形成一种循环往复的过程。

评分☆☆☆☆☆

单看《岩土材料质量分布与变形之间的相互作用原理（第2版）》这个书名，就足以让我对其内容充满期待。在岩土工程实践中，我们经常面对各种复杂的地质体，它们的材料性质在空间上呈现出巨大的差异性，也就是所谓的“质量分布”。这种不均匀性如何精确地影响着它们在外部荷载下的变形行为，一直是一个引人深思的问题。我猜想，本书的核心内容将会围绕着如何建立定量化的模型，来描述和预测这种相互作用。例如，书中是否会探讨，当土壤颗粒的分布从松散变为密实，其剪胀或剪缩的变形特性会发生怎样的变化？或者，当岩体中存在连续的软弱面时，它对整体变形模量的影响又会体现在哪些方面？“第2版”的更新，让我相信这本书汇集了作者在第一版基础上的进一步思考和研究成果，或许会引入更先进的测试手段、更精密的数值模拟技术，甚至是更具说服力的工程案例，来印证其理论的可靠性和实用性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题本身就足够引人入胜，让我对岩土工程领域的研究有了更深的兴趣。虽然我还没有深入阅读，但单从书名来看，它似乎触及了岩土材料研究的核心问题之一：质量分布如何影响其变形特性。在工程实践中，我们常常遇到各种复杂的地质条件，土壤和岩石的分布并非均匀，这直接导致了它们在荷载作用下的行为差异。理解这种相互作用的原理，对于精确预测边坡稳定性、地基承载力以及隧道衬砌的变形至关重要。我期待这本书能够深入浅出地剖析这一复杂机制，提供清晰的理论框架和实用的分析方法。或许它会从细观层面解释颗粒间的接触力学，或是从宏观层面探讨应力应变关系的演化，不管是从哪个角度切入，我相信它都会为我打开新的认知维度。在当今世界，对基础设施建设的需求日益增长，而岩土工程作为其基础，其研究的深度和广度直接关系到工程的安全和经济性。一本能够系统阐述质量分布与变形相互作用的书籍，无疑是对这一领域的一大贡献。我希望书中能够包含丰富的案例研究，通过实际工程的经验来佐证理论，这样不仅能加深我的理解，更能提升我解决实际工程问题的能力。