土壤力学试验及实例

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具体描述

  本书系作者根据多年来从事大地工程业务及近年来教学的经验并参考国内外相关之书籍、报告编写而成,共包括了19种不同的试验,除了一般之试验步骤与规定外。最重要的事收集了一些实务上之实例,让初学者能事半功倍,以获得良好的学习效果。

好的,这是一本名为《结构动力学基础与应用》的图书简介,内容详尽,不涉及《土壤力学试验及实例》中的任何主题。 --- 图书简介:结构动力学基础与应用 导言:跨越静态的边界 在现代工程实践中,结构所面临的载荷环境日益复杂。传统的静力学分析方法虽然是工程设计的基础,但面对地震、强风、爆炸冲击乃至机器振动等瞬时或周期性载荷时,其局限性便显现出来。结构动力学,作为一门研究结构在时间依赖性载荷作用下响应规律的学科,已成为保障高层建筑、桥梁、航空航天器以及精密设备安全可靠运行的关键理论。 《结构动力学基础与应用》旨在为结构工程、土木工程、机械工程以及相关学科的研究生、高年级本科生和一线工程师,提供一个全面、系统且注重工程实践的动力学知识体系。本书以严谨的数学推导为基础,辅以大量贴近实际工程问题的实例分析,力求在理论深度与应用广度之间达到完美的平衡。 第一部分:单自由度系统——动力学分析的基石 本书的开篇聚焦于最基础也是最核心的分析单元——单自由度(SDOF)振动系统。这是理解所有复杂结构动力响应的逻辑起点。 第一章:振动的基本概念与建模 本章首先界定了结构动力学的基本术语,包括位移、速度、加速度、刚度、阻尼和质量。随后,详细阐述了如何将实际结构简化为集总参数模型,特别是单自由度系统的自由体受力分析与牛顿第二定律的应用。重点介绍了自由振动的特性,推导了特征周期和特征频率的解析表达式,并深入探讨了临界阻尼比对系统响应的影响。 第二章:单自由度系统的受迫振动分析 本章是动力学分析的核心。我们对系统受到简谐荷载(如风力或机器不平衡力)作用下的响应进行了详尽的分析。 解析解的推导与应用:系统地推导了在有阻尼和无阻尼情况下,系统对外部周期性激励的稳态响应解析表达式。 共振现象的剖析:深度分析了共振现象的机理、危害,并给出了避免共振的工程设计准则。 频率响应函数:引入了频率响应函数的概念,用以衡量系统对不同频率激励的放大效应,这是后续分析模态叠加法的基础。 第三章:瞬态响应与冲击载荷 工程中常遇到的载荷并非周期性的,而是瞬态的,如冲击或突然的位移输入。本章专门处理此类问题: 脉冲激励响应:系统分析了各种典型瞬态载荷(如单位脉冲、矩形脉冲)对结构的影响。 积分法求解:详细介绍了杜哈梅尔积分(Duhamel Integral)的原理和计算方法,这是求解任意瞬态激励响应的通用工具。通过具体的数值算例,展示了如何利用该积分精确预测结构的瞬时峰值响应。 第二部分:多自由度系统——迈向真实世界的复杂性 真实工程结构具有多个相互关联的质量点和约束,必须采用多自由度(MDOF)系统进行精确描述。 第四章:多自由度系统的运动方程与矩阵表述 本章将单自由度系统的微分方程推广到矩阵形式。详细介绍了质量矩阵 ($mathbf{M}$)、阻尼矩阵 ($mathbf{C}$) 和刚度矩阵 ($mathbf{K}$) 的构建方法。重点讲解了拉格朗日方程在建立复杂系统动力学方程中的应用,并对矩阵的对称性、正定性等数学性质进行了必要的讨论。 第五章:无阻尼自由振动——模态分析的核心 无阻尼多自由度系统的自由振动分析是模态分析(Modal Analysis)的基础。 特征值问题:推导了广义特征值问题 $mathbf{K} mathbf{u} = omega^2 mathbf{M} mathbf{u}$,并详细阐述了求解特征频率(固有频率)和特征向量(振型)的数值方法,如子空间迭代法和QR算法的原理简介。 正交性:深入探讨了特征振型之间的正交性,这是后续将复杂运动分解为模态叠加的基础。本章配有大量的二维和三维结构振型图示,帮助读者直观理解各阶振型的物理意义。 第六章:模态叠加法求解受迫振动 模态叠加法是解决MDOF系统受迫振动的最有效手段。本章详尽阐述了如何利用振型将复杂的结构运动解耦为一组独立的单自由度系统,从而利用第一部分学到的知识求解: 模态坐标变换:详细推导了坐标变换过程,计算了模态刚度、模态阻尼和模态质量。 计算步骤与精度控制:给出了进行模态叠加法的完整工程流程,并讨论了取多少阶模态才能保证计算精度满足工程要求。 第三部分:高级议题与工程实例 本部分内容拓展至更复杂的动力学问题,并强调了数值计算在现代工程分析中的作用。 第七章:阻尼的建模与影响 阻尼是动力学分析中最具挑战性的部分。本章深入讨论了不同类型的阻尼模型: 瑞利阻尼:这是工程中最常用的阻尼模型之一,本章详细讲解了如何根据实验数据或经验公式确定瑞利阻尼系数。 模态阻尼比的确定:讨论了如何从实验振动测试结果中反演(识别)出结构各阶模态的阻尼比。 第八章:地震反应分析——反应谱法与时程分析 地震作用是土木工程结构动力学关注的重中之重。 反应谱法:详述了反应谱的构建原理,以及如何基于规范提供的反应谱曲线,通过模态分析快速评估结构在特定地震动下的最大响应(位移、速度和内力)。这是结构抗震设计中最常用的简化方法。 地震动时程分析:对于需要精确评估非线性响应或特殊结构(如核电站、大跨结构)的场合,本章介绍了人工地震波的生成、地震波的输入方法(如位移控制、加速度控制)以及非线性动力弹塑性分析的基本概念。 第九章:有限元法在结构动力学中的应用 现代结构分析几乎完全依赖于计算机。本章介绍了动力学问题的有限元离散化: 时间积分方法:系统地介绍了求解瞬态动力学问题的数值方法,包括中心差分法(显式积分)和Newmark-$eta$ 法(隐式积分),并对它们的稳定性和精度进行了对比。 模态分析的有限元实现:阐述了大型结构在有限元软件中进行模态分析的具体步骤,包括如何处理边界条件和如何解释输出的振型信息。 总结与展望 《结构动力学基础与应用》不仅是一本理论教科书,更是一本实用的工具书。它力求清晰地连接理论推导与工程实际需求的鸿沟,使读者能够熟练运用动力学原理解决从简单振动问题到复杂抗震设计等一系列工程挑战。本书的深度足以满足科研需求,其广度也完全覆盖了现有工程规范对动力分析的基本要求。掌握本书内容,将是工程师在动态环境下设计安全、高效结构的关键一步。

著者信息

图书目录

图书序言

图书试读

用户评价

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這本《土壤力學試驗及實例》簡直是為我們土木系的學生量身打造的聖經。我還記得以前唸書的時候,對於土壤力學的許多觀念總覺得有些抽象,尤其是在實驗操作的部分,總是抓不到重點。但這本書就完全不同了,它用非常系統化的方式,從最基礎的土壤分類、試驗儀器的介紹,一路講到各種複雜的工程案例。最讓我印象深刻的是,書中對每一個試驗的步驟都進行了非常細緻的分解,並且還附上了大量的示意圖和實際操作的照片,這對於我們這些剛開始接觸實驗的學生來說,簡直是如獲至寶。 讓我特別佩服的是,作者在講解理論時,總是會穿插一些實際的工程經驗和觀點,讓理論不再是枯燥的公式。例如,在介紹剪切強度試驗時,書中不僅講解了砂土和黏土的差異,還提到了在實際工程中,如何根據試驗結果來判斷土壤的穩定性,以及在設計擋土牆時需要注意哪些地方。書中的案例分析也做得非常到位,每一個案例都經過了詳細的數據整理和圖表分析,讓我們能夠清晰地看到理論是如何應用於解決實際問題的。我認為,這本書對於我們這些正在學習土壤力學的學生,以及剛踏入工程領域的年輕工程師來說,絕對是必不可少的學習資料。

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我不得不說,《土壤力學試驗及實例》這本書在內容的編排上,確實花了不少心思。它不是那種讓你讀了之後,感覺「好像懂了,但又不知道怎麼用」的書。從一開始介紹土壤的基本性質,到各種室内外試驗的詳細步驟,再到最後的工程案例分析,整個邏輯線非常清晰。我尤其欣賞書中對於土壤分類和各種試驗方法之間的聯繫的闡述。它會告訴你,為什麼我們需要進行滲透試驗,以及滲透係數的大小對於基礎設計有什麼影響,這些知識點的串聯,讓理論變得更加生動和實用。 讓我印象深刻的是,書中的案例分析部分,作者選擇的都是一些在台灣地區非常具有代表性的工程項目。比如,在處理基礎沉陷問題時,書中不僅展示了如何進行沉陷預測,還詳細探討了不同的基礎形式(如筏基、樁基)的適用性,以及在設計過程中需要考慮的各種因素。我對書中關於液化潛勢評估的討論尤其感興趣,它結合了台灣的地震頻率和地質條件,介紹了幾種實用的評估方法,並給出了相應的設計建議。這對於我們在地震區進行工程建設,具有非常重要的指導意義。總之,這是一本能夠真正幫助我們解決實際工程問題的書。

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讀完這本《土壤力學試驗及實例》,我最大的感受是作者對於工程實際的深刻理解。這本書不像某些學術著作那樣,只是單純的理論闡述,而是緊密結合了我們在台灣進行土壤力學試驗和工程實務時所面臨的實際情況。書中對於各種試驗方法的介紹,不僅涵蓋了標準的試驗流程,更加入了許多作者在實務中觀察到的、或是實驗室中常見的細節和陷阱。比如,在做三軸試驗時,關於試樣的飽水度、圍壓的施加方式、量測儀器的校準等,書中都給予了非常具體的提示,這對於節省實驗時間、提高實驗數據的可靠性,都有莫大的助益。 此外,書中的實例分析更是精彩絕倫。作者沒有只是簡單地羅列數據,而是深入剖析了每一個案例的成因、分析過程和解決方案。我特別喜歡書中關於液化潛勢評估的部分,結合了台灣地區的地質特性和地震活動史,給出了許多實用的分析方法和判斷準則。這對於我們在地震頻繁的台灣進行基礎設計,具有非常重要的指導意義。而且,書中的圖例和照片都非常清晰,讓抽象的理論變得更加具象化,更容易理解和記憶。我可以想像,這本書將會成為許多工程師案頭必備的參考書。

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這本《土壤力學試驗及實例》可以說是近幾年來我讀過最實用、最有價值的工程技術書籍之一。作為一名經常需要與土壤打交道的工程師,我深知準確的土壤力學試驗是工程安全和經濟性的基石。書中對各種試驗方法的介紹,從最基本的土壤顆粒分析、土壤濕度試驗,到更為複雜的壓密試驗、三軸試驗,每一個環節都描述得非常詳盡,並且強調了試驗過程中的關鍵細節和注意事項。這對於確保試驗數據的準確性和可靠性至關重要。 更讓我印象深刻的是,書中並非僅僅停留在試驗方法的介紹,而是花了大量的篇幅來探討如何將試驗結果應用於實際工程問題的分析和解決。例如,書中對於基礎沉陷的預測,就提供了多種不同的方法,並結合了實際的工程案例,詳細說明了各種方法的適用條件和優缺點。我特別欣賞書中關於液化分析的章節,它不僅介紹了相關的理論和試驗方法,還結合了台灣地區的地震活動特點,給出了許多實用的判斷準則和設計建議。這對於我們在地震區進行工程設計,具有非常重要的指導意義。總之,這本書是一本理論與實踐兼備的優秀教材,絕對值得每一位工程師擁有。

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坦白說,我對《土壤力學試驗及實例》這本書的第一印象就是「紮實」。它不像有些書那樣,光講理論,讓你覺得學會了也無從下手。這本書從一開始就帶著你走進實驗室,告訴你每一個試驗該怎麼做,需要哪些儀器,還有每一個步驟背後的原因。我還記得我剛開始接觸土壤力學試驗時,對於如何精準地量測土壤的含水量、如何正確地準備試樣,總是有很多疑問。而這本書就一一解答了這些問題,它會告訴你,為什麼要進行烘乾處理,為什麼要確保試樣的均勻性,這些細節的講解,對於提高實驗的準確度非常有幫助。 我特別喜歡書中關於案例分析的部分,這些案例都是來自台灣本地的實際工程項目,有針對不同地質條件下的基礎設計,也有針對坡地開發的穩定性分析。作者會詳細地解釋,為什麼會發生這樣的問題,應該如何通過土壤力學的原理來分析,以及最終是如何通過調整設計參數或採取補救措施來解決的。比如,書中對於某個建案在軟弱地盤上施工遇到的沉陷問題,就進行了非常詳細的追蹤和分析,從最初的土體性質測試,到後續的監測數據解讀,再到最終的地盤改良方案的確定,整個過程都交代得清清楚楚。這對於我們這些在實際工作中經常會遇到類似問題的工程師來說,簡直是如獲至寶,讓我們能夠從別人的經驗中學習,少走彎路。

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作為一名在工程領域摸爬滾打了多年的資深工程師,我對《土壤力學試驗及實例》這本書的評價可以說是極高。市面上關於土壤力學的書籍不少,但真正能夠將理論與實務緊密結合,並且針對我們台灣地區的工程特點進行闡述的,卻是鳳毛麟角。這本書恰恰填補了這一塊的空白。書中對於各種基礎試驗的介紹,例如現地試驗、室內試驗,其細膩程度絕對讓我這個老工程師都感到驚艷。它不僅詳細描述了操作步驟,更重要的是,對試驗結果的解讀、誤差的分析,以及如何將試驗數據應用於工程設計,都有非常深刻的見解。 尤其讓我讚賞的是,書中關於地盤改良、基礎設計、邊坡穩定等實際工程問題的案例分析。作者沒有回避實際工程中的複雜性和不確定性,而是透過生動的案例,展現了如何運用土壤力學的原理,結合現地條件,進行科學的判斷和決策。我記得書中對於軟弱地盤的處理,就引用了好幾個台灣地區實際的工程案例,詳細分析了不同的地盤改良工法(如預壓、排水固結、樁基等)的適用性、設計參數的確定,以及施工中的注意事項。這對於我們在處理類似的地盤問題時,提供了非常寶貴的參考。這本書不僅適合初學者,對我們這些經驗豐富的工程師來說,也是一本值得反覆研讀的寶典。

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這本《土壤力學試驗及實例》可說是為我們工程領域的學生和實務工作者量身打造的寶藏。我還記得剛拿到這本書時,那沉甸甸的分量就讓我覺得內容肯定紮實。翻開書頁,映入眼簾的是清晰的排版和詳盡的圖表,讓人一目了然。作者在介紹各種土壤力學試驗時,步驟都寫得極其詳細,從前置準備、儀器設備到操作流程,每一個環節都絲毫馬虎,這對於初學者來說簡直是福音。以往在實驗室操作時,常常會因為某些細節的疏忽而影響實驗結果的準確性,但有了這本書的指引,我感覺 confidence 大增。 更讓我驚喜的是,書中不僅僅是理論的堆砌,更融入了大量的實際案例分析。這些案例來源於台灣本地的工程專案,許多都是我們在日常工作中會遇到的典型問題。例如,關於基礎沉陷的分析,書中就提供了多種不同地質條件下的案例,並詳細解釋了如何運用土壤力學的原理來預測沉陷量,以及如何根據預測結果進行基礎設計的調整。這對於解決實際工程中的難題,提供了非常具體的思路和方法。我特別欣賞書中關於邊坡穩定性分析的部分,圖文並茂地展示了不同坡度、不同土層組成情況下的穩定因子計算,並輔以實際邊坡崩塌案例的分析,讓我們能夠更深刻地理解理論與實際的聯繫,避免潛在的風險。

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這本《土壤力學試驗及實例》簡直是為我們這些在台灣做工程的人而寫的。書中對於各種土壤力學試驗的介紹,不僅涵蓋了理論基礎,更重要的是,它非常貼近我們實際操作時會遇到的情況。我還記得,當我第一次接觸到現地試驗時,對於如何正確地放置儀器、如何準確地讀取數據,總是有很多困惑。而這本書就非常詳細地講解了這些步驟,並且還強調了在不同地質條件下,可能需要注意的一些細節。 更讓我感到實用的是,書中的案例分析部分,都是以台灣地區的實際工程項目為例。比如,在談到基礎設計時,書中就引用了幾個實際的建案,詳細分析了它們所面臨的地質挑戰,以及如何通過土壤力學的原理來解決。我特別欣賞書中關於液化潛勢評估的內容,它深入分析了台灣地區的地震活動和地質特點,並介紹了幾種實用的分析方法和設計建議。這對於我們在地震帶上進行工程建設,提供了非常寶貴的參考。這本書確實能夠幫助我們更深入地理解土壤力學,並將這些知識應用於解決實際工程問題。

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這本《土壤力學試驗及實例》的編寫風格非常貼近我們的實際工程需求,尤其是在介紹各種試驗方法時,作者沒有停留在理論層面,而是非常注重細節的操作和結果的解讀。我還記得,我在第一次接觸三軸試驗時,對於如何準備試樣,如何施加圍壓,如何量測變形,總是感到手足無措。但有了這本書的指導,我能夠更清晰地了解每一個步驟的意義,以及在操作過程中需要注意的事項。書中還針對不同的土壤類型,給出了相應的試驗建議,這點非常實用。 更讓我感到驚喜的是,書中對於各種工程案例的分析,都非常貼切我們台灣地區的實際情況。例如,書中對某沿海地區的基礎工程,在遭遇高地下水位和軟弱土層時,是如何進行土壤改良和基礎設計的,進行了非常詳細的闡述。它不僅介紹了所採用的試驗方法,還深入分析了設計的思路和考量。我特別欣賞書中對於邊坡穩定性分析的章節,它結合了台灣地區常見的山坡地地質條件,詳細講解了如何利用不同的分析方法來評估邊坡的穩定性,以及如何採取相應的加固措施。這對於我們在進行山坡地開發項目時,提供了一個非常好的參考框架。這本書絕對是我們工程師的案頭必備。

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我認為,《土壤力學試驗及實例》這本書最大的價值在於它將實驗室的理論知識,非常有效地轉化成了工程實務中的解決方案。書中對各種土壤力學試驗方法的介紹,其詳細程度讓我印象深刻。它不僅列出了每一個試驗的標準操作步驟,更重要的是,還深入探討了在實際操作過程中可能遇到的問題,以及如何去克服它們。我還記得,在學習如何進行壓力計試驗時,書中就特別強調了如何準確地讀取數據,以及如何考慮周圍環境的影響。這些細節的指導,對於提高實驗的準確度非常有幫助。 更難得的是,書中結合了大量的台灣地區的實際工程案例,將抽象的土壤力學理論具象化。我特別喜歡書中關於基礎沉降和邊坡穩定性分析的章節。作者通過分析一些實際的工程項目,詳細闡述了如何根據土壤的性質,預測基礎的沉降量,以及如何評估邊坡的穩定性。例如,書中對某個大型開發項目,在軟弱地盤上進行基礎施工時,是如何通過精密的試驗和分析,確定最佳的施工方案,並確保工程的安全。這些案例的分析,為我們提供了非常寶貴的參考和學習經驗。這本書絕對是工程師們在處理相關問題時的得力助手。

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