黃土土力學(xué)是土力學(xué)學(xué)科的一個分支,其研究的對象黃土,不僅具有一定的特殊性質(zhì)(由水敏性、大孔性、結(jié)構(gòu)性所造成的濕陷性),而且覆蓋著我國約達(dá)63.5萬平方公里的國土,覆蓋廣,厚度大。本書對黃土土力學(xué)涉及的眾多問題進(jìn)行了系統(tǒng)討論,包括黃土的地質(zhì)特性,物理、水理特性,濕陷特性,強度特性,變形特性,動力特性及非飽和土土力學(xué)特性,也包括黃土土體的地基工程、邊坡工程、洞室工程等的穩(wěn)定特點、設(shè)計施工與增穩(wěn)措施等,力圖反映半個世紀(jì)以來黃土研究工作的主要結(jié)論。
黃土土力學(xué)之所以能夠成為土力學(xué)學(xué)科的一個分支是因為,黃土具有一定的特殊性質(zhì),即由水敏性、大孔性、結(jié)構(gòu)性所造成的濕陷性;也因為黃土覆蓋著我國西起新疆伊犁,東至山東膠東,北起吉林、內(nèi)蒙古,南至西藏、云南的約達(dá)63.5萬平方公里的國土,具有覆蓋廣、厚度大的特點,在我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施中占據(jù)了重要的地位;還因為黃土作為地質(zhì)土體的研究在我國開展較早,且已卓有成效,而黃土作為工程土體的研究仍然比較年輕,還需要針對黃土地基工程、黃土邊坡工程、黃土洞室工程,甚至黃土環(huán)境工程等需要解決的實際問題進(jìn)一步做多側(cè)面、多理論、多方法的深化研究工作,以推動人們用黃土土力學(xué)的理論、觀點和方法解決復(fù)雜黃土工程問題。
在我國,劉祖典教授編著的《黃土力學(xué)與工程》(陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1997)一書對黃土土力學(xué)涉及的眾多問題曾做過較為系統(tǒng)的討論。本書的作者將在其基礎(chǔ)上,結(jié)合近年來研究的有關(guān)成果,突出黃土的特點和黃土土力學(xué)與黃土工程的結(jié)合點,面對黃土由于它的水敏性、結(jié)構(gòu)性、強度特性、本構(gòu)特性和動力特性等而在黃土土體的地基工程、邊坡工程、洞室工程和環(huán)境工程等方面的分析計算和多種病害的處治,進(jìn)一步做簡要的考察,并力圖反映半個世紀(jì)以來黃土土力學(xué)基本研究工作的主要結(jié)論。本書內(nèi)容包括了黃土的基本特性與黃土工程的主要問題,分為黃土的地質(zhì)特性,黃土的物理、水理特性,黃土的濕陷特性,黃土的強度特性,黃土的變形特性,黃土的動力特性,黃土的非飽和土土力學(xué)特性,以及黃土地基工程問題、黃土邊坡工程問題、黃土洞室工程問題等共計11章。
本書主要由西安理工大學(xué)謝定義教授編著,第5.4.1節(jié)、第5.4.2節(jié)、第5.5節(jié)和第6.4節(jié)由中國水利水電科學(xué)研究院邢義川教授編著。在本書編著過程中,得到了長安大學(xué)謝永利教授、劉保健教授和西安理工大學(xué)巖土工程研究所眾多老師與研究生的幫助,西安地區(qū)一些勘察、設(shè)計、施工、教學(xué)、研究院所許多專家也給予了關(guān)懷與鼓勵。在此,謹(jǐn)向他們表示衷心的感謝。
雖然作者曾在長期的教學(xué)與科研工作中接觸、學(xué)習(xí)、選擇和收集了大量關(guān)于黃土土力學(xué)研究的資料,但畢竟受條件、精力和水平的限制,掛一漏萬或認(rèn)識失當(dāng)之處在所難免,歡迎有關(guān)文獻(xiàn)的作者或讀者批評指正。
謝定義,男,漢族,1931年1月8日生,甘肅省甘谷人。中國共產(chǎn)黨黨員(1956.4.16—)。西安理工大學(xué)教授,巖土工程學(xué)科博士生導(dǎo)師(1986-)。1952年畢業(yè)于西北工學(xué)院水利工程系,1962年獲蘇聯(lián)列寧格勒建筑工程學(xué)院科學(xué)技術(shù)副博士學(xué)位。先后在西北工學(xué)院、西安動力學(xué)院、西安交通大學(xué)、陜西工業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)學(xué)院、陜西機械學(xué)院和后來的西安理工大學(xué)等高校任教,從事土力學(xué)、巖土工程等方面的教學(xué)與研究工作。曾擔(dān)任《巖土工程學(xué)報》編委會副主任、名譽委員,《中國公路學(xué)報》和《水利與建筑工程學(xué)報》編委,中國土木工程學(xué)會土力學(xué)及巖土工程分會理事、常務(wù)理事、名譽理事,中國振動工程學(xué)會土動力學(xué)專業(yè)委員會主任,中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會理事,全國濕陷性黃土地區(qū)建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)委員會委員,陜西省學(xué)位委員會委員,陜西省土木建筑學(xué)會理事,陜西省巖石力學(xué)與工程學(xué)會理事長等社會工作。先后編著了《土動力學(xué)》(西安交通大學(xué)出版社,1989),《飽和砂土瞬態(tài)動力學(xué)特性與機理分析》(陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1995),《高等土力學(xué)》、《巖土工程學(xué)》、《試驗土工學(xué)》、《土動力學(xué)》、《應(yīng)用土動力學(xué)》、《非飽和土土力學(xué)》和《黃土土力學(xué)》(高等教育出版社,2008-2015),《土力學(xué)教程》(中國建筑工業(yè)出版社,2009),也參編出版了其他一些專業(yè)書籍,共計15本。先后主持和參與了國家自然科學(xué)基金項目5項,水利電力部自然科學(xué)基金項目和陜西省自然科學(xué)基金項目、三峽工程科技攻關(guān)項目等6項,在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和重要會議上公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文160余篇,培養(yǎng)博士、碩士研究生50多名。先后在美國紐約州倫色勒工學(xué)院、德國卡斯魯爾大學(xué)以及日本、波蘭等國有關(guān)大學(xué)與科研院所進(jìn)行訪問與學(xué)術(shù)交流。為我國《黃文熙講座》(2001)撰稿人,國務(wù)院特殊津貼獲得者(1991),獲茅以升科技教育基金會土力學(xué)及巖土工程大獎(2000),國家科學(xué)大會獎(1978,排名第二),國家科技進(jìn)步獎三等獎(1985,排名第二),以及省、部級科技進(jìn)步獎,教學(xué)、優(yōu)秀成果獎等多項學(xué)術(shù)獎勵,還獲得了國家機械委員會教書育人優(yōu)秀教師(1987)、陜西省優(yōu)秀教師、先進(jìn)教育工作者(1985)、陜西省優(yōu)秀科技工作者(1989)、陜西省委科教系統(tǒng)優(yōu)秀黨員(1981)等榮譽稱號。
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 黃土地區(qū)工程建設(shè)中的有關(guān)問題
1.3 黃土及其工程問題的研究
1.4 本書的基本框架
1.5 黃土土力學(xué)問題研究的發(fā)展
1.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2章 黃土的地質(zhì)特性
2.1 黃土的生成
2.2 黃土的分類
2.3 黃土的分布
2.4 黃土的地貌
2.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 黃土的物理、水理特性
3.1 概述
3.2 黃土的粒度、密度、濕度特性
3.3 黃土的水理特性
3.4 黃土的結(jié)構(gòu)特性
3.4.1 概述
3.4.2 黃土結(jié)構(gòu)顆粒排列的幾何特征
3.4.3 黃土結(jié)構(gòu)顆粒聯(lián)結(jié)的力學(xué)特征
3.4.4 黃土結(jié)構(gòu)性研究的主要途徑
3.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 黃土的濕陷特性
4.1 概述
4.2 黃土的飽水濕陷特性
4.2.1 側(cè)限試驗條件下黃土的飽水濕陷特性
4.2.2 三軸試驗條件下黃土的飽水濕陷特性
4.3 黃土的增濕濕陷特性
4.3.1 黃土的增濕濕陷系數(shù)
4.3.2 黃土在增(減)濕與應(yīng)力作用不同變化路徑下的變形過程
4.4 黃土濕陷與增濕等效壓力
4.4.1 濕陷與增濕等效壓力的概念
4.4.2 濕陷性黃土的增濕等效壓力與濕陷量及抗剪強度的分析
4.5 黃土濕陷特性研究的現(xiàn)場浸水試驗
4.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 黃土的強度特性
5.1 概述
5.2 黃土的增濕抗剪特性
5.2.1 黃土的增濕剪切試驗
5.2.2 增濕等效剪應(yīng)力概念與抗剪強度分析
5.3 黃土的應(yīng)力抗剪特性
5.3.1 總應(yīng)力途徑的黃土抗剪強度
5.3.2 有效應(yīng)力單應(yīng)力變量途徑的黃土抗剪強度
5.3.3 雙應(yīng)力變量途徑的黃土抗剪強度
5.4 黃土的抗剪強度準(zhǔn)則
5.4.1 黃土的抗剪強度準(zhǔn)則的表達(dá)形式
5.4.2 對幾種主要抗剪強度準(zhǔn)則的比較
5.4.3 真三軸應(yīng)力條件下結(jié)構(gòu)性黃土的抗剪強度特性
5.5 黃土的抗拉強度與斷裂強度
5.5.1 概述
5.5.2 黃土的抗拉強度
5.5.3 黃土的斷裂強度
5.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 黃土的變形特性
6.1 概述
6.2 黃土應(yīng)力-應(yīng)變的本構(gòu)關(guān)系
6.2.1 黃土的應(yīng)力-應(yīng)變特性曲線
6.2.2 黃土應(yīng)力-應(yīng)變特性曲線的數(shù)學(xué)模式
6.3 黃土的彈性非線性本構(gòu)模型
6.3.1 彈性非線性本構(gòu)模型的基本關(guān)系式
6.3.2 彈性非線性本構(gòu)模型參數(shù)的確定
……
第7章 黃土的動力特性
第8章 黃土的非飽和土土力學(xué)特性
第9章 黃土地基工程問題
第10章 黃土邊坡工程問題
第11章 黃土洞室工程問題
中英文對照名詞索引
編后的話
作者簡介