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第1章 土工试验及测试1

1.1 室内试验1

1.1.1 直剪试验、单剪试验和环剪试验1

1.1.2 侧限压缩试验3

1.1.3 三轴试验3

1.1.4 真三轴试验12

1.1.5 空心圆柱扭剪试验和方向剪切试验16

1.1.6 共振柱试验18

1.2 模型试验19

1.2.1 lg下的模型试验19

1.2.2 ng下的模型试验20

1.3 现场测试与原型观测24

1.3.1 平板载荷试验24

1.3.2 静力触探25

1.3.3 动力触探26

1.3.4 十字板剪切试验（vane shear test,VST）27

1.3.5 旁压试验（pressuremeter test）28

1.3.6 螺旋板压缩试验（screw plate compressometer,SPC）和钻孔剪切试验（borehole shear test,BST）29

1.3.7 物探检测30

1.3.8 原型监测30

1.4 试验检验与验证30

1.4.1 对试验的检验30

1.4.2 本构关系模型的验证32

1.4.3 数值计算的检验33

习题与思考题35

部分习题答案39

参考文献40

第2章 土的本构关系41

2.1 概述41

2.2 应力和应变42

2.2.1 应力42

2.2.2 应变50

2.3 土的应力应变特性51

2.3.1 土应力应变关系的非线性52

2.3.2 土的剪胀性52

2.3.3 土体变形的弹塑性53

2.3.4 土应力应变的各向异性和土的结构性53

2.3.5 土的流变性55

2.3.6 影响土应力应变关系的应力条件56

2.4 土的弹性模型58

2.4.1 概述58

2.4.2 邓肯-张双曲线模型62

2.4.3 K-G模型69

2.4.4 高阶的非线弹性理论模型71

2.5 土的弹塑性模型的一般原理75

2.5.1 塑性理论在土力学中的应用75

2.5.2 屈服准则及屈服面75

2.5.3 流动规则（正交定律）与硬化定律79

2.5.4 弹塑性本构模型的弹塑性模量矩阵的一般表达式81

2.6 剑桥模型（Cam-Clay）82

2.6.1 正常固结黏土的物态边界面82

2.6.2 超固结黏土和完全的物态边界面85

2.6.3 弹性墙与屈服轨迹88

2.7 莱特-邓肯模型和清华模型96

2.7.1 莱特-邓肯模型97

2.7.2 修正的莱特-邓肯模型99

2.7.3 清华弹塑性模型102

2.8 土的结构性及土的损伤模型106

2.8.1 概述106

2.8.2 粗粒土的结构106

2.8.3 黏土颗粒与水的相互作用——双电层108

2.8.4 黏土颗粒间作用力及黏土的结构109

2.8.5 土的结构性111

2.8.6 损伤理论及其在岩土材料中的应用113

2.8.7 沈珠江结构性黏土的弹塑性损伤模型117

2.9 土的本构关系模型的数学实质及广义位势理论120

2.9.1 土的一般应力应变关系及广义位势理论120

2.9.2 超弹性模型或格林弹性模型121

2.9.3 柯西弹性模型122

2.9.4 次弹性模型122

2.9.5 弹塑性模型的塑性位势理论123

2.9.6 相适应与不相适应的流动规则123

2.9.7 多重势面的广义塑性理论124

习题与思考题124

部分习题答案133

参考文献135

第3章 土的强度137

3.1 概述137

3.2 土的抗剪强度机理140

3.2.1 摩擦强度140

3.2.2 黏聚力143

3.3 影响土强度的内部因素146

3.3.1 土的强度与其物理性质的关系146

3.3.2 影响土强度的一般物理性质147

3.3.3 孔隙比与砂土抗剪强度关系——临界孔隙比150

3.3.4 孔隙比与黏土抗剪强度——真强度理论153

3.4 影响土强度的外部因素154

3.4.1 围压σ3的影响155

3.4.2 中主应力σ2的影响157

3.4.3 主应力方向的影响——土强度的各向异性159

3.4.4 土的强度与加载速率的关系162

3.4.5 温度与土强度的关系166

3.5 土的排水与不排水强度167

3.5.1 有效应力原理及孔压系数167

3.5.2 砂土的排水强度和不排水强度174

3.5.3 黏土的排水与不排水强度176

3.6 土的强度理论183

3.6.1 概述183

3.6.2 土的经典强度理论184

3.6.3 土的近代强度理论189

3.6.4 关于土强度理论的讨论194

3.7 黏性土的抗拉强度198

3.7.1 实际工程中的拉伸破坏与开裂198

3.7.2 土的抗拉强度的测定199

3.7.3 黏性土的联合强度理论202

习题与思考题203

部分习题答案210

参考文献212

第4章 土中水及其渗流213

4.1 概述213

4.1.1 岩土中的水及其运动213

4.1.2 渗流的工程意义214

4.1.3 土中水的渗流问题的研究历史214

4.2 土中水的形态及其对土性的影响215

4.2.1 土与水间的物理化学作用、黏土颗粒表面的双电层215

4.2.2 毛细水与土中吸力218

4.2.3 土的冻胀和冻融作用224

4.3 土的渗透性227

4.3.1 土中水的势能227

4.3.2 达西定律的物理意义231

4.3.3 影响土渗透系数的因素232

4.3.4 达西定律的适用范围235

4.3.5 非饱和土的渗透性237

4.4 二维渗流与流网239

4.4.1 二维渗流的基本微分方程239

4.4.2 流网及其应用241

4.5 饱和土渗流数值计算的有限元方法248

4.5.1 渗流的基本微分方程248

4.5.2 饱和土稳定渗流的有限元计算方法253

4.5.3 饱和土非稳定渗流的有限元计算方法261

4.6 有关渗流的一些工程问题264

4.6.1 渗透力与渗透变形及其防治264

4.6.2 渗流条件下土坡的稳定268

4.6.3 挡土构造物上的土压力和水压力271

习题与思考题275

部分习题答案284

参考文献286

第5章 土的压缩与固结288

5.1 概述288

5.2 土的压缩与地基的沉降289

5.2.1 土的压缩289

5.2.2 影响土压缩性的主要因素293

5.2.3 沉降产生原因和类型295

5.2.4 瞬时沉降和次压缩沉降299

5.3 地基沉降计算303

5.3.1 计算方法综述303

5.3.2 单向压缩沉降计算的分层总和法304

5.3.3 考虑三向变形效应的单向压缩沉降计算法305

5.3.4 三向变形沉降计算法306

5.3.5 弹性理论法308

5.3.6 应力路径法309

5.3.7 剑桥模型法313

5.3.8 曲线拟合法315

5.3.9 现场试验法316

5.3.10 他方法简述317

5.3.11 对几种沉降计算方法的评述318

5.3.12 堤坝沉降的简化计算319

5.4 单向固结的普遍方程与太沙基固结理论319

5.4.1 单向渗流固结的普遍方程320

5.4.2 太沙基单向固结理论321

5.5 单向固结的复杂情况326

5.5.1 加荷随时间变化326

5.5.2 土层厚度随时间变化332

5.5.3 地基为成层土334

5.5.4 有限应变土层的固结335

5.6 二向和三向固结336

5.6.1 比奥固结理论337

5.6.2 太沙基-伦杜立克固结理论（扩散方程）340

5.6.3 比奥和准多维固结理论的比较341

5.6.4 三向固结的轴对称问题——砂井地基的排水固结346

5.7 非饱和土的固结349

5.7.1 非饱和土固结的一些特点349

5.7.2 弗雷德隆德非饱和土单向固结理论350

5.8 固结试验355

5.8.1 几种固结试验方法355

5.8.2 恒应变速率试验法（CRS法）356

5.8.3 控制孔压梯度压缩试验法（CGC法）358

习题与思考题361

部分习题答案367

参考文献368

第6章 土坡稳定分析369

6.1 概述369

6.1.1 边坡369

6.1.2 边坡的破坏类型369

6.1.3 滑坡的影响因素371

6.1.4 滑坡的危害372

6.1.5 边坡稳定的分析373

6.2 无限土坡的稳定分析374

6.2.1 砂土的无限土坡374

6.2.2 黏性土的无限土坡376

6.3 边坡稳定分析的极限平衡条分法377

6.3.1 瑞典条分法378

6.3.2 简化毕肖甫法380

6.3.3 简布法381

6.3.4 斯宾塞法382

6.3.5 摩根斯坦-普莱斯法383

6.3.6 陈祖煜的通用条分法385

6.3.7 不平衡推力传递法388

6.3.8 沙尔玛法393

6.3.9 边坡合理性条件和经典的结论394

6.4 最小安全系数和临界滑动面的搜索方法396

6.4.1 基本原理396

6.4.2 枚举法397

6.4.3 单形法397

6.4.4 牛顿法399

6.4.5 随机搜索法400

6.4.6 模拟退火法400

6.4.7 遗传算法402

6.4.8 蚁群算法405

6.4.9 其他搜索方法407

6.5 关于边坡稳定极限平衡法分析的一些问题409

6.5.1 计算工况409

6.5.2 稳定分析方法的选择411

6.5.3 孔隙水压力的考虑412

6.5.4 边坡外有水的情况413

6.5.5 强度指标的选用415

6.6 极限分析原理418

6.6.1 塑性力学的上、下限定理419

6.6.2 上下限定理的应用420

6.7 基于有限元的边坡稳定分析427

6.7.1 利用应力场计算安全系数428

6.7.2 强度折减法429

习题与思考题430

部分习题答案436

参考文献436