高等土木工程理论基础【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

高等土木工程理论基础PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1篇 胶凝材料及其复合材料2

第1章 气硬性胶凝材料2

1.1 石灰胶凝材料2

1.1.1 生石灰的结构特性与活性3

1.1.2 生石灰的水化反应5

1.1.3 生石灰水化时的体积变化6

1.1.4 石灰在水作用下的分散与浆体结构形成过程8

1.1.5 石灰浆体的硬化10

1.1.6 石灰产品的性能特点及应用10

1.2 石膏胶凝材料11

1.2.1 石膏的脱水相组成11

1.2.2 建筑石膏的水化与凝结硬化14

1.2.3 石膏胶凝材料的性能及用途17

第2章 水泥19

2.1 概述19

2.2 硅酸盐水泥熟料矿物的结构与胶凝性能的关系20

2.2.1 硅酸盐水泥熟料的矿物组成20

2.2.2 水泥熟料矿物的结构特征21

2.2.3 水泥熟料矿物水化反应能力的热力学判断22

2.2.4 水泥熟料矿物具有胶凝能力的本质与条件22

2.3 硅酸盐水泥的水化反应及机理22

2.3.1 水泥熟料矿物的水化作用23

2.3.2 硅酸盐水泥的水化作用26

2.3.3 水泥的水化速度及其影响因素27

2.3.4 硅酸盐水泥的水化机理29

2.4 水泥浆体的凝结硬化及结构形成过程31

2.4.1 水泥的凝结硬化理论31

2.4.2 水泥浆体的结构及形成过程33

2.5 新拌水泥浆的物理特性及流变性质35

2.5.1 水泥浆中水的作用及泌水性35

2.5.2 水泥浆的流变特性37

2.6 硅酸盐水泥硬化体（水泥石）的结构41

2.6.1 水泥石中水化产物的组成结构与粒子形态41

2.6.2 水泥石的孔结构43

2.6.3 水泥石中的水及其形态46

2.7 硅酸盐水泥的工程性质49

2.7.1 水泥石的强度49

2.7.2 水泥石的变形性质52

2.7.3 水泥石的耐久性55

2.7.4 硅酸盐水泥的技术性质、性能特点及应用59

2.8 其他水泥品种61

2.8.1 通用硅酸盐水泥的其他品种61

2.8.2 铝酸盐水泥65

2.8.3 道路硅酸盐水泥67

第3章 水泥基复合材料70

3.1 水泥混凝土的组成材料70

3.1.1 胶凝材料71

3.1.2 集料（骨料）74

3.1.3 混凝土外加剂75

3.2 混凝土拌和物的性质76

3.2.1 混凝土拌和物的流变特性76

3.2.2 混凝土拌和物的工作性78

3.2.3 混凝土拌和物的泌水性83

3.3 混凝土的结构84

3.3.1 混凝土的宏观堆聚结构85

3.3.2 硬化水泥浆体的微结构86

3.3.3 水泥石与集料的界面过渡层87

3.4 混凝土的物理性质87

3.4.1 混凝土的密实度87

3.4.2 非荷载因素引起的变形88

3.4.3 混凝土的热工性质90

3.5 混凝土的力学性质91

3.5.1 混凝土的强度91

3.5.2 影响混凝土强度的因素93

3.5.3 混凝土破坏机理及强度理论96

3.5.4 荷载作用下的变形性质98

3.6 混凝土的耐久性101

3.6.1 混凝土的抗冻性101

3.6.2 混凝土的碳化103

3.6.3 混凝土的碱—集料反应105

3.6.4 混凝土的耐磨性107

3.7 纤维增强水泥基复合材料107

3.7.1 概述107

3.7.2 纤维材料108

3.7.3 纤维增强水泥基复合材料的阻裂机理109

3.7.4 纤维增强水泥基复合材料性能的评价方法110

3.7.5 纤维增强水泥基复合材料性能特点与工程应用110

3.8 聚合物水泥基复合材料111

3.8.1 概述111

3.8.2 聚合物改性混凝土（PMC）111

第4章 沥青116

4.1 概述116

4.1.1 沥青的定义、分类与用途116

4.1.2 石油沥青的生产工艺117

4.1.3 沥青的元素组成118

4.1.4 石油沥青的化学组分119

4.1.5 石油沥青的胶体结构121

4.2 石油沥青的技术性质122

4.2.1 沥青的黏度123

4.2.2 沥青的延性和脆性126

4.2.3 沥青的感温性126

4.2.4 耐久性127

4.2.5 安全性129

4.3 道路石油沥青评价方法130

4.3.1 我国现行的沥青评价指标体系130

4.3.2 SHRP沥青胶结料评价方法130

4.4 改性沥青136

4.4.1 改性剂及其分类137

4.4.2 改性剂与沥青的相容性及改性机理138

4.4.3 改性沥青的生产和技术标准140

4.5 沥青材料的流变学性质144

4.5.1 表征沥青材料流变性质的常用模型144

4.5.2 沥青材料的流变性质146

第5章 沥青混合料148

5.1 集料与级配148

5.1.1 集料的一致特性148

5.1.2 沥青路面集料质量控制150

5.1.3 级配设计155

5.2 混合料组成设计161

5.2.1 沥青混合料的综合设计方法161

5.2.2 Superpave沥青混合料设计方法164

5.2.3 美国旋转压实剪切试验机设计法164

5.3 黏弹性力学行为165

5.3.1 沥青混合料的黏弹性特性165

5.3.2 蠕变函数和松弛函数167

5.3.3 时间—温度等效原理及其应用168

5.4 高温稳定性171

5.4.1 高温病害形式171

5.4.2 车辙形成机理172

5.4.3 车辙影响因素173

5.4.4 高温稳定性评价方法176

5.4.5 车辙预估模型179

5.5 低温抗裂性180

5.5.1 低温开裂机理181

5.5.2 低温抗裂性评价方法182

5.5.3 低温开裂的影响因素及控制措施184

5.6 水稳定性186

5.6.1 沥青混合料水损害机理186

5.6.2 水稳定性评价方法189

5.6.3 水稳定性的影响因素191

5.7 抗疲劳性能193

5.7.1 疲劳试验方法194

5.7.2 疲劳寿命影响因素195

5.7.3 疲劳寿命预估模型198

5.8 新型沥青混凝土及路面再生技术200

5.8.1 浇筑式沥青混凝土200

5.8.2 环氧沥青混凝土201

5.8.3 排水性沥青混凝土202

5.8.4 路面再生技术204

第1篇 参考文献208

第2篇 高等土力学211

第6章 土的本构关系211

6.1 概述211

6.1.1 引言211

6.1.2 土体本构关系的发展212

6.2 土的变形特性213

6.2.1 非线性和非弹性213

6.2.2 塑性体积应变和剪胀性213

6.2.3 塑性剪应变215

6.2.4 硬化与软化216

6.2.5 应力路径和应力历史对变形的影响217

6.2.6 固结压力对变形的影响218

6.2.7 中主应力对变形的影响219

6.2.8 各向异性220

6.3 弹性非线性模型221

6.3.1 弹性参数的确定222

6.3.2 双曲线模型（E-v模型和E-B模型）225

6.3.3 非线性K-G模型233

6.4 弹塑性模型234

6.4.1 破坏准则234

6.4.2 屈服准则237

6.4.3 硬化规律238

6.4.4 流动法则240

6.4.5 弹塑性矩阵243

6.4.6 弹塑性模型举例246

6.5 土与结构接触面模型254

6.5.1 无厚度接触面单元模型254

6.5.2 有厚度接触面单元模型257

6.5.3 接触面本构模型260

6.6 其他模型262

6.6.1 黏弹塑性模型262

6.6.2 土的结构性及土的损伤模型263

第7章 土的固结与流变理论272

7.1 概述272

7.1.1 固结理论研究进展272

7.1.2 影响土压缩性的主要因素274

7.1.3 研究固结问题所需的基本方程275

7.2 单向固结的普遍方程与太沙基理论277

7.2.1 单向固结的普遍方程277

7.2.2 太沙基单向固结理论279

7.3 太沙基—伦杜立克准三维固结理论284

7.4 三向固结轴对称问题—砂井地基固结理论285

7.5 比奥固结理论287

7.5.1 比奥固结理论方程288

7.5.2 比奥固结理论与准三维固结理论的比较291

7.5.3 比奥固结有限元支配方程及其应用292

7.6 土的大变形固结理论294

7.6.1 产生背景及必要性294

7.6.2 研究现状及发展前景294

7.6.3 基本理论295

7.6.4 固结方程296

7.6.5 固结方程的解法298

7.7 土的动力固结理论300

7.7.1 动力夯实301

7.7.2 动力固结301

7.8 土的流变理论303

7.8.1 土的流变性303

7.8.2 基本流变元件305

7.8.3 土的流变模型306

第8章 土的动力特性与动力分析315

8.1 概述315

8.2 砂土振动液化316

8.2.1 砂土振动液化机理316

8.2.2 影响砂土液化的主要因素317

8.2.3 饱和砂土的液化可能性判别318

8.3 动荷载下土的强度特性320

8.3.1 动荷载加荷幅值对土动强度的影响320

8.3.2 动荷载加荷周数对土动强度的影响321

8.3.3 静力初始剪应力对土动强度的影响321

8.4 土的动本构关系322

8.4.1 动载作用下的变形阶段划分322

8.4.2 土的应力应变滞回圈与骨架曲线323

8.4.3 土的主要动力特征参数323

8.4.4 影响土的动剪切模量与阻尼特性的主要因素324

8.4.5 土的动弹塑性模型325

8.4.6 等效非线性黏弹性模型327

第9章 高等土工试验及测试329

9.1 特殊土无侧限抗压强度试验329

9.1.1 水泥土无侧限抗压强度试验329

9.1.2 人工冻土单轴抗压强度及蠕变试验331

9.2 土的三轴试验337

9.2.1 常规三轴压缩试验337

9.2.2 GDS静动三轴试验344

9.2.3 冻土静动三轴试验348

9.3 人工冻土冻胀融沉试验349

9.3.1 试验设备和试样制作350

9.3.2 试验原理350

9.3.3 试验步骤350

9.3.4 结果整理351

9.4 土与结构接触面剪切试验352

9.4.1 常规土与结构接触面循环加载剪切试验352

9.4.2 冻土与结构接触面循环加载剪切试验353

第2篇 参考文献357

第3篇 土木工程数值计算359

第10章 数值计算方法概述359

10.1 力学分析方法概述359

10.1.1 解析法359

10.1.2 实验法359

10.1.3 数值计算法360

10.2 常见的平衡问题数值计算方法360

10.2.1 变分法360

10.2.2 有限差分法361

10.2.3 有限元法362

10.2.4 边界元法363

10.2.5 关键块体理论364

10.2.6 数值流形方法364

10.2.7 无单元法365

10.2.8 广义有限元法366

10.3 现代CAE技术366

10.3.1 CAE技术概述366

10.3.2 CAE技术的发展趋势366

10.3.3 CAE分析的步骤367

10.4 主要的CAE软件介绍367

10.4.1 ANSYS368

10.4.2 ABAQUS368

10.4.3 FLAC368

第11章 有限元数值计算理论371

11.1 有限元数值分析的基本原理371

11.1.1 有限元数值分析的概念和简介371

11.1.2 有限元数值分析的基本过程373

11.1.3 岩土工程问题常见的几种单元378

11.2 有限元数值计算理论依据385

11.2.1 位移变分方程386

11.2.2 最小势能原理386

11.2.3 虚功方程（原理）387

11.2.4 单元刚度矩阵与整体刚度矩阵388

11.3 线性与非线性有限元的数值求解方法389

11.3.1 线性方程组的求解390

11.3.2 工程中的非线性问题及特点391

11.3.3 非线性方程组的求解392

第12章 土木工程有限元分析法396

12.1 结构局部与整体稳定问题分析396

12.1.1 结构屈曲基本原理及分类396

12.1.2 结构稳定问题的计算方法397

12.1.3 有限元求解结构屈曲的基本方法398

12.1.4 非线性屈曲分析的具体注意事项399

12.2 岩土工程问题稳定性数值分析方法400

12.2.1 圆弧法计算原理401

12.2.2 条分法计算原理402

12.2.3 毕肖普法计算原理403

12.3 动力学问题的基本方程与求解方法404

12.3.1 动力学问题概述404

12.3.2 振动问题与波动问题406

12.3.3 结构动力学及有限元方程407

12.3.4 结构整体力学有限元方程408

12.3.5 单元质量矩阵和阻尼矩阵的表达式409

第13章 ANSYS及工程应用412

13.1 ANSYS简介412

13.1.1 有限元软件ANSYS发展概况412

13.1.2 ANSYS软件特点413

13.2 APDL及土木工程常用单元414

13.2.1 APDL简介414

13.2.2 土木工程常用单元420

13.3 ANSYS的分析过程421

13.3.1 前处理421

13.3.2 加载求解421

13.3.3 后处理422

13.3.4 应用举例423

13.4 工程应用实例分析432

13.4.1 钢筋混凝土结构有限元模型建立432

13.4.2 钢筋锈蚀引起的混凝土结构物理场模拟437

第14章 ABAQUS及工程应用445

14.1 有限元软件ABAQUS简介445

14.1.1 ABAQUS软件445

14.1.2 ABAQUS产品的组成446

14.2 ABAQUS常用单元447

14.2.1 有限单元448

14.2.2 刚性体456

14.2.3 实体单元的使用459

14.2.4 网格划分技术466

14.3 ABAQUS的分析流程471

14.3.1 ABAQUS/CAE的组成（Components）471

14.3.2 ABAQUS/CAE中的分析模块（Modules）473

14.3.3 ABAQUS/CAE中的常用工具（Tools）477

14.3.4 ABAQUS分析模型的组成492

14.4 工程应用实例分析493

14.4.1 路面结构裂缝静态响应的实例分析493

14.4.2 路面结构裂缝动态响应的实例分析497

第15章 FLAC及在土木工程应用514

15.1 有限差分软件FLAC简介514

15.2 FLAC理论背景514

15.2.1 有限差分法515

15.2.2 混合离散法515

15.2.3 材料本构模型516

15.2.4 本构模型的选择517

15.3 FLAC的安装与启动过程519

15.3.1 软件安装电脑硬件要求519

15.3.2 安装的一般程序519

15.4 FLAC常用单元521

15.4.1 FLAC主要功能模块521

15.4.2 结构单元概述524

15.5 FLAC分析过程532

15.5.1 FLAC2D使用界面介绍533

15.5.2 网格和节点534

15.5.3 FLAC3D使用界面介绍535

15.6 一个简单的实例538

15.6.1 问题描述538

15.6.2 启动 FLAC539

15.6.3 建立网格539

15.6.4 定义材料540

15.6.5 定义边界条件541

15.6.6 重力设置542

15.6.7 初始应力计算542

15.6.8 保存状态文件543

15.6.9 查看初始应力计算结果543

15.6.10 查看最大不平衡力545

15.6.11 实际开挖546

15.6.12 设置历史变量547

15.6.13 开挖计算并保存548

15.6.14 后处理548

15.7 盾构开挖对软黏土地层的扰动模拟550

15.7.1 概述550

15.7.2 问题的描述551

15.7.3 FLAC3D模拟隧道开挖中若干问题的解决552

15.7.4 计算文件557

15.7.5 计算结果分析562

第3篇 参考文献566