所属分类
- 所属分类：教材>>研究生教材
- 所属分类：建筑科学>>土力学、地基基础工程>>土力学
书 名：清华大学土木工程系列教材--高等土力学
丛 书 名：清华大学土木工程系列教材
著 译 者：李广信
出 版 社：清华大学出版社
书 号：
ISBN 7-302-08394-0
图书编号：B10036801印刷日期：2006-08-03
出版日期：2004-07-01上架时间：2006-10-21
规 格：
平装16开,445页
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图书简介
本书系在国内最早开展土力学领域研究的学者们十几年的教学积累的基础上编写而成的，是目前国内内容比较全面的土力学教材。本书作为研究生教材，力图以更开阔的视角向读者全方位地展示土力学研究的领域，同时还介绍了近年来引起人们关注和争论的问题，此外还较全面地介绍了国内学者的研究成果，希望读者不仅仅能系统地学习和领会书中的内容与成果，而且能够了解和体会土力学科研究的基本途径和方法，并逐步形成自己的研究理念和模式 。
本书内容是在本科土力学教材基础上的进一步延伸，共分七章，包括：土工试验与测试，土的本构关系，土的强度，土中水与土中渗流及其计算，土的压缩与固结，土工数值计算（包括土体稳定的极限平衡计算，土的渗流与固结的有限元计算）。各章均附有相应的习题、思考题或者计算程序。部分章节可以作为课外的参考内容。
本书被评为北京市精品教材，可作为土建、水利、铁道、交通、地质、治金、农业业、林业等有关专业的教师、硕士生、高年级本科生的教材和参考用书，同时还可作为对岩土工程有兴趣的相关专业的科研人员和工程技术人员的进修读物和参考书。
前 言
与相对成熟和系统的土力学本科教材相比，多年来国内一直缺少比较系统的、适用于岩土工程专业研究生用的高等土力学教材。我国在20世纪70年代末开始恢复研究生制度，随后实行学位制，当时岩土工程的研究生数量很少，都是直接由老教授们面授，有时是"一生多师"，使学生们有幸亲聆老一代专家们讲授本学科的发展和前沿知识。80年代初，黄文熙先生预见到大量培养研究生的形势即将来临，同时他感到由于十年浩劫，国内的岩土工程专业人员对于国外的土力学发展相当生疏，亟需补课，于是，黄文熙先生带领他的弟子们遍读在此期间国外书刊发表的重要文献，针对学科中的几个主要课题，编写了《土的工程性质》一书。随后先生在北京举办过几期岩土工程讲座。在这个基础上，北京有关院所的一些岩土工程专家开始联合讲授高等土力学这门课，组织北京地区的岩土工程专业的研究生集中听讲。 这种联合授课的形式持续了十多年，地点几经变动，内容也未完全成型，有时也是因人设题。就这样，这门课培养了许多岩土工程技术人员和专家。但逝者如斯，岁月无痕，十余年后，最初授课的专家们大多年事已高，有的已经离开了我们。这门课后来就固定在清华大学进行教授，主要是由清华大学的教授们授课。多年来，学生们一直希望有一本系统的、与讲课配套的教材，因此，本书就应运而生了，这本教材是在大家多年讲课内容的基础上编写的。其内容并不是本学科最新和前沿的发展，只是包含了比本科教材内容更深入一步的知识，适当地介绍了新的发展和成果，使研究生们对于土力学学科能有比较深入和全面的了解，为他们的选题打下一定的基础。由于本书各章编者都是相应领域的专家，在编写过程中，也收入了他们个人的研究成果，同时也特别注意介绍我国学者的代表性研究成果。另外，在各章后边附有一定数量的思考题、习题或计算程序。
全书共分7章，内容及其作者如下： 第1章土工试验及测试（李广信，清华大学，北京，100084）；第2章土的本构关系（李广信，清华大学；濮家骝，清华大学）；第3章土的强度（李广信）；第4章土中水与土中的渗流及其计算（王钊，武汉大学，武汉，430072，清华大学双聘教授；李广信）；第5章土的压缩与固结（王正宏，华北水利学院北京研究生部，北京，100044）；第6章土工数值计算（一）： 土体稳定的极限平衡和极限分析法（陈祖煜，中国水利科学研究院，北京，100044，清华大学兼职教授）；第7章土工数值计算（二）： 渗流、应力应变和固结的有限元方法（陈祖煜；陈立宏、李新强和王成华等也参加部分内容的编写）。其中第1章和第3章由濮家骝校阅；第5章由清华大学周景星和李广信校阅；第6章由李广信校阅；第7章由宋二祥校阅。另外，沈珠江和杨光华也校阅了部分章节。
笔者感谢参加本书编写和校阅的各位教授在繁忙的工作之余，以他们渊博的学识和严谨的作风为莘莘学子们提供了这本宝贵的教材。另外也感谢参加本书的校阅、补充、打印和整理的我的学生们，他们是周晓杰、张其光、王成华、葛锦宏、余斌、刘早云、童朝霞、王海燕、高波等。
由于编者的水平所限，书中的谬误和不当之处在所难免，敬请读者不吝赐教。
李广信2002年10月
本书内容是在本科土力学教材基础上的进一步延伸，共分七章，包括：土工试验与测试，土的本构关系，土的强度，土中水与土中渗流及其计算，土的压缩与固结，土工数值计算（包括土体稳定的极限平衡计算，土的渗流与固结的有限元计算）。各章均附有相应的习题、思考题或者计算程序。部分章节可以作为课外的参考内容。
本书被评为北京市精品教材，可作为土建、水利、铁道、交通、地质、治金、农业业、林业等有关专业的教师、硕士生、高年级本科生的教材和参考用书，同时还可作为对岩土工程有兴趣的相关专业的科研人员和工程技术人员的进修读物和参考书。
前 言
与相对成熟和系统的土力学本科教材相比，多年来国内一直缺少比较系统的、适用于岩土工程专业研究生用的高等土力学教材。我国在20世纪70年代末开始恢复研究生制度，随后实行学位制，当时岩土工程的研究生数量很少，都是直接由老教授们面授，有时是"一生多师"，使学生们有幸亲聆老一代专家们讲授本学科的发展和前沿知识。80年代初，黄文熙先生预见到大量培养研究生的形势即将来临，同时他感到由于十年浩劫，国内的岩土工程专业人员对于国外的土力学发展相当生疏，亟需补课，于是，黄文熙先生带领他的弟子们遍读在此期间国外书刊发表的重要文献，针对学科中的几个主要课题，编写了《土的工程性质》一书。随后先生在北京举办过几期岩土工程讲座。在这个基础上，北京有关院所的一些岩土工程专家开始联合讲授高等土力学这门课，组织北京地区的岩土工程专业的研究生集中听讲。 这种联合授课的形式持续了十多年，地点几经变动，内容也未完全成型，有时也是因人设题。就这样，这门课培养了许多岩土工程技术人员和专家。但逝者如斯，岁月无痕，十余年后，最初授课的专家们大多年事已高，有的已经离开了我们。这门课后来就固定在清华大学进行教授，主要是由清华大学的教授们授课。多年来，学生们一直希望有一本系统的、与讲课配套的教材，因此，本书就应运而生了，这本教材是在大家多年讲课内容的基础上编写的。其内容并不是本学科最新和前沿的发展，只是包含了比本科教材内容更深入一步的知识，适当地介绍了新的发展和成果，使研究生们对于土力学学科能有比较深入和全面的了解，为他们的选题打下一定的基础。由于本书各章编者都是相应领域的专家，在编写过程中，也收入了他们个人的研究成果，同时也特别注意介绍我国学者的代表性研究成果。另外，在各章后边附有一定数量的思考题、习题或计算程序。
全书共分7章，内容及其作者如下： 第1章土工试验及测试（李广信，清华大学，北京，100084）；第2章土的本构关系（李广信，清华大学；濮家骝，清华大学）；第3章土的强度（李广信）；第4章土中水与土中的渗流及其计算（王钊，武汉大学，武汉，430072，清华大学双聘教授；李广信）；第5章土的压缩与固结（王正宏，华北水利学院北京研究生部，北京，100044）；第6章土工数值计算（一）： 土体稳定的极限平衡和极限分析法（陈祖煜，中国水利科学研究院，北京，100044，清华大学兼职教授）；第7章土工数值计算（二）： 渗流、应力应变和固结的有限元方法（陈祖煜；陈立宏、李新强和王成华等也参加部分内容的编写）。其中第1章和第3章由濮家骝校阅；第5章由清华大学周景星和李广信校阅；第6章由李广信校阅；第7章由宋二祥校阅。另外，沈珠江和杨光华也校阅了部分章节。
笔者感谢参加本书编写和校阅的各位教授在繁忙的工作之余，以他们渊博的学识和严谨的作风为莘莘学子们提供了这本宝贵的教材。另外也感谢参加本书的校阅、补充、打印和整理的我的学生们，他们是周晓杰、张其光、王成华、葛锦宏、余斌、刘早云、童朝霞、王海燕、高波等。
由于编者的水平所限，书中的谬误和不当之处在所难免，敬请读者不吝赐教。
李广信2002年10月
图书目录 (可试读)
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10
1.1.5空心圆柱扭剪试验和方向剪切试验12
1.1.6共振柱试验13
1.2模型试验14
1.2.11g下的模型试验14
1.2.2ng的模型试验15
1.3现场测试与原型观测19
1.3.1平板载荷试验19
1.3.2静力触探20
1.3.3动力触探21
1.3.4十字板剪切试验（VST,vane shear test)22
1.3.5旁压试验（pressuremeter test)23
1.3.6螺旋板压缩试验(SPC,screw plate compressometer)和钻孔剪切试验(BST,borehole shear test)23
1.3.7物探检测25
1.3.8原型监测25
1.4试验检验与验证25
1.4.1对试验的检验25
1.4.2本构关系模型的验证27
1.4.3数值计算的检验29
习题与思考题30
参考文献31
第2章土的本构关系32
2.1概述32
2.2应力和应变33
2.2.1应力33
2.2.2应变39
2.3土的应力应变特性41
2.3.1土应力应变关系的非线性41
2.3.2土的剪胀性42
2.3.3土体变形的弹塑性42
2.3.4土应力应变的各向异性和土的结构性43
2.3.5土的流变性45
2.3.6影响土应力应变关系的应力条件45
2.4土的弹性模型48
2.4.1概述48
2.4.2邓肯张双曲线模型50
2.4.3KG模型56
2.4.4高阶的非线弹性理论模型58
2.5土的弹塑性模型的一般原理61
2.5.1塑性理论在土力学中的应用61
2.5.2屈服准则及屈服面62
2.5.3流动规则（正交定律）与硬化定律65
2.5.4弹塑性本构模型的弹塑性模量矩阵的一般表达式67
2.6剑桥模型（CamClay)69
2.6.1正常固结粘土的物态边界面69
2.6.2超固结土和完全的物态边界面71
2.6.3弹性墙与屈服轨迹74
2.7莱特邓肯模型和清华模型80
2.7.1莱特邓肯模型80
2.7.2修正的莱特邓肯模型83
2.7.3清华弹塑性模型85
2.8土的结构性及土的损伤模型89
2.8.1概述89
2.8.2粗粒土的结构89
2.8.3粘土颗粒与水的相互作用--双电层90
2.8.4粘土颗粒间作用力及粘土的结构92
2.8.5土的结构性93
2.8.6损伤理论及其在岩土材料中的应用95
2.8.7沈珠江结构性粘土的弹塑性损伤模型99
2.9土的本构关系模型的数学实质及广义位势理论102
2.9.1土的一般应力应变关系及广义位势理论103
2.9.2超弹性模型或格林（Green)弹性模型104
2.9.3柯西（Cauchy）弹性模型105
2.9.4次弹性模型105
2.9.5弹塑性模型的塑性位势理论106
2.9.6相适应与不相适应的流动规则106
2.9.7多重势面的广义塑性理论107
习题与思考题108
参考文献113
第3章土的强度114
3.1概述114
3.2土的抗剪强度机理116
3.2.1摩擦强度117
3.2.2粘聚力121
3.3影响土强度的内部因素123
3.3.1影响土强度的因素123
3.3.2影响土强度的一般物理性质124
3.3.3孔隙比与砂土抗剪强度关系--临界孔隙比126
3.3.4孔隙比与粘土强度--真强度理论129
3.4影响土强度的外部因素131
3.4.1围压σ3的影响131
3.4.2中主应力σ2的影响133
3.4.3主应力方向的影响--土强度的各向异性135
3.4.4土的抗剪强度与加载速率的关系138
3.4.5温度与土强度关系142
3.5土的排水与不排水强度143
3.5.1有效应力原理及孔压系数143
3.5.2砂土的排水强度和不排水强度147
3.5.3粘土的排水与不排水强度149
3.6土的强度理论156
3.6.1概述156
3.6.2土的经典强度理论157
3.6.3近代强度理论161
3.6.4关于强度理论的讨论167
3.7粘性土的抗拉强度168
3.7.1实际工程中的拉伸破坏与开裂168
3.7.2土的抗拉强度的测定169
3.7.3粘性土的联合强度理论172
习题与思考题174
参考文献180
第4章土中水与土中的渗流及其计算181
4.1概述181
4.1.1岩土中的水及其运动181
4.1.2渗流的工程意义182
4.1.3土中水的渗流问题的研究历史182
4.2土中水的形态及其对土性的影响183
4.2.1土与水间的物理化学作用、粘土颗粒表面的双电层183
4.2.2毛细水与土中吸力186
4.2.3土的冻胀和冻融作用187
4.3土的渗透性190
4.3.1土中水的势能190
4.3.2达西定律的物理意义194
4.3.3非饱和土的渗透性195
4.3.4影响土渗透系数的因素197
4.3.5达西定律的适用范围199
4.4二维渗流与流网200
4.4.1二维渗流的基本微分方程200
4.4.2流网及其应用202
4.5有关渗流的一些工程问题209
4.5.1渗透力与渗透变形及其防治209
4.5.2渗流条件下土坡的稳定212
4.5.3挡土构造物上的土压力和水压力215
4.5.4基坑的井点降水218
4.6渗流的数值计算224
4.6.1渗流的基本微分方程224
4.6.2定解条件225
4.6.3泛函和变分226
4.6.4渗流有限元计算227
4.6.5关于渗流自由水位线（浸润线）的确定230
习题与思考题234
参考文献237
第5章土的压缩与固结238
5.1概述238
5.2土的压缩与地基的沉降239
5.2.1土的压缩239
5.2.2影响土压缩性的主要因素243
5.2.3沉降产生原因和类型246
5.2.4瞬时沉降和次压缩沉降249
5.3地基沉降计算252
5.3.1计算方法综述252
5.3.2单向压缩沉降计算法253
5.3.3考虑三向变形效应的单向压缩沉降计算法254
5.3.4三向变形沉降计算法255
5.3.5弹性理论法257
5.3.6应力路径法257
5.3.7剑桥模型法262
5.3.8曲线拟合法263
5.3.9现场试验法264
5.3.10其他方法简述265
5.3.11对几种沉降计算方法的评述266
5.3.12堤坝沉降的简化计算267
5.4单向固结的普遍方程与太沙基固结理论268
5.4.1单向渗流固结的普遍方程268
5.4.2太沙基单向固结理论270
5.5单向固结的复杂情况275
5.5.1加荷随时间变化275
5.5.2土层厚度随时间变化279
5.5.3地基为成层土281
5.5.4有限应变土层的固结282
5.5.5固结微分方程的差分解法283
5.6二向和三向固结290
5.6.1比奥理论291
5.6.2太沙基伦杜立克理论（扩散方程）293
5.6.3比奥理论和准多维固结理论的比较295
5.6.4三向固结的轴对称问题--砂井地基的排水固结300
5.7非饱和土的固结303
5.7.1非饱和土固结的某些特点303
5.7.2弗雷德隆德非饱和土单向固结理论304
5.8固结试验311
5.8.1几种固结试验方法311
5.8.2恒应变速率试验法（CRS法）312
5.8.3控制孔压梯度压缩试验（CGC法）314
习题与思考题318
参考文献322
第6章土工数值分析（一）： 土体稳定的极限平衡和极限分析法323
6.1概述323
6.2理论基础--塑性力学的上、下限定理325
6.2.1理论背景325
6.2.2塑性力学的上、下限定理326
6.2.3边坡稳定分析的条分法328
6.3土体稳定问题的下限解--垂直条分法330
6.3.1垂直条分法的静力平衡方程及其解330
6.3.2数值分析方法332
6.3.3边坡稳定分析的简化方法336
6.3.4垂直条分法的有关理论问题338
6.3.5垂直条分法在主动土压力领域中的应用342
6.4土体稳定分析的上限解--斜条分法344
6.4.1求解上限解的基本方程式344
6.4.2上限解和滑移线法的关系346
6.4.3边坡稳定分析的上限解349
6.4.4地基承载力的上限解349
6.5确定临界滑动模式的最优化方法352
6.5.1确定土体的临界失稳模式的数值分析方法352
6.5.2单形法354
6.5.3负梯度法356
6.5.4随机搜索法356
6.5.5模拟退火法358
6.5.6遗传算法359
附录A程序设计和应用366
参考文献398
第7章土工数值分析（二）： 渗流、应力应变和固结的有限元方法400
7.1概述400
7.2反映静力和流量平衡的微分方程和边界条件400
7.2.1基本方程式400
7.2.2边界条件402
7.3变分原理403
7.3.1固结问题的数学提法403
7.3.2数学提法的证明404
7.4有限元解法的基本原理405
7.4.1离散化405
7.4.2形函数406
7.4.3里兹法408
7.4.4增量表达形式408
7.4.5将孔隙水压力作为未知量的处理408
7.4.6将超孔隙水压力作为未知量的处理410
7.5结构矩阵的形成和计算412
7.5.1三角形单元412
7.5.2四节点四边形单元413
7.5.3八节点四边形单元416
7.5.4不协调的位移模式419
7.5.5接触面单元420
7.5.6结构矩阵421
7.6比奥理论的简化情况： 渗流、总应力、应力变形和太沙基固结计算426
7.6.1渗流计算426
7.6.2土体总应力下的应力变形计算427
7.6.3太沙基单向固结计算428
7.7例题和实例430
7.7.1一维固结计算431
7.7.2二维固结计算431
7.7.3小浪底大坝斜心墙施工期孔隙水压消散计算433
附录B第7章的有关知识及规定439
附录C子程序CAMCLY441
参考文献445
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10
1.1.5空心圆柱扭剪试验和方向剪切试验12
1.1.6共振柱试验13
1.2模型试验14
1.2.11g下的模型试验14
1.2.2ng的模型试验15
1.3现场测试与原型观测19
1.3.1平板载荷试验19
1.3.2静力触探20
1.3.3动力触探21
1.3.4十字板剪切试验（VST,vane shear test)22
1.3.5旁压试验（pressuremeter test)23
1.3.6螺旋板压缩试验(SPC,screw plate compressometer)和钻孔剪切试验(BST,borehole shear test)23
1.3.7物探检测25
1.3.8原型监测25
1.4试验检验与验证25
1.4.1对试验的检验25
1.4.2本构关系模型的验证27
1.4.3数值计算的检验29
习题与思考题30
参考文献31
第2章土的本构关系32
2.1概述32
2.2应力和应变33
2.2.1应力33
2.2.2应变39
2.3土的应力应变特性41
2.3.1土应力应变关系的非线性41
2.3.2土的剪胀性42
2.3.3土体变形的弹塑性42
2.3.4土应力应变的各向异性和土的结构性43
2.3.5土的流变性45
2.3.6影响土应力应变关系的应力条件45
2.4土的弹性模型48
2.4.1概述48
2.4.2邓肯张双曲线模型50
2.4.3KG模型56
2.4.4高阶的非线弹性理论模型58
2.5土的弹塑性模型的一般原理61
2.5.1塑性理论在土力学中的应用61
2.5.2屈服准则及屈服面62
2.5.3流动规则（正交定律）与硬化定律65
2.5.4弹塑性本构模型的弹塑性模量矩阵的一般表达式67
2.6剑桥模型（CamClay)69
2.6.1正常固结粘土的物态边界面69
2.6.2超固结土和完全的物态边界面71
2.6.3弹性墙与屈服轨迹74
2.7莱特邓肯模型和清华模型80
2.7.1莱特邓肯模型80
2.7.2修正的莱特邓肯模型83
2.7.3清华弹塑性模型85
2.8土的结构性及土的损伤模型89
2.8.1概述89
2.8.2粗粒土的结构89
2.8.3粘土颗粒与水的相互作用--双电层90
2.8.4粘土颗粒间作用力及粘土的结构92
2.8.5土的结构性93
2.8.6损伤理论及其在岩土材料中的应用95
2.8.7沈珠江结构性粘土的弹塑性损伤模型99
2.9土的本构关系模型的数学实质及广义位势理论102
2.9.1土的一般应力应变关系及广义位势理论103
2.9.2超弹性模型或格林（Green)弹性模型104
2.9.3柯西（Cauchy）弹性模型105
2.9.4次弹性模型105
2.9.5弹塑性模型的塑性位势理论106
2.9.6相适应与不相适应的流动规则106
2.9.7多重势面的广义塑性理论107
习题与思考题108
参考文献113
第3章土的强度114
3.1概述114
3.2土的抗剪强度机理116
3.2.1摩擦强度117
3.2.2粘聚力121
3.3影响土强度的内部因素123
3.3.1影响土强度的因素123
3.3.2影响土强度的一般物理性质124
3.3.3孔隙比与砂土抗剪强度关系--临界孔隙比126
3.3.4孔隙比与粘土强度--真强度理论129
3.4影响土强度的外部因素131
3.4.1围压σ3的影响131
3.4.2中主应力σ2的影响133
3.4.3主应力方向的影响--土强度的各向异性135
3.4.4土的抗剪强度与加载速率的关系138
3.4.5温度与土强度关系142
3.5土的排水与不排水强度143
3.5.1有效应力原理及孔压系数143
3.5.2砂土的排水强度和不排水强度147
3.5.3粘土的排水与不排水强度149
3.6土的强度理论156
3.6.1概述156
3.6.2土的经典强度理论157
3.6.3近代强度理论161
3.6.4关于强度理论的讨论167
3.7粘性土的抗拉强度168
3.7.1实际工程中的拉伸破坏与开裂168
3.7.2土的抗拉强度的测定169
3.7.3粘性土的联合强度理论172
习题与思考题174
参考文献180
第4章土中水与土中的渗流及其计算181
4.1概述181
4.1.1岩土中的水及其运动181
4.1.2渗流的工程意义182
4.1.3土中水的渗流问题的研究历史182
4.2土中水的形态及其对土性的影响183
4.2.1土与水间的物理化学作用、粘土颗粒表面的双电层183
4.2.2毛细水与土中吸力186
4.2.3土的冻胀和冻融作用187
4.3土的渗透性190
4.3.1土中水的势能190
4.3.2达西定律的物理意义194
4.3.3非饱和土的渗透性195
4.3.4影响土渗透系数的因素197
4.3.5达西定律的适用范围199
4.4二维渗流与流网200
4.4.1二维渗流的基本微分方程200
4.4.2流网及其应用202
4.5有关渗流的一些工程问题209
4.5.1渗透力与渗透变形及其防治209
4.5.2渗流条件下土坡的稳定212
4.5.3挡土构造物上的土压力和水压力215
4.5.4基坑的井点降水218
4.6渗流的数值计算224
4.6.1渗流的基本微分方程224
4.6.2定解条件225
4.6.3泛函和变分226
4.6.4渗流有限元计算227
4.6.5关于渗流自由水位线（浸润线）的确定230
习题与思考题234
参考文献237
第5章土的压缩与固结238
5.1概述238
5.2土的压缩与地基的沉降239
5.2.1土的压缩239
5.2.2影响土压缩性的主要因素243
5.2.3沉降产生原因和类型246
5.2.4瞬时沉降和次压缩沉降249
5.3地基沉降计算252
5.3.1计算方法综述252
5.3.2单向压缩沉降计算法253
5.3.3考虑三向变形效应的单向压缩沉降计算法254
5.3.4三向变形沉降计算法255
5.3.5弹性理论法257
5.3.6应力路径法257
5.3.7剑桥模型法262
5.3.8曲线拟合法263
5.3.9现场试验法264
5.3.10其他方法简述265
5.3.11对几种沉降计算方法的评述266
5.3.12堤坝沉降的简化计算267
5.4单向固结的普遍方程与太沙基固结理论268
5.4.1单向渗流固结的普遍方程268
5.4.2太沙基单向固结理论270
5.5单向固结的复杂情况275
5.5.1加荷随时间变化275
5.5.2土层厚度随时间变化279
5.5.3地基为成层土281
5.5.4有限应变土层的固结282
5.5.5固结微分方程的差分解法283
5.6二向和三向固结290
5.6.1比奥理论291
5.6.2太沙基伦杜立克理论（扩散方程）293
5.6.3比奥理论和准多维固结理论的比较295
5.6.4三向固结的轴对称问题--砂井地基的排水固结300
5.7非饱和土的固结303
5.7.1非饱和土固结的某些特点303
5.7.2弗雷德隆德非饱和土单向固结理论304
5.8固结试验311
5.8.1几种固结试验方法311
5.8.2恒应变速率试验法（CRS法）312
5.8.3控制孔压梯度压缩试验（CGC法）314
习题与思考题318
参考文献322
第6章土工数值分析（一）： 土体稳定的极限平衡和极限分析法323
6.1概述323
6.2理论基础--塑性力学的上、下限定理325
6.2.1理论背景325
6.2.2塑性力学的上、下限定理326
6.2.3边坡稳定分析的条分法328
6.3土体稳定问题的下限解--垂直条分法330
6.3.1垂直条分法的静力平衡方程及其解330
6.3.2数值分析方法332
6.3.3边坡稳定分析的简化方法336
6.3.4垂直条分法的有关理论问题338
6.3.5垂直条分法在主动土压力领域中的应用342
6.4土体稳定分析的上限解--斜条分法344
6.4.1求解上限解的基本方程式344
6.4.2上限解和滑移线法的关系346
6.4.3边坡稳定分析的上限解349
6.4.4地基承载力的上限解349
6.5确定临界滑动模式的最优化方法352
6.5.1确定土体的临界失稳模式的数值分析方法352
6.5.2单形法354
6.5.3负梯度法356
6.5.4随机搜索法356
6.5.5模拟退火法358
6.5.6遗传算法359
附录A程序设计和应用366
参考文献398
第7章土工数值分析（二）： 渗流、应力应变和固结的有限元方法400
7.1概述400
7.2反映静力和流量平衡的微分方程和边界条件400
7.2.1基本方程式400
7.2.2边界条件402
7.3变分原理403
7.3.1固结问题的数学提法403
7.3.2数学提法的证明404
7.4有限元解法的基本原理405
7.4.1离散化405
7.4.2形函数406
7.4.3里兹法408
7.4.4增量表达形式408
7.4.5将孔隙水压力作为未知量的处理408
7.4.6将超孔隙水压力作为未知量的处理410
7.5结构矩阵的形成和计算412
7.5.1三角形单元412
7.5.2四节点四边形单元413
7.5.3八节点四边形单元416
7.5.4不协调的位移模式419
7.5.5接触面单元420
7.5.6结构矩阵421
7.6比奥理论的简化情况： 渗流、总应力、应力变形和太沙基固结计算426
7.6.1渗流计算426
7.6.2土体总应力下的应力变形计算427
7.6.3太沙基单向固结计算428
7.7例题和实例430
7.7.1一维固结计算431
7.7.2二维固结计算431
7.7.3小浪底大坝斜心墙施工期孔隙水压消散计算433
附录B第7章的有关知识及规定439
附录C子程序CAMCLY441
参考文献445
