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孙文静，孙德安编著 著

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• 土力学
• 非饱和土
• 试验技术
• 岩土工程
• 工程地质
• 地基处理
• 土工试验
• 渗透性
• 固结试验
• 剪切试验

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出版社： 中国水利水电出版社

ISBN：9787517063001

商品编码：28206172424

出版时间：2018-01-01

作  者:孙文静,孙德安 编著 定  价:45 出 版 社:中国水利水电出版社 出版日期:2018年01月01日 页  数:171 装  帧:平装 ISBN:9787517063001 ●前言
●第1章吸力量测及控制技术
●1作饱和土中吸力的概念
●1.2基质吸力直接量测
●1.2.1张力计法
●1.2.1.1张力计的原理
●1.2.1.2张力计的使用方法
●1.2.1.3张力计存在的问题
●1.2.1.4高量程张力计
●1.2.2高含水率土体基质吸力测试
●1.2.2.1装样及测试步骤
●1.2.2.2高含水率土体基质吸力量测试验实例
●1.3吸力间接量测
●1.3.1基质吸力的间接量测
●1.3.1.1热传导传感器法
●1.3.1.2电导率传感器法
●1.3.1.3时域反射计法
●1.3.1.4介电常数计法
●……
●参考文献

内容简介

本书在深入解析非饱和土特性的基础上，详细地阐述了非饱和土力学相关试验的原理、试验仪器、试验操作步骤和关键技术问题；同时提供了丰富、详细的试验实例，对从事非饱和土力学研究的读者具有宝贵的参考价值。本书系统介绍了非饱和土力学相关试验，全书共有四章内容，分别为吸力量测及控制技术、非饱和土渗透试验、非饱和土变形试验和非饱和土强度试验。 孙文静,孙德安 编著 孙文静，上海大学土木工程系，不错实验师 2015/09 - 2016/09, 法国国立路桥学校(ENPC), 访问学者、博士后 2005/09 - 2009/10，上海大学，土木工程系，工学博士，研究方向：非饱和土力学 2002/09 - 2005/03，上海大学，土木工程系，工学硕士，研究方向：结构耐久性 1998/09 - 2002/06，青岛理工大学，土木工程学院，工学学士，专业：土木工程 2005/05 - 今，&nb;等

《土的固结与沉降分析》 引言 土是自然界中最普遍的工程介质，其力学行为直接影响着各类土木工程的安全性与稳定性。在工程实践中，对土体性质的深入理解和准确预测是项目成功的基石。本书聚焦于土体固结与沉降这一核心问题，旨在为土木工程师、岩土工程研究人员以及相关专业学生提供一套系统、深入且实用的理论框架与分析工具。 土的固结现象，即土体在荷载作用下，由于孔隙水压力的消散而引起体积缩小的过程，是影响工程结构长期稳定性的关键因素之一。无论是新建房屋、桥梁、隧道，还是填海造地、堆载预压等工程，对土体固结特性的准确把握都至关重要。固结不充分可能导致过大的沉降，甚至引发结构破坏；而过度固结则可能导致施工周期延长，经济效益降低。因此，深入研究土的固结机理，掌握固结试验的原理与方法，并能将其应用于实际工程的沉降预测，是岩土工程领域的一项基本技能。 本书将从土体孔隙水压力的基本概念出发，逐步深入到Terzaghi一维固结理论及其发展，再到二维、三维固结问题的分析。同时，我们将详细介绍目前广泛应用于工程实践的各种固结试验方法，包括室内固结试验（单面排水、双面排水、不同尺寸试样等）和现场固结试验，重点阐述这些试验的原理、仪器设备、操作步骤、数据处理方法以及结果的解释。在此基础上，本书将结合大量工程案例，演示如何利用固结试验结果进行沉降变形的预测，并探讨影响固结与沉降的各种因素，如土的类型、含水量、不均匀性、加载方式等，以及相应的工程处理措施。 第一章 土的孔隙水压力与有效应力原理 1.1 土的组成与结构： 土粒、水、空气的组成。 土的结构类型（疏松、密实、团粒等）及其对力学性质的影响。 土的物理性质指标（比重、密度、孔隙比、含水量、饱和度等）的定义与测定。 1.2 饱和土体中的应力分析： 总应力、孔隙水压力、有效应力的基本概念。 Bishop有效应力原理的引入与发展。 三维应力状态描述：主应力、应力张量。 应力路径的概念及其在土力学中的意义。 1.3 孔隙水压力的产生与消散： 荷载加载过程中孔隙水压力的瞬时增加。 固结过程中孔隙水压力的消散机制：水的渗流与渗透性。 瞬时超孔隙水压力与残余超孔隙水压力的区分。 1.4 有效应力与土体变形、强度关系： 有效应力是决定土体变形和强度的关键因素。 应力-应变关系的基本原理：弹性、塑性变形。 Mohr-Coulomb强度理论与有效应力。 第二章 土的固结理论 2.1 Terzaghi 一维固结理论： 基本假定：土体均匀、饱和、只允许侧向压应变、水仅沿垂直方向排水、土颗粒与水不可压缩、渗透性常数等。 固结微分方程的推导。 解的表示：时间因子 (T_v) 和固结度 (U)。 固结度与时间因子、排水层厚度的关系。 平均固结度 (U_avg) 和最终固结度 (U_f) 的概念。 理论预测沉降量的计算。 2.2 固结系数的确定： 固结系数 (c_v) 的定义：c_v = k / (γ_w m_v)。 渗透系数 (k) 和体积压缩系数 (m_v) 的物理意义。 不同固结度下的平均固结系数与瞬时固结系数。 2.3 理论的发展与改进： 多维固结理论的概述。 考虑土颗粒和孔隙水压缩性的固结理论。 非均质土体固结的分析方法。 堆载预压和真空预压等固结加速技术的理论基础。 2.4 固结预测中的实际考量： 土体非均匀性对固结的影响。 加载方式（分级加载、连续加载）对固结过程的影响。 结构性与固结性能的关系。 第三章 土的固结试验 3.1 室内固结试验（Oedometer Test）： 3.1.1 试验原理与仪器设备： 环刀（试样容器）的设计与要求。 加载系统（手动、自动）及其精度。 位移测量装置（百分表、位移传感器）及其精度。 孔隙水压力测量装置（若有）。 恒温控制系统（可选）。 3.1.2 试验步骤与操作规范： 试样制备：原状土样、重塑土样、饱和处理。 安装试样与仪器。 加载方案的选择：级配加载、等时间间隔加载。 荷载施加与孔隙水压力读数（若测量）。 变形量读数与记录（不同时间间隔）。 不同荷载级别下的排水层厚度确定。 3.1.3 数据处理与分析： 绘制变形量-时间曲线（不同荷载级别）。 绘制变形量-荷载曲线（或孔隙比-荷载曲线）。 确定压缩系数 (a_v)、压缩模量 (E_s)、体积压缩系数 (m_v)。 利用不同方法（对数时间法、平方根时间法、Bolt法等）确定固结系数 (c_v)。 绘制孔隙比-对数时间曲线，计算固结度。 计算压缩指数 (C_c) 和回弹指数 (C_r)。 3.1.4 试验结果的解释与应用： 分析土体的压缩性与固结特性。 估算不同荷载下的最终沉降量。 预测固结所需时间。 判断土样的初始超孔隙水压力。 3.2 现场固结试验（In-situ Consolidation Test）： 3.2.1 试验目的与类型： 直接测量地基土的现场固结参数。 用于经验丰富、难以取原状样的地层。 主要类型：静态贯入试验（CPT）中的孔隙水压力测试、原位固结试验器（Push-in Oedometer）。 3.2.2 试验原理与方法： CPT中孔隙水压力探头的原理与数据解读。 原位固结试验器的加载与排水机制。 现场操作的特点与挑战。 3.2.3 试验结果的分析与室内试验的对比： 现场固结参数的获取。 现场与室内试验结果的差异分析。 现场试验在预测中的优势与局限。 第四章 土的沉降预测与分析 4.1 沉降的类型： 瞬时沉降（弹性沉降）。 固结沉降（由于孔隙水压力消散引起的体积压缩）。 次固结沉降（长期沉降，与土体结构重排和蠕变有关）。 4.2 沉降预测的基本步骤： 4.2.1 土层参数的获取： 地质勘察资料的整理与分析。 室内外试验数据的综合利用。 选择具有代表性的土层参数。 4.2.2 应力分布的计算： 荷载传递原理：Boussinesq法、Westergaard法等。 考虑自重应力与附加应力。 层状土体中的应力扩散。 4.2.3 沉降量的计算： 分层总沉降法。 基于固结理论的固结沉降预测。 考虑不同土层的固结速率。 4.2.4 沉降时间历程的预测： 利用固结系数 (c_v) 计算不同时间下的沉降量。 考虑多个土层的复合固结。 4.3 实际工程中的沉降预测案例分析： 4.3.1 建筑物基础沉降预测： 高层建筑、大型厂房等。 桩基础与筏板基础的沉降差异。 4.3.2 堆载预压工程的沉降预测： 海堤、路堤、填海造地等。 预期的总沉降量与固结时间。 4.3.3 深基坑工程的变形控制： 地下连续墙、支撑体系对周围土体变形的影响。 监测沉降与预测的对比。 4.4 影响沉降的因素与控制措施： 4.4.1 土体不均匀性： 透镜体、夹层等对沉降的影响。 沉降差异的产生与控制。 4.4.2 地下水位变化： 水位下降引起的固结与沉降。 地下水回灌的影响。 4.4.3 荷载变化与加载速率： 突加载、分级加载对沉降过程的影响。 4.4.4 工程处理措施： 换填、强夯、排水固结（堆载预压、真空预压、砂井、排水板）。 桩基处理。 注浆加固。 第五章 沉降监测与反馈控制 5.1 沉降监测的重要性与目的： 验证预测的准确性。 及时发现异常沉降。 为工程设计与施工调整提供依据。 保障工程安全。 5.2 沉降监测的方法与仪器： 水准测量。 沉降观测仪（表面型、埋入型）。 GPS与全站仪。 位移传感器（土中、结构物上）。 5.3 监测数据的处理与分析： 绘制沉降-时间曲线。 计算沉降速率。 与预测沉降的对比分析。 异常沉降的识别与判断。 5.4 沉降监测与反馈控制： 基于监测数据的预警阈值。 根据监测结果调整施工方案。 应急处理措施的制定。 案例研究：某大型项目沉降监测与调控。 结语 土体固结与沉降是岩土工程领域中的一项基础且至关重要的课题。准确理解土体的固结机理，熟练掌握固结试验的各项技术，并能将其融会贯通到沉降预测与控制中，是每一位岩土工程师必备的技能。本书从基础理论到试验技术，再到工程应用，力求为读者构建一个完整的知识体系。希望通过本书的学习，读者能够深刻理解土体固结的内在规律，掌握解决实际工程中沉降问题的有效方法，为我国土木工程事业的安全与发展贡献力量。 参考文献 [此处列出相关的专业书籍、期刊文章、规范标准等，形成完整的参考文献列表]

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阅读《非饱和土力学试验技术》的过程，简直就像是在跟一位经验丰富的工程师在实验室里进行实地交流。书中对于“应力路径控制试验”的讲解，细致入微，几乎涵盖了所有可能遇到的细节。我一直觉得，非饱和土的应力状态非常复杂，要精确控制围压、轴压，还要实时监测吸力变化，这本身就是一项巨大的挑战。但是，书中通过对不同加载模式下试样行为的模拟和分析，为我提供了非常清晰的操作思路。它不仅仅是告诉你要如何设置仪器参数，更重要的是指导你如何根据土体的响应来调整参数，从而达到预期的应力路径。这对于我来说，简直是“点石成金”。书中的“剪切试验”部分，更是让我印象深刻。它详细介绍了如何进行不同类型的剪切试验，例如直接剪切、三轴剪切，以及如何根据试验目的来选择合适的试验方法。书中对试验过程中可能出现的“土样边界效应”、“排水条件控制”等问题也进行了深入的探讨，并给出了相应的解决方案。我之前在做剪切试验的时候，经常会遇到数据异常或者结果难以解释的情况，读完这部分内容，我才明白，原来很多问题都源于对试验细节的疏忽。这本书真正做到了，将实践中的经验与理论知识有机地结合起来，让我受益匪浅。

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这本书在讲解非饱和土力学试验技术方面，给我带来了前所未有的启发。我一直以为，试验无非就是按照操作手册一步步执行，但《非饱和土力学试验技术》却让我看到了“试验的艺术”。书中在介绍“应力-应变关系试验”时，不仅仅是列出各种应力路径，而是详细分析了不同应力路径对土体变形模量、剪胀/剪缩特性、以及残余强度等关键力学参数的影响。它会引导你去思考，在特定的工程条件下，哪种应力路径更能代表实际情况，从而设计出最有价值的试验。我尤其欣赏书中关于“失效准则”的讨论，它不再将失效视为一个简单的阈值，而是从试验的角度，探讨了如何通过加载、卸载、排水等过程来揭示土体的应力历史对其最终失效状态的影响。书中甚至给出了如何利用试验数据来验证和修正各种非饱和土的失效模型。这让我意识到，试验不仅仅是获取数据，更是验证理论、发展理论的重要手段。这本书的优点在于，它将枯燥的试验步骤，转化为对土体深层力学行为的探索，让我从“执行者”变成了“思考者”。

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说实话，拿到《非饱和土力学试验技术》之前，我对非饱和土的理解一直停留在教科书上那些模糊的概念。总觉得它和饱和土差太多，试验起来肯定特别麻烦，而且结果也难以解释。但这本书，简直像是一场及时雨。它非常系统地讲解了如何进行各种非饱和土的试验，并且不仅仅是告诉你要怎么做，更重要的是告诉你“为什么”要这么做。比如，在讲“体积变形试验”的时候，书中详细分析了加载速率、加载方式对土体体积变形的影响，并且还给出了不同土性条件下，如何选择合适的加载速率来获得代表性结果的建议。我之前做试验的时候，经常会因为加载速率的问题纠结很久，不知道到底什么样的速率才算“恰当”。读完这部分，我才恍然大悟，原来这背后是有深刻的物理原理在支撑的。书中对“水汽迁移试验”的介绍也让我大开眼界，我之前从未想过可以通过控制湿度来研究非饱和土的力学特性，书中通过大量的实例和图表，清晰地展示了水汽迁移是如何影响土体的应力和变形的。这不仅是技术的讲解，更是一种对非饱和土复杂行为的直观呈现。这本书的优点在于，它能够将抽象的理论概念，通过具体的试验方法和数据分析，变得触手可及，让我对非饱和土力学的研究不再感到畏惧，而是充满了探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

之前我对非饱和土的理解，总是觉得它比饱和土复杂得多，试验起来也更困难，结果也更难解释。《非饱和土力学试验技术》这本书，就像一剂强心针，让我对这个领域重拾了信心。书中对于“试验误差分析”的讲解，非常到位。它不仅仅是告诉你哪些因素可能导致误差，更重要的是，它会教你如何通过试验设计来规避这些误差，以及如何对误差进行量化评估。比如，在进行“湿度变化试验”时，书中详细分析了温度波动、仪器精度、试样与容器之间的接触不良等因素可能带来的误差，并给出了相应的解决方案。这让我意识到，每一个看似微小的细节，都可能对试验结果产生决定性的影响。此外，书中还对“数据的可靠性与重复性”进行了深入的讨论，它鼓励读者通过多次重复试验来验证结果的准确性，并且提供了数据统计分析的方法。这让我明白，高质量的试验数据，是进行科学研究的基础。这本书的优点在于，它不仅传授了试验技术，更培养了严谨的科学研究态度，让我能够在未来的实践中，做出更科学、更可靠的判断。

评分☆☆☆☆☆

在这本书之前，我对非饱和土的认识，就像是在黑暗中摸索，很多概念都是模糊不清的。《非饱和土力学试验技术》的出现，就像一盏明灯，照亮了我前进的方向。书中对“渗透性试验”的讲解，不再是简单地告诉你如何读取读数，而是深入探讨了渗透性与土体孔隙结构、颗粒级配、固结状态之间的内在联系。它会告诉你，为什么黏性土的渗透性在低饱和度时会急剧下降，而砂土的渗透性则相对稳定。这种对原理的深刻剖析，让我不再只是被动地接受信息，而是开始主动地思考和分析。我尤其欣赏书中关于“水力性质试验”的章节，它不仅仅介绍了常规的渗透系数测试，还详细讲解了如何利用微观成像技术来观察水在土体中的分布，以及如何通过这些观察来解释宏观的渗透特性。这让我看到了非饱和土力学研究的未来方向，是将微观世界的规律与宏观世界的行为联系起来。这本书的优点在于，它能够将复杂抽象的理论，通过生动形象的试验方法和深入浅出的讲解，变得易于理解和掌握，极大地激发了我对非饱和土力学的研究兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，土体在经历加载、卸载、湿度变化等一系列过程后，其内在的力学性能会发生不可逆的变化，而《非饱和土力学试验技术》这本书，恰恰在这方面提供了非常详尽的试验指导。书中对“滞回效应”的试验研究，让我印象深刻。我以前对于土体变形和渗透性的滞回现象，总觉得难以捉摸，但书中通过设计精巧的加载-卸载循环试验，以及湿度变化循环试验，清晰地展示了这种滞回现象的产生机理，并提供了量化评估的方法。书中甚至详细介绍了如何利用不同仪器，例如应变片、孔隙压力计，来捕捉这些细微的变化。更让我惊喜的是，书中还探讨了如何通过试验来模拟土体在实际工程中可能遇到的长期服役条件下的性能退化，例如冻融循环、固结沉降等。这让我意识到，非饱和土的力学行为是一个动态演变的过程，而试验技术正是揭示这一过程的关键。这本书的价值在于，它不仅仅教授了如何进行“静态”的测量，更教会了我们如何捕捉“动态”的变化，从而更准确地理解和预测非饱和土在复杂环境下的行为。

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这本书真是彻底颠覆了我对“试验”这个词的理解。我原本以为，学习土力学试验无非就是跟着步骤一步步操作，记录数据，然后套用公式算出结果。但《非饱和土力学试验技术》却让我意识到，试验不仅仅是“做”，更是“思考”和“洞察”。书中对于试验前期的准备工作，例如试样采集、制备过程中可能存在的误差，以及如何最大限度地减小这些误差的细致讲解，让我醍醐灌顶。我以前总觉得这些步骤很繁琐，但现在我明白，正是这些看似微不足道的细节，直接关系到试验结果的可靠性。书中对不同类型非饱和土（如黏性土、砂土）在试验过程中的不同表现，以及需要采取的相应措施，都进行了深入的剖析。例如，在进行三轴剪切试验时，对于如何控制围压和轴压的速率，以及如何监测孔隙水压力的变化，书中的描述非常详尽，甚至给出了不同设备型号可能遇到的问题和解决方法。更让我印象深刻的是，书中不仅介绍了常规的试验方法，还触及了一些前沿的试验技术，例如如何利用数字图像相关技术（DIC）来监测土体的变形，以及如何结合数值模拟来分析试验结果，这让我看到了土力学试验未来发展的广阔前景。我之前对这些高科技的应用了解不多，读完这部分内容，感觉自己打开了一个新世界的大门，对如何将先进的技术融入到传统的土力学试验中有了更清晰的认识。这本书的理论深度和实践指导性都达到了一个相当高的水平，绝对是土力学领域从业者和研究者的必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，非饱和土的力学行为，其核心在于“应力”和“水力”的耦合作用，而《非饱和土力学试验技术》这本书，正是将这种耦合作用的试验研究，提升到了一个全新的高度。书中在讲解“固结排水试验”时，不仅仅是关注固结度随时间的变化，而是着重分析了在固结过程中，土体孔隙水压力的变化与吸力变化之间的相互影响。它会告诉你，为什么在低饱和度条件下，孔隙水压力的监测会变得更加困难，以及如何通过改进试验装置来解决这个问题。我印象最深刻的是，书中关于“长时间试验”的讲解，它详细介绍了如何设计和执行能够持续数天甚至数周的试验，以捕捉非饱和土在长期加载和湿度变化下的变形和渗透特性。这让我看到了，非饱和土力学研究的深度和广度，远不止于短时间的实验室测试。书中甚至探讨了如何利用试验数据来预测非饱和土在工程中的长期稳定性，例如边坡的稳定性、地基的沉降等。这本书的价值在于，它能够将非饱和土的复杂力学行为，通过系统而精密的试验技术，变得更加清晰和可预测。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为非饱和土力学这个领域，试验操作都是大同小异的，无非是测测含水量、测测渗透性、做做强度试验。但《非饱和土力学试验技术》这本书，完完全全地刷新了我的认知。它不是简单地罗列试验步骤，而是从一个更宏观、更深入的角度去探讨试验的本质和目的。比如，书中在介绍“导水度试验”的时候，并没有仅仅告诉你怎么操作压水仪，而是花了大量篇幅去讲解导水度与土体孔隙结构、饱和度、表面张力等多种因素之间的复杂关系。它引导读者思考，为什么在不同的应力状态下，甚至在相同的饱和度下，导水度也会发生变化？这种对试验背后物理机制的深刻剖析，让我不再是机械地执行指令，而是开始理解“为什么这么做”。书中对于“吸力”这个概念的阐述尤其到位，我以前觉得吸力只是一个抽象的物理量，但通过书中提供的各种试验方法，比如滤纸法、张力计法，我才真正体会到它在非饱和土力学行为中的核心作用。书中还详细介绍了不同仪器在测量吸力时各自的优缺点，以及如何选择最适合特定试验场景的仪器。这不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的引导。我开始学会从更本质的角度去分析问题，而不是仅仅停留在表面现象。这本书的价值在于，它教会了我如何“问对问题”，然后通过设计和执行精巧的试验来找到答案，这对于我未来的研究和工作都将产生深远的影响。

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我一直觉得，非饱和土力学试验最大的难点在于对“状态”的精确控制和监测，尤其是吸力和含水量的变化，往往会影响到土体的其他力学性能。《非饱和土力学试验技术》这本书，恰恰在这方面提供了非常系统和全面的指导。书中在介绍“含水量与吸力关系试验”时，详细讲解了如何通过渗透析出法、蒸发法等不同的方法来建立土体的基质吸力-含水量关系曲线。这不仅仅是简单的曲线绘制，书中更是深入分析了不同土体性质（如比表面积、孔隙分布）对这条曲线形状的影响。让我印象深刻的是，书中还探讨了在不同温度和湿度条件下，这条关系曲线可能发生的动态变化，这让我对非饱和土的“记忆效应”有了更深刻的认识。此外，书中对于“体积变形试验”的讲解也极具启发性。它不再仅仅关注加载过程中的体积变化，而是着重分析了吸力变化对土体体积变形的影响，以及如何通过试验来量化这种影响。这本书的价值在于，它能够将非饱和土力学的核心概念，通过具体的试验方法和数据分析，变得更加具象化和可操作化，让我能够更准确地理解和预测非饱和土的行为。