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第1章 绪论1

1.1 土动力学及其研究的基本课题1

1.2 主要动荷载及其基本特性2

1.3 土动力学的发展5

1.4 《土动力学》的基本框架8

1.5 小结9

参考文献11

第2章 土与土体中的动荷载12

2.1 概述12

2.2 土与土体中动荷载的基本特性13

2.2.1 振动与波动的特性13

2.2.2 土工抗震中振动与波动的联系13

2.2.3 土体地震反应分析中实用的振动与波动14

2.3 振动的基本规律17

2.3.1 概述17

2.3.2 自由振动与强迫振动19

2.3.3 扭转振动24

2.3.4 多个自由度体系的振动25

2.3.5 振动体系的衰减与阻尼27

2.4 波动的基本规律30

2.4.1 概述30

2.4.2 无限弹性介质中的波动31

2.4.3 半无限弹性介质中的波动41

2.4.4 有界弹性介质中的波动49

2.5 土介质中的波动53

2.5.1 概述53

2.5.2 成层介质中的波动53

2.5.3 非完全弹性介质中的波动57

2.5.4 多孔、多相介质中的波动65

2.5.5 土介质中波动研究的处理方法72

2.6 土体减、隔振的理论与措施72

2.6.1 概述72

2.6.2 减振的理论与措施73

2.6.3 隔振的理论与措施76

2.7 小结78

参考文献83

第3章 土的动力特性测试85

3.1 概述85

3.2 土动力特性室内测试的设备系统86

3.2.1 土动力特性测试的成样系统86

3.2.2 土动力特性测试的激振系统89

3.2.3 土动力特性测试的量测系统95

3.2.4 土动力特性测试的设备与装置101

3.3 土动力特性的室内试验方法102

3.3.1 动三轴试验102

3.3.2 共振柱试验114

3.4 土动力特性的现场试验方法129

3.4.1 现场波速试验129

3.4.2 现场波动试验132

3.5 小结135

参考文献138

第4章 土的动力特性规律（一）——动强度、动变形与动孔压特性141

4.1 概述141

4.1.1 土动力特性变化的三个阶段141

4.1.2 土的动变形、动强度、动孔压与液化142

4.2 土的动强度特性143

4.2.1 动荷载作用的速率效应与循环效应143

4.2.2 动强度的破坏标准与动强度曲线146

4.2.3 动强度的总应力参数与有效应力参数148

4.3 土的动变形特性150

4.3.1 残余变形与波动变形150

4.3.2 土的振密变形与动力蠕变变形150

4.3.3 动变形与静荷载、动荷载、增湿变化之间不同路径的关系152

4.4 土的动孔压特性153

4.4.1 动孔压的应力模型153

4.4.2 动孔压的应变模型159

4.4.3 动孔压的能量模型167

4.4.4 动孔压的有效应力路径模型168

4.4.5 动孔压的内时模型173

4.5 小结177

参考文献179

第5章 土的动力特性规律（二）——振动液化特性183

5.1 概述183

5.1.1 饱和砂土的振动液化183

5.1.2 液化与孔隙水压力184

5.1.3 流动液化与循环液化185

5.1.4 剪缩性土与剪胀性土185

5.1.5 流动结构与稳态线186

5.2 影响土振动液化的主要因素188

5.2.1 土性条件188

5.2.2 初始应力条件189

5.2.3 动荷载条件189

5.2.4 排水条件193

5.3 饱和砂土液化可能性的评判195

5.3.1 临界孔隙比法196

5.3.2 振动稳定密度法197

5.3.3 临界标准贯入击数法197

5.3.4 标准爆破沉降量法200

5.3.5 抗液化剪应力法203

5.3.6 岩崎敏男的液化安全系数法213

5.3.7 循环应变法215

5.3.8 剪切波波速法217

5.3.9 Seed-Idriss-Arango法218

5.3.10 综合指标法227

5.3.11 统计法230

5.3.12 静力触探法237

5.3.13 稳态强度法238

5.4 轻亚粘土液化可能性的评判240

5.5 液化危害性分析243

5.5.1 液化对建筑物的危害程度243

5.5.2 地基液化危害性的指标244

5.5.3 地基液化的危害性等级与处理246

5.6 增强土抗液化稳定性的基本途径和方法248

5.6.1 增强地基基础抗液化稳定性的措施248

5.6.2 增强土工建筑抗液化稳定性的措施252

5.7 对饱和砂土液化问题研究的讨论254

5.7.1 关于液化机理的分析254

5.7.2 关于液化研究的途径256

5.7.3 关于液化的试验方法257

5.7.4 关于液化的估算分析258

5.8 小结262

参考文献265

第6章 土的动力特性规律（三）——动应力-动应变关系271

6.1 概述271

6.1.1 基本力学元件的动应力-动应变关系271

6.1.2 组合力学元件的动应力-动应变关系273

6.2 土动应力-动应变关系的特点277

6.2.1 土动应力-动应变关系的基本特点277

6.2.2 土动应力-动应变关系的物理描述方法279

6.3 土动应力-动应变关系的等效粘弹性线性模型286

6.3.1 概述286

6.3.2 动模量函数的确定287

6.3.3 阻尼比函数的确定297

6.3.4 动模量函数与阻尼比函数的若干讨论303

6.3.5 塑性变形与等效粘弹塑性模型310

6.4 Iwan模型314

6.4.1 Iwan并联模型的应力-应变关系314

6.4.2 Iwan串联模型的应力-应变关系316

6.4.3 Iwan模型的检验与附加阻尼元件317

6.5 Martin-Finn-Seed模型320

6.5.1 概述320

6.5.2 排水条件下的Martin-Finn-Seed模型322

6.5.3 不排水条件下的Martin-Finn-Seed模型325

6.6 双线性弹塑性模型327

6.7 弹塑性模型328

6.7.1 土的弹塑性理论328

6.7.2 弹塑性模型337

6.7.3 临界状态模型349

6.8 内时模型359

6.8.1 内时理论基础359

6.8.2 内时模型的应用举例363

6.9 动本构模型研究的其他一些思路365

6.9.1 物态动本构模型的思路366

6.9.2 非线性动本构模型的思路367

6.9.3 结构性动本构模型的思路368

6.9.4 矢量动本构模型的思路369

6.9.5 液化后大变形动本构模型的思路370

6.10 小结372

参考文献375

第7章 土体的地震反应分析（一）——地震反应谱分析法379

7.1 概述379

7.2 反应谱分析法380

7.3 地震反应谱382

7.3.1 单质点运动的Duharmel积分382

7.3.2 地震的位移反应谱384

7.3.3 地震的加速度反应谱和速度反应谱385

7.3.4 地震各反应谱间的关系386

7.3.5 设计反应谱390

7.4 多质点系振型的正交性395

7.4.1 多质点系的固有特性395

7.4.2 多质点系振型的正交性397

7.5 多质点系运动的线性无关性398

7.5.1 广义坐标和振型参与系数399

7.5.2 多质点系运动方程的解耦分析400

7.6 小结402

参考文献407

第8章 土体的地震反应分析（二）——动力时程分析法408

8.1 概述408

8.2 剪切层法409

8.2.1 概述409

8.2.2 地基的剪切层法409

8.2.3 坝体的剪切梁法415

8.3 集中质量法422

8.3.1 单质点系的动力分析423

8.3.2 多质点系的动力分析432

8.4 振型叠加法443

8.4.1 自由振动的特征方程444

8.4.2 特征向量的正交性与线性无关性446

8.4.3 地震反应的特征方程448

8.4.4 特征方程特征值与特征向量的解法449

8.5 有限单元法454

8.5.1 单元体的力学特性455

8.5.2 单元组合体的力学特性458

8.5.3 动力基本方程的求解459

8.6 小结462

参考文献463

第9章 土体的地震反应分析（三）——总应力、有效应力分析法465

9.1 概述465

9.2 对土体动力反应过程的考察与分析468

9.3 总应力、有效应力分析法471

9.3.1 总应力分析法472

9.3.2 简化的有效应力分析法476

9.3.3 真正的有效应力分析法（动力固结法）482

9.4 小结488

参考文献490

第10章 土体的地震稳定性分析492

10.1 概述492

10.2 地震反应谱分析基础上的土体动力稳定性检验494

10.2.1 多质点系的最大地震荷载494

10.2.2 多质点系动力稳定性的反应谱分析495

10.3 地震时程分析基础上的土体动力稳定性检验498

10.3.1 稳定性分析方法的处理498

10.3.2 稳定性分析方法实际应用的讨论499

10.4 地震拟静力分析基础上的土体动力稳定性检验499

10.4.1 地基地震承载力的拟静力分析499

10.4.2 挡土墙上动土压力的拟静力分析510

10.4.3 土坡动力稳定性的拟静力分析528

10.5 小结546

参考文献548

附表 基本振型551

中英文名词对照表554