理性土力学与热力学【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

理性土力学与热力学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章 导言1

1.1热力学的发展1

1.2热力学在土力学中的应用2

上篇 热力学基础理论7

第2章 平衡态热力学基础7

2.1热力学系统与过程7

2.1.1系统与环境7

2.1.2系统的描述9

2.1.3准静态过程9

2.1.4可逆过程与不可逆过程11

2.2温度与热力学第零定律12

2.3能量守恒与热力学第一定律13

2.3.1功与热13

2.3.2内能14

2.3.3热力学第一定律14

2.4热力学第二定律与熵15

2.4.1热力学第二定律15

2.4.2熵16

2.5热力学的状态函数17

2.5.1焓17

2.5.2Helmholtz自由能18

2.5.3Gibbs自由能18

2.5.4Legendre变换19

2.6运动学基础21

2.6.1两种描述方法21

2.6.2速度22

2.6.3物质导数23

2.7平衡方程23

2.7.1一般方程23

2.7.2质量守恒方程24

2.7.3动量守恒方程25

2.7.4能量守恒方程26

2.7.5熵的守恒方程27

2.8本章小结28

第3章 非平衡态热力学基础29

3.1热力学发展的三个阶段29

3.2线性非平衡态热力学理论30

3.2.1局部平衡假设31

3.2.2基本方程和熵增表达式31

3.2.3唯象定律34

3.2.4线性非平衡态热力学的应用37

3.3经典非平衡态热力学的发展39

3.3.1广延非平衡态热力学39

3.3.2理性热力学40

3.3.3内变量热力学41

3.3.4非线性非平衡态热力学与耗散结构42

3.4最大耗散率原理43

3.4.1耗散函数和耗散势43

3.4.2热力学极值定理45

3.4.3正交条件49

3.5本章小结50

第4章 内变量热力学理论建立本构方程的基本思想51

4.1内变量热力学理论简介51

4.1.1内变量51

4.1.2局部伴随状态54

4.1.3热力学第二定律对本构方程的限制55

4.2弹性本构理论56

4.3屈服面的确定58

4.3.1广义耗散应力58

4.3.2耗散空间中的屈服面59

4.3.3真实应力空间中的屈服面59

4.4本构方程60

4.5内变量理论建立材料方程举例62

4.5.1算例162

4.5.2算例263

4.6本章小结64

第5章 多孔介质理论65

5.1混合物理论66

5.1.1混合物理论的发展66

5.1.2复合混合物理论69

5.2平均化方法71

5.2.1表征体元72

5.2.2平均体积和平均面积73

5.2.3平均化算子75

5.2.4平均化定理76

5.2.5宏观量的获取77

5.2.6一般方程的平均化77

5.3多孔介质的宏观平衡方程80

5.3.1质量平衡方程80

5.3.2动量平衡方程80

5.3.3能量平衡方程81

5.3.4熵平衡方程83

5.4本章小结84

下篇 理性土力学87

第6章 土的基本方程87

6.1平衡方程87

6.1.1质量平衡方程88

6.1.2线动量平衡方程89

6.1.3能量平衡方程89

6.1.4熵平衡方程90

6.2本构假定92

6.3热动力学第二定律约束94

6.4平衡状态的限制97

6.5近平衡态过程99

6.5.1耦合理论框架的建立99

6.5.2线性假设100

6.5.3非线性关系101

6.6本章小结103

第7章 土力学理论的热力学基础104

7.1非饱和土变形功的表达式104

7.2有效应力原理108

7.2.1饱和土的有效应力原理108

7.2.2非饱和土有效应力的发展111

7.2.3从功的表达式确定有效应力115

7.2.4平均土骨架应力的推导117

7.2.5非饱和土有效应力原理的讨论124

7.3土体弹塑性理论的热力学基础127

7.3.1土体的变形特性128

7.3.2经典塑性理论128

7.3.3土的弹性模型132

7.3.4应变增量与背应力135

7.3.5耗散势与屈服函数137

7.3.6硬化法则140

7.3.7流动法则与一致性条件143

7.3.8临界状态理论146

7.4土水特征曲线150

7.4.1土水特征曲线简介150

7.4.2热力学描述152

7.4.3土水特征曲线的边界面模型153

7.5本章小结155

第8章 非饱和土多场耦合过程的数学模型157

8.1自由能函数和耗散函数的选取157

8.1.1自由能函数的选取157

8.1.2耗散函数的选取160

8.2考虑变形-渗流-传热耦合的非饱和土本构关系163

8.2.1描述变形的本构方程163

8.2.2描述系统熵变化的本构方程164

8.2.3描述渗流的本构方程165

8.2.4描述热传导的本构方程166

8.2.5描述流-固界面动力相容条件的本构方程166

8.3闭合的场方程系统166

8.3.1质量守恒方程166

8.3.2动量守恒方程——固相力学平衡方程168

8.3.3能量守恒方程——热传导方程168

8.4本章小结169

第9章 土体本构模型的框架170

9.1热力学方法建模的基本思想170

9.2应力状态变量的选择171

9.3弹性增量关系172

9.3.1固相172

9.3.2液相173

9.3.3气相173

9.3.4弹性方程174

9.4耗散势与屈服面174

9.4.1耗散势函数174

9.4.2屈服面方程175

9.4.3线性化176

9.5本构方程177

9.5.1固相的本构方程177

9.5.2液相的本构方程179

9.5.3气相的本构方程181

9.6非饱和土增量本构方程182

9.7本章小结183

第10章 非饱和土本构模型185

10.1非饱和土本构模型发展185

10.1.1基于净应力和基质吸力建立的弹塑性模型185

10.1.2基于Bishop应力和基质吸力建立的弹塑性模型186

10.1.3热力学和多孔介质理论在本构建模中的应用188

10.2水力-力学耦合弹塑性模型189

10.2.1本构模型建立189

10.2.2土水特征曲线的改进195

10.2.3数值求解197

10.3高饱和度非饱和土模型205

10.3.1高饱和度土体变形特性206

10.3.2硬化方程208

10.3.3增量本构方程209

10.3.4高饱和度模型预测210

10.4热-水-力耦合弹塑性本构模型212

10.4.1弹性增量关系213

10.4.2屈服面与硬化方程214

10.4.3增量本构方程215

10.5本章小结217

参考文献218

附录1 符号表230

附录2 代表性研究成果235