土工材料加筋海岸钙质砂力学特性及智能建模
定价：￥128.00
作者： 巢志明等
出版时间：2026-08
出版社：科学出版社
- 科学出版社
- 9787030853547
- 1版
- 2026-08
作者简介
内容简介
为响应“一带一路”倡议，我国南海等“海上丝绸之路”沿线地区海工设施大量兴建，全球90%以上的珊瑚礁分布于该区域，导致富含珊瑚礁遗骸的钙质砂广泛成为该地区海工设施建设的地基构筑材料。钙质砂具有弱胶结、多孔隙、颗粒形态不规则、易破碎的特性，导致地基易出现不均匀沉降、细粒流失等问题，威胁工程安全。土工合成材料加筋技术虽在普通陆源砂中成效显著，但其在钙质砂中的应用研究尚显不足，相关专著匮乏，难以指导工程实践。本书采用物理试验、理论推导、数值分析、智能建模等综合手段，系统研究土工材料加筋海岸钙质砂的力学特性并完成智能建模。书中充分论证土工材料是海岸钙质砂地基的加固理想材料，可提升工程性能、防治灾害，并构建力学特性智能评估模型，为该技术的大规模工程应用提供科学支撑，丰富海洋岩土工程及港航学科内涵。本书部分插图附彩图二维码，扫码可见。
目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与核心问题 1
1.1.1 海岸钙质砂的生物成因与分布特征 1
1.1.2 海岸钙质砂的工程局限性与核心问题 2
1.2 国内外研究现状 4
1.2.1 海岸钙质砂力学特性研究现状 4
1.2.2 土工材料的力学性质研究现状 5
1.2.3 土工材料加筋土力学特性研究现状 8
1.2.4 土工材料加筋土及其界面本构模型研究现状 9
1.2.5 土工材料加筋海岸钙质砂力学特性智能建模研究现状 10
1.3 本书的主要内容 11
第2章 海岸钙质砂基础力学特性 13
2.1 海岸钙质砂力学特性演化规律研究 13
2.1.1 海岸钙质砂力学特性试验概述 13
2.1.2 海岸钙质砂单颗粒破碎强度 15
2.1.3 海岸钙质砂界面剪切强度 16
2.2 本章小结 17
第3章 土工材料加筋海岸钙质砂力学特性演化规律 18
3.1 3D打印糙面土工膜加筋CCM力学特性 18
3.1.1 试验仪器与试验材料 18
3.1.2 试验过程与操作 22
3.1.3 试验方案 24
3.1.4 试验结果与分析 25
3.1.5 作用机制讨论 33
3.2 3D打印土工格栅加筋CCM力学特性 34
3.2.1 试验方案 34
3.2.2 试验结果与分析 35
3.3 本章小结 41
第4章 钙质砂–土工材料界面力学特性演化规律 43
4.1 钙质砂–土工格栅界面拉拔力学特性 43
4.1.1 钙质砂–土工格栅界面拉拔试验概述 43
4.1.2 钙质砂–土工格栅界面拉拔力学特性分析 46
4.1.3 钙质砂与福建标准砂–土工格栅界面拉拔力学特性对比分析 53
4.2 钙质砂–土工格栅界面剪切力学特性 56
4.2.1 钙质砂–土工格栅界面直剪试验概述 56
4.2.2 钙质砂–土工格栅界面静力学特性分析 58
4.2.3 钙质砂–土工格栅界面动力学特性分析 64
4.3 钙质砂–光面土工膜界面剪切力学特性 70
4.3.1 试验设备与方案 70
4.3.2 钙质砂–光面土工膜静力学特性分析 73
4.3.3 钙质砂–光面土工膜动力学特性分析 84
4.4 本章小结 96
第5章 土工材料加筋海岸钙质砂力学特性本构建模 97
5.1 土工膜加筋海岸钙质砂混合物本构建模 97
5.1.1 D-C双曲线模型理论 97
5.1.2 D-C本构模型切线模量分析 98
5.2 钙质砂–土工格栅界面颗粒破碎特性及拉拔本构建模 108
5.2.1 颗粒破碎行为分析 109
5.2.2 钙质砂–土工格栅拉拔试验颗粒破碎行为研究 111
5.2.3 钙质砂–土工格栅拉拔力学本构模型 116
5.3 钙质砂–土工格栅界面颗粒破碎特性及直剪本构建模 122
5.3.1 直剪试验的界面颗粒破碎特性 122
5.3.2 界面剪切损伤本构模型参数研究 130
5.4 本章小结 137
第6章 钙质砂–土工材料界面力学智能建模 138
6.1 钙质砂–光面土工膜界面剪切特性的深度学习建模 138
6.1.1 深度学习理论 138
6.1.2 研究方法 139
6.1.3 结果与分析 141
6.1.4 经验公式 144
6.2 钙质砂–土工格栅界面拉拔特性的深度学习建模 147
6.2.1 机器学习与深度学习算法 147
6.2.2 研究方法 150
6.2.3 超参数优化 152
6.2.4 结果与分析 154
6.2.5 经验公式 159
6.2.6 试验验证 160
6.3 本章小结 162
第7章 土工材料加筋海岸钙质砂力学特性智能建模 164
7.1 土工格栅加筋海岸钙质砂力学特性的机器学习建模 164
7.1.1 机器学习算法 164
7.1.2 模型参数设置 165
7.1.3 结果与分析 168
7.1.4 经验公式 172
7.1.5 试验验证 173
7.2 土工膜加筋海岸钙质力学特性的机器学习建模 175
7.2.1 机器学习算法 175
7.2.2 模型参数设置 175
7.2.3 结果与分析 177
7.2.4 经验公式 182
7.2.5 试验验证 182
7.3 本章小结 184
参考文献 185
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与核心问题 1
1.1.1 海岸钙质砂的生物成因与分布特征 1
1.1.2 海岸钙质砂的工程局限性与核心问题 2
1.2 国内外研究现状 4
1.2.1 海岸钙质砂力学特性研究现状 4
1.2.2 土工材料的力学性质研究现状 5
1.2.3 土工材料加筋土力学特性研究现状 8
1.2.4 土工材料加筋土及其界面本构模型研究现状 9
1.2.5 土工材料加筋海岸钙质砂力学特性智能建模研究现状 10
1.3 本书的主要内容 11
第2章 海岸钙质砂基础力学特性 13
2.1 海岸钙质砂力学特性演化规律研究 13
2.1.1 海岸钙质砂力学特性试验概述 13
2.1.2 海岸钙质砂单颗粒破碎强度 15
2.1.3 海岸钙质砂界面剪切强度 16
2.2 本章小结 17
第3章 土工材料加筋海岸钙质砂力学特性演化规律 18
3.1 3D打印糙面土工膜加筋CCM力学特性 18
3.1.1 试验仪器与试验材料 18
3.1.2 试验过程与操作 22
3.1.3 试验方案 24
3.1.4 试验结果与分析 25
3.1.5 作用机制讨论 33
3.2 3D打印土工格栅加筋CCM力学特性 34
3.2.1 试验方案 34
3.2.2 试验结果与分析 35
3.3 本章小结 41
第4章 钙质砂–土工材料界面力学特性演化规律 43
4.1 钙质砂–土工格栅界面拉拔力学特性 43
4.1.1 钙质砂–土工格栅界面拉拔试验概述 43
4.1.2 钙质砂–土工格栅界面拉拔力学特性分析 46
4.1.3 钙质砂与福建标准砂–土工格栅界面拉拔力学特性对比分析 53
4.2 钙质砂–土工格栅界面剪切力学特性 56
4.2.1 钙质砂–土工格栅界面直剪试验概述 56
4.2.2 钙质砂–土工格栅界面静力学特性分析 58
4.2.3 钙质砂–土工格栅界面动力学特性分析 64
4.3 钙质砂–光面土工膜界面剪切力学特性 70
4.3.1 试验设备与方案 70
4.3.2 钙质砂–光面土工膜静力学特性分析 73
4.3.3 钙质砂–光面土工膜动力学特性分析 84
4.4 本章小结 96
第5章 土工材料加筋海岸钙质砂力学特性本构建模 97
5.1 土工膜加筋海岸钙质砂混合物本构建模 97
5.1.1 D-C双曲线模型理论 97
5.1.2 D-C本构模型切线模量分析 98
5.2 钙质砂–土工格栅界面颗粒破碎特性及拉拔本构建模 108
5.2.1 颗粒破碎行为分析 109
5.2.2 钙质砂–土工格栅拉拔试验颗粒破碎行为研究 111
5.2.3 钙质砂–土工格栅拉拔力学本构模型 116
5.3 钙质砂–土工格栅界面颗粒破碎特性及直剪本构建模 122
5.3.1 直剪试验的界面颗粒破碎特性 122
5.3.2 界面剪切损伤本构模型参数研究 130
5.4 本章小结 137
第6章 钙质砂–土工材料界面力学智能建模 138
6.1 钙质砂–光面土工膜界面剪切特性的深度学习建模 138
6.1.1 深度学习理论 138
6.1.2 研究方法 139
6.1.3 结果与分析 141
6.1.4 经验公式 144
6.2 钙质砂–土工格栅界面拉拔特性的深度学习建模 147
6.2.1 机器学习与深度学习算法 147
6.2.2 研究方法 150
6.2.3 超参数优化 152
6.2.4 结果与分析 154
6.2.5 经验公式 159
6.2.6 试验验证 160
6.3 本章小结 162
第7章 土工材料加筋海岸钙质砂力学特性智能建模 164
7.1 土工格栅加筋海岸钙质砂力学特性的机器学习建模 164
7.1.1 机器学习算法 164
7.1.2 模型参数设置 165
7.1.3 结果与分析 168
7.1.4 经验公式 172
7.1.5 试验验证 173
7.2 土工膜加筋海岸钙质力学特性的机器学习建模 175
7.2.1 机器学习算法 175
7.2.2 模型参数设置 175
7.2.3 结果与分析 177
7.2.4 经验公式 182
7.2.5 试验验证 182
7.3 本章小结 184
参考文献 185
