降雨誘發滑坡：穩定分析和概率評價（英文版） [Rainfall-induced Soil Slope Failure Stability Analysis and Probabilistic Assessment] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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張璐璐，李錦輝，李旭，張潔，硃虹 著

圖書標籤:

• Slope stability
• Rainfall-induced landslides
• Geotechnical engineering
• Probabilistic assessment
• Risk assessment
• Soil mechanics
• Landslide hazard
• Stability analysis
• Hydrology
• Geomorphology

齣版社： 上海交通大學齣版社

ISBN：9787313165985

版次：1

商品編碼：12179146

包裝：精裝

外文名稱：Rainfall-induced Soil Slope Failure Stability Analysis and Probabilistic Assessment

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

用紙：膠版

內容簡介

　　《降雨誘發滑坡：穩定分析和概率評價（英文版）》的主要研究內容包括：降雨入滲土坡理論和穩定性評價方法、非飽和土滲流變形耦閤理論、基於滲流變形耦閤的邊坡可靠度分析、裂隙土坡和碎石土坡的降雨入滲和穩定性分析、基於隨機場的非均質土坡風險評價、預測模型的概率校準。
　　《降雨誘發滑坡：穩定分析和概率評價（英文版）》的讀者對象主要是岩土力學與岩土工程、工程地質領域的科研人員、工程人員以及高等院校相關專業的師生，也可供土建、水利水電、冶金、公路、鐵路等領域從事工程地質或岩土力學研究的科技人員參考。我國設有岩土工程和工程地質專業的科研單位和大專院校有上韆所，滑坡和邊坡工程是相關單位工程谘詢和科研的主要方嚮之一，預計社會需求較大。

內頁插圖

目錄

Chapter 1 Introduction
1．1 Slope Failures Under Rainfall and Failure Mechanisms
1．2 Recent Advances and Hot Research Topics
1．3 Outline of The Book
References

Chapter 2 Infiltration and Seepage Analysis in Soil Slopes
2．1 Introduction
2．2 Estimation of Infiltration Rate Based on Conceptual Model
2．2．1 Mechanism of Infiltration in Soils
2．2．2 Green-ampt Model for Infiltration of Constant Rainfall on A Level Ground
2．2．3 Infiltration of Constant Rainfall on A Sloping Ground
2．2．4 Infiltration of Time-varied Rainfall on A Sloping Ground
2．3 Seepage Analysis in Unsaturated Soil Slopes Based on Physical Governing Equation
2．3．1 Governing Equation of Water Flow in Unsaturated Soil
2．3．2 Hydraulic Properties of Unsaturated Soils
2．3．2．1 Soil-water characteristic curve
2．3．2．2 Coefficient of permeability function
2．4 Analytical Solutions of the Richards Equation
2．4．1 Analytical Solution of One-dimensional Infiltration Under Constant Rainfall
2．4．2 Analytical Solution of One-dimensional Infiltration Under Time-varied Rainfall
2．4．3 Effect of Soil Properties， Boundary Conditions， and Initial Conditions
2．4．3．1 Saturated permeability ks
2．4．3．2 Desaturation coefficient asy
2．4．3．3 E/i[ective water content 鑣-鑢
2．4．3．4 Antecedent surJhce JTux q0
2．4．3．5 RainJall intensity q1
2．4．3．6 Thickness of soil layer L
2．5 Numerical Analysis of the Richards Equation
2．5．1 Standard Formulations
2．5．2 Spatial Approximation and Time Discretization
2．5．3 Nonlinear Solution Methods
2．5．4 Numerical Oscillation
2．5．5 Rainfall Infiltration Boundary Condition
2．6 Typical Pore-water Pressure Profiles Under Rainfall Condition
2．7 Soil Conditions Under Which Matric Suction Can be Maintained
2．7．1 Pore-water Pressure Profiles Under Steady-state Conditions
2．7．2 Pore-water Pressure Profiles Under Transient Seepage Conditions
2．7．2．1 Effect of air-entry value on the wetting front
2．7．2．2 Effect of the saturated coefficient of permeability
2．7．2．3 Influence of water storage coefficient
2．7．2．4 Effect of the groundwater boundary conditions
2．7．3 Geotechnical Engineering Implications
References

Chapter 3 Stability Analysis of Slope Under Rainfall Infiltration Based on Limit Equilibrium
3．1 Introduction
3．2 Infinite-slope Stability Analysis Based on One-dimensional Infiltration Profile
3．2．1 General Equation of Factor of Safety for Infinite Unsaturated Slope
3．2．2 Simplified Scenarios of Various Seepage Conditions
3．2．2．1 Steady-state condition with seepage parallel slope surface
3．2．2．2 Transient condition with different shapes of wetting front
3．2．3 Slope Stability Based on Estimated Nonlinear Unsaturated Shear Strength
3．2．3．1 Fredlund et al．（1996） nonlinear shear strength equation
3．2．3．2 Vanapalli et al．（1996） nonlinear shear strength equation
3．2．3．3 Vilar （2006） nonlinear shear strength equation
3．2．3．4 Khalili and Khabbaz （1998） nonlinear shear strength equation
……

Chapter 4 Coupled Hydromechanical Analysis for Unsaturated Soil Slope
Chapter 5 Stability of Soil Slope with Cracks
Chapter 6 Stability Analysis of Colluvium Slopes Upon A Rainstorm
Chapter 7 Reliability Analysis of Slope Under Rainfall
Chapter 8 Probabilistic Assessment of Randomly Heterogeneous Soil Slopes
Chapter 9 Probabilistic Model Calibration

Index

前言/序言

　　Several excellent books cover a wide spectrum of unsaturated soil mechanics and its applications to slope engineering， such as " Unsaturated Soil Mechanics in Engineering Practice" by Delwyn Fredlund， Harianto Rahardjo and Murray Fredlund published by Wiley and "llillslope Hydrology and Stability" by Ning Lu and Jonathan Godt published by Cambridge University Press. The new book "Rainfall Induced Soil Slope Failure： Stability Analysis and Probabilistic Assessment" by Lulu Zhang， Jinhui Li， Xu Li， Jie Zhang and Hong Zhu is a new addition which focuses on rain-induced slope failures from a soil mechanics approach. The authors of the book are all very active young researchers in the field of study.
　　The new book concisely presents the fundamental mechanics behind rain- induced soil slope failures： infiltration and evapotranspiration in soil slopes， slope stability under rainfall infiltration， and hydro-mechanical coupled deformation. The concepts and analyses are presented clearly from the first principle with a strong physical sense. Some advanced topics， such as plastic analysis of hydro-mechanical coupled seepage and deformation in unsaturated soil slopes， are approached in a plain manner with hand-on tutorials， which is ideal for graduate students. The analysis of the stability of slopes with cracks is an excellent addition-practitioners are aware of the vital importance of cracks but few have the knowhow to quantify cracks on slopes and their effects on slope stability. The book overall provides the fundamental knowledge to deal with climate-slope interactions and resulting slope failures.
　　The new book also systematically presents the uncertainties involved in the characterization and analysis of rain-induced slope failures. Methods for reliability analysis of slopes under rainfall， including probability concepts， identification of sources of uncertainty， stochastic finite element method and probabilistic model calibration， are introduced. This is a unique feature of the book-it is perhaps the only book that addresses both the mechanics and
　　uncertainties behind rain-induced slope failures.
　　I believe that Rainfall Induced Soil Slope Failure： Stability Analysis and Probabilistic Assessment will serve as an excellent reference for educators， university graduate students， researchers and practitioners.

降雨誘發滑坡：穩定分析與概率評價（英文版） 圖書簡介 《降雨誘發滑坡：穩定分析與概率評價》（Rainfall-induced Soil Slope Failure: Stability Analysis and Probabilistic Assessment） 是一本深入探討降雨對土質邊坡穩定性影響的專業著作。本書旨在為岩土工程、地質災害防治、水利水電以及土木工程領域的專業人士、研究人員和高級學生提供一個全麵、嚴謹且前沿的分析框架和技術工具。 本書的核心目標是彌閤傳統確定性邊坡穩定性分析方法與日益復雜的實際工程風險評估需求之間的鴻溝。它不僅係統梳理瞭降雨如何通過改變土體水文地質條件（如孔隙水壓力、有效應力、土體強度）進而觸發滑坡的基本機理，還重點聚焦於如何運用先進的數學模型和概率論方法對這些時變性的失穩風險進行量化和預測。 全書結構嚴謹，邏輯清晰，共分為若乾核心部分，層層遞進地構建起從機理認知到風險量化的知識體係。 第一部分：基礎理論與降雨作用機理 本部分首先迴顧瞭土力學和岩土工程學的基本原理，特彆是關於邊坡抗滑穩定性的傳統極限平衡理論（如瑞典條分法、Bishop法等）和基於應力-應變分析的強度理論。在此基礎上，本書詳細剖析瞭降雨過程的復雜性及其對土體的影響機製： 1. 水力耦閤效應： 深入探討瞭降雨入滲過程，包括地錶徑流、滲透深度、地下水位動態變化等，如何影響邊坡內部的水力梯度。 2. 孔隙水壓力演化： 這是降雨誘發滑坡的關鍵驅動因素。本書闡述瞭瞬態和非飽和滲流理論如何應用於計算降雨驅動下的孔隙水壓力升高，特彆是對不飽和土區的影響機製。 3. 土體強度參數的瞬態變化： 分析瞭有效應力原理在含水率變化時的適用性，以及降雨如何通過降低土體黏聚力和內摩擦角（尤其在細顆粒土中）來降低邊坡的抗剪強度。 第二部分：確定性穩定性分析模型的拓展 在理解瞭降雨機理後，本書轉嚮瞭將這些水文條件納入傳統穩定性評估的框架中。本部分側重於如何將降雨模型（如Boutrup模型、Green-Ampt模型等）的輸齣，作為輸入參數嵌入到極限平衡或有限元分析中： 1. 瞬態穩定性分析： 介紹瞭如何針對不同降雨強度和曆時，計算邊坡安全係數（FS）隨時間變化的麯綫，從而確定臨界降雨閾值。 2. 非飽和土邊坡分析： 重點討論瞭Richard方程在模擬非飽和土滲流中的應用，以及如何利用基質吸力（Matric Suction）的概念來增強邊坡在乾燥或輕度濕潤條件下的穩定性，並評估降雨飽和後吸力急劇下降帶來的風險。 3. 邊坡響應時間： 探討瞭降雨與滑坡發生之間的時間滯後效應（Time Lag），並建立瞭預測這種滯後的經驗模型和基於物理過程的模型。 第三部分：概率性風險評估框架 本書的獨特價值和前沿性主要體現在第三部分，即引入概率論和不確定性分析方法，對降雨誘發滑坡的風險進行量化： 1. 不確定性來源識彆： 詳盡列舉瞭在降雨誘發滑坡評估中存在的主要不確定性來源，包括降雨量和強度數據的隨機性、土體材料參數（如滲透係數、強度參數）的空間變異性，以及模型本身的結構誤差。 2. 可靠性指標的計算： 係統介紹瞭常用的可靠性分析方法，如一階可靠性方法（FORM）、二階可靠性方法（SORM），以及更廣泛應用的濛特卡洛模擬（Monte Carlo Simulation, MCS）和隨機有限元方法（Random Finite Element Method, RFEM）。 3. 概率密度函數的選擇與校準： 討論瞭如何根據現場數據和經驗，為降雨量、地下水位和土體參數選擇閤適的概率分布函數（如正態分布、對數正態分布、Weibull分布等）。 4. 概率風險的解釋與應用： 最終，本書指導讀者如何將計算得到的失效概率（Probability of Failure, Pf）轉化為實際的風險評估指標，如風險值（Risk Value），為工程決策提供科學依據，例如確定最優的監測預警閾值。 第四部分：案例研究與工程實踐 為瞭驗證和深化理論，本書包含瞭一係列基於真實世界數據的綜閤性案例研究： 典型降雨事件迴溯分析： 選取瞭幾個國際知名的降雨誘發滑坡案例，運用書中介紹的概率模型對其失穩過程進行反演分析，評估瞭不同模型參數對結果的影響。 實時監測與預警係統的集成： 討論瞭如何將概率風險評估結果與實時傳感器監測數據（如降雨量、孔隙水壓力計讀數）相結閤，建立動態的、概率性的邊坡預警係統。 工程措施的風險效益分析： 探討瞭如何利用概率評估結果來量化排水、加固等減災措施對降低未來失效風險的有效性。 本書的特點： 跨學科整閤： 成功地將水文工程、岩土力學和應用統計學緊密結閤。 注重前沿： 詳細介紹瞭非飽和土力學和隨機有限元等現代分析工具在邊坡工程中的具體應用。 實用性強： 提供瞭清晰的分析步驟和可操作的數學框架，便於工程師在實際工作中應用。 適用讀者： 本書是岩土工程師、地質災害風險評估專傢、水文地質工程師、土木工程研究生及相關領域研究人員的必備參考書。它不僅是理論學習的權威教材，更是解決復雜工程問題的實用工具手冊。

評分☆☆☆☆☆

第三段 在閱讀這本書時，我著重對比瞭它與其他同類專著在處理“不確定性”這一核心議題上的差異。這本書的創新之處似乎在於它對輸入參數變異性的處理過程進行瞭非常精細的解構，它不僅僅是簡單地運行濛特卡洛模擬，而是深入探究瞭不同采樣方法和空間自相關性模型對最終概率失效指標（如PFC值）的影響程度。書中對不同穩定性指標（如極限平衡法、應力-應變法）在納入概率框架後的兼容性和結果一緻性的討論，非常有啓發性。它展示瞭如何從單一確定性視角過渡到多重不確定性共存的實際工程判斷。此外，書中對長期侵蝕和地下水位動態變化的耦閤模型描述，顯示瞭作者對時間效應在邊坡退化中作用的深刻洞察，這在很多側重於瞬時穩定分析的文獻中是相對欠缺的。

評分☆☆☆☆☆

第五段 這本書的敘事節奏把握得相當到位，它采用瞭從宏觀背景到微觀機理，再到宏觀預測模型的漸進式結構。開篇部分對區域性降雨特徵與地質環境的宏觀關聯進行瞭概述，為後續的數學建模奠定瞭堅實的背景基礎，這種“講故事”的方式避免瞭枯燥的理論堆砌。隨後，在深入到本構關係和數值模擬章節時，作者采用瞭大量的流程圖和算法僞代碼來輔助說明，使得原本抽象的計算過程變得可視化。我特彆欣賞的是，書中對軟件實現層麵的討論，它並非僅僅停留在理論層麵，而是探討瞭如何將這些復雜的分析有效地嵌入到實際的工程軟件平颱中去，這對於工程實踐者來說，是連接理論與應用的橋梁。整體而言，這本書成功地在學術的前沿性與工程的實用性之間找到瞭一個非常精妙的平衡點，閱讀體驗是既充實又具操作指導意義的。

評分☆☆☆☆☆

第二段 這本書的語言風格呈現齣一種冷靜且高度邏輯化的特點，它不像某些教材那樣試圖用過於簡化的比喻來“討好”讀者，而是直接、深入地切入技術核心。對於有一定岩土工程背景的人來說，這種直敘的錶達方式無疑是高效的，它極大地減少瞭理解概念時的噪音。我欣賞它在方法論上的嚴謹性，尤其是在概率論應用於地質災害評估時，作者並沒有迴避復雜性，而是清晰地勾勒齣每種統計模型的假設前提和適用範圍。這種對局限性的坦誠，使得讀者在應用這些工具時，能夠保持必要的警惕和批判性思維。唯一的遺憾是，對於一些入門級讀者來說，可能需要事先對概率統計和高等數值分析有較好的基礎，否則初次接觸可能會感覺有些吃力，需要藉助其他輔助材料來打通理解上的‘關節’。但就其目標讀者群——尋求深入技術理解的工程師和研究人員——而言，這種深度是恰如其分的。

評分☆☆☆☆☆

第四段 這本書的排版和索引係統給我留下瞭極其深刻的印象。在一個涉及大量專業術語和數學符號的領域，清晰的導航至關重要。我發現書中的術語錶做得非常詳盡，幾乎每一個在正文中首次齣現的專業名詞都有明確的定義，這對於跨學科的研究者極具幫助。更值得稱贊的是其參考文獻的廣度和時效性，它不僅引用瞭該領域的經典文獻，還涵蓋瞭近些年國際頂級期刊上的最新研究成果，這錶明作者在撰寫過程中進行瞭非常全麵的文獻調研，確保瞭內容的前沿性。我在查找特定公式推導時，發現書簽和頁眉的設計也充分考慮瞭讀者快速定位的需求，這體現瞭齣版方在細節優化上的人文關懷。總而言之，這是一本工具書級彆的參考資料，其易用性設計遠超我的預期。

評分☆☆☆☆☆

第一段 這本書的裝幀設計相當考究，從封麵材質的選擇到內頁的排版，都透露著一種專業而嚴謹的氣息。我特意留意瞭圖錶的清晰度和數據呈現的方式，發現它們非常直觀，即便是對於初次接觸這一復雜領域的讀者，也能較快地捕捉到核心信息。特彆是書中對不同氣候條件下的土壤響應模擬部分，作者似乎投入瞭大量的精力去細化參數設置和邊界條件的考量，這使得理論模型與實際工程現象之間的銜接顯得尤為緊密和可靠。閱讀過程中，我感受到瞭一種紮實的工程學底蘊，它不僅僅停留在數學推導的層麵，更著眼於如何將這些復雜的分析工具轉化為解決現實世界中邊坡穩定問題的有效手段。書中的案例研究部分，雖然篇幅有限，但每一個都經過瞭精心的挑選，它們成功地演示瞭理論分析在實際災害分析中的指導作用。整體而言，這本書在視覺傳達和內容組織上都達到瞭很高的水準，讓人願意沉下心來深入研讀。