地下水力學概論

地下水力學概論

《地下水力學概論》是2011年5月1日科學出版社出版的圖書,作者是項彥勇。

基本介紹

  • 書名:地下水力學概論
  • 作者:項彥勇
  • ISBN:9787030309204
  • 類別:圖書>工程>水利水電工程
  • 頁數:283頁
  • 出版社科學出版社
  • 出版時間:2011年5月1日
  • 裝幀:平裝
  • 開本:16開
  • 版次:1
編輯推薦,內容簡介,圖書目錄,

編輯推薦

由於岩土介質和各種物理力學過程的複雜性,地下水流動、傳熱和溶質運移問題的不確定性是必然的。由於客觀條件的制約,一般只能在模型參數估計的基礎上構造機率模型,進行參數的不確定性分析。
項彥勇所著的《地下水力學概論》旨在簡明扼要地闡述地下水流動、傳熱和溶質運移的基本理論、數值解法、參數估計方法和參數不確定性分析方法。

內容簡介

項彥勇所著的《地下水力學概論》簡明扼要地闡述了地下水流動、傳熱和溶質運移的基本理論、數值解法、參數估計方法和參數不確定性分析方法。正文分10章,依次闡述了地下水系統與工程關係,流體力學理論基礎,孔隙水流動理論,不同含水層系統地下水因外部作用而流動的一些理論模型和解析解,裂隙水流動理論,地下水流動-傳熱理論和一些解析解或半解析解,地下水溶質運移理論和一些解析解,數值解法要點及有限差分法、有限單元法、積分有限差分法和邊界單元法理論,參量模型及參數估計的逆分析法、普通統計法和地質統計法,參數的機率模型及不確定性分析的*微分方程模型、可靠度模型、*抽樣法和近似極限狀態法。附錄包含7個部分,分別闡述了張量與積分定理、矢量恆等式與積分定理、泰斯公式的3種推導過程、二維穩態流動的復變勢函式理論與水下地層(或高位潛水層)——隧洞排水流動解析解的推導、單裂隙岩體流動——傳熱解析解的推導、一維溶質運移方程——常量與瞬態第一類溶質源邊界條件問題解析解的推導和格林函式。
《地下水力學概論》可以用作岩土工程、地質工程、環境工程、水文地質與地下水資源等學科的研究生教學參考書,也可以供相關領域的研究人員和工程技術人員參考。

圖書目錄

第1章自然水循環與地下水系統
1.1自然水循環
1.2地下水的賦存特徵
1.2.1礦物水
1.2.2孔隙水
1.3地下水的分類與分區
1.4地下水與工程
第2章流體力學基礎
2.1應力分析——流體的壓強與剪應力
2.1.1流體的壓強、壓強水頭和測壓管水頭
2.1.2黏性流體的剪應力與動壓強
2.2運動分析——流體的速度、加速度和物質導數
2.1.1拉格朗日法
2.2.2歐拉法
2.2.3速度分解定理
2.2.4歐拉法質點加速度
2.2.5物質導數
2.3流體密度與狀態方程
2.4流體黏度、黏性定律和本構方程
2.5流動的分類
2.6守恆原理與雷諾運移定理
2.7流體力學控制微分方程
2.7.1質量守恆微分方程
2.7.2動量守恆原理與流體運動微分方程
2.8流體運動微分方程的伯努利積分
2.8.1理想流體運動微分方程的伯努利積分
2.8.2黏性流體元流的伯努利方程
第3章孔隙流動
3.1表征單元概念模型
3.2岩土的孔隙度與壓縮係數
3.3孔隙水流動的狀態變數
3.3.1孔隙水的飽和度
3.3.2孔隙水的流動速度
3.3.3孔隙水的壓強和水頭
3.4達西實驗定律與達西方程
3.4.1達西實驗定律與分析
3.4.2飽和孔隙水流動的達西方程
3.4.3非飽和孔隙水流動的達西方程
3.4.4非飽和孔隙水流動的水力特徵函式和相對滲透率函式
3.5孔隙水流動的控制微分方程與定解條件
3.5.1飽和孔隙水流動的控制微分方程與儲水率
3.5.2非飽和孔隙水流動的控制微分方程與容水度
3.5.3初始條件與邊界條件
第4章含水層流動
4.1承壓水層-完整井點流動
4.2潛水層-井點流動
4.2.1杜伊特假設與潛水井流的近似公式
4.2.2潛水井流的紐曼模型與解析解
4.3群井流與影像法
4.3.1群井流
4.3.2影像法
4.4含水層組-井點流動
4.4.1越流
4.4.2弱透水層的流動特徵
4.4.3有越流的承壓含水層-完整井點流動
4.4.4含水層組-井點流動的控制微分方程組
4.5水下地層(或高位潛水層)-隧洞排水流動
4.5.1等水頭隧洞邊界
4.5.2等水壓隧洞邊界
4.5.3隧洞襯砌結構外水壓強
4.6非飽和帶地表水入滲
第5章裂隙流動
5.1岩體裂隙的幾何特徵與滲流性質
5.1.1單個裂隙的幾何特徵參數
5.1.2岩體裂隙的網路特徵參數與滲流性質
5.2裂隙水流動的力學模型
5.2.1光滑平行壁面裂隙水的飽和流動公式
5.2.2平行粗糙壁面裂隙水的飽和流動公式
5.2.3非飽和裂隙水的毛細縫模型
5.3裂隙岩體地下水流動概念模型的分類
5.3.1裂隙網路模型
5.3.2連續介質模型
5.4裂隙岩體地下水流動的等效連續體模型
5.4.1飽和流動的等效連續體模型
5.4.2非飽和流動的等效連續體模型
5.5裂隙岩體地下水流動的雙滲透率模型
5.6裂隙岩體地下水流動的裂隙網路模型
5.6.1確定裂隙網路模型
5.6.2隨機裂隙網路模型
第6章傳熱
6.1熱力學基本概念
6.1.1溫度與熱
6.1.2顯熱
6.1.3相變與潛熱
6.1.4焓
6.1.5熵
6.1.6熱力學定律
6.2流體傳熱的控制微分方程
6.2.1拉格朗日法推導流體傳熱的控制微分方程
6.2.2歐拉法推導流體傳熱的控制微分方程
6.3地下水流動-傳熱機制
6.4地下水流動-傳熱的控制微分方程與定解條件
6.4.1控制微分方程
6.4.2初始條件與邊界條件
6.4.3求解過程
6.5單裂隙岩體地下水流動-傳熱的解析解
6.5.1有填充單裂隙岩體地下水流動-傳熱
6.5.2無填充單裂隙岩體地下水流動-傳熱
6.6稀疏裂隙岩體地下水流動-傳熱的拉普拉斯變換-格林函式法半解析解
6.6.1單裂隙岩體地下水流動-傳熱
6.6.2分布熱源作用下稀疏裂隙岩體地下水流動-傳熱
6.7水-氣兩相流動與傳熱耦合的控制積分方程
第7章溶質運移
7.1地下水溶質運移的物理機制
7.1.1流移
7.1.2分子擴散
7.1.3流散
7.2地下水溶質運移的控制微分方程與定解條件
7.2.1控制微分方程
7.2.2初始條件與邊界條件
7.3岩土的溶質流散係數張量與流散率
7.4化學反應對溶質運移的影響
7.4.1影響方式
7.4.2平衡態吸附/解吸附對溶質運移的影響
7.4.3一階化學反應——衰變對溶質運移的影響
7.5孔隙水穩態均勻流動-溶質運移的解析解
7.5.1一維穩態流動—彌散
7.5.2穩態均勻流—二維彌散(瞬時面域溶質源)
7.5.3穩態均勻流—三維彌散(瞬時體域溶質源)
7.6裂隙水穩態均勻流動—溶質運移的解析解
第8章數值解法
8.1數值離散與數值解法要點
8.2有限差分法
8.2.1差分的定義
8.2.2差分格式與計算穩定性
8.2.3數值彌散
8.3有限單元法
8.3.1有限元方程的建立過程(伽遼金法)
8.3.2飽和孔隙水流動的有限元方程
8.3.3非飽和孔隙水流動的有限元方程
8.3.4溶質運移的有限元方程
8.3.5單元矩陣的計算方法
8.4積分方程的有限差分法
8.5邊界單元法
8.5.1邊界單元法的特點與求解過程
8.5.2瞬態問題的處理方法
8.5.3均質各向異性問題的處理方法
8.5.4非均質問題的處理方法
第9章參數估計方法
9.1岩土物理力學參數的分類
9.2參量模型
9.2.1參量模型的分類
9.2.2隨機場的定義
9.2.3遍歷型隨機場
9.2.4平穩型隨機場
9.3參數的平均值
9.3.1參數平均值的類型與特點
9.3.2複合地層的平均滲透係數
9.4參數估計方法的分類
9.5參數估計的逆分析法
9.6參量估計的普通統計法
9.6.1表征單元機率模型的普通統計法
9.6.2隨機場模型的普通統計法
9.7參量估計的地質統計法
9.7.1地質統計法——Kriging的一般格式
9.7.2二階平穩隨機場的Kriging估計
9.7.3本徵隨機場的Kriging估計
9.7.4半變差函式的確定方法與基本特徵
9.7.5Kriging估計的特徵
第10章參數不確定性分析方法
10.1參數的機率模型
10.2隨機微分方程模型與求解方法
10.2.1譜方法求解
10.2.2攝動法求解
10.3可靠度模型
10.4隨機抽樣法
10.4.1參數模型與隨機參數生成方法
10.4.2蒙特卡羅法及其變種
10.5近似極限狀態法
10.5.1一階二次矩法
10.5.2一階可靠度法
附錄
附錄A張量與積分定理
A.1指標符號約定與張量的定義
A.2張量代數
A.3張量的梯度、散度和旋度
A.4各向同性張量
A.5二階對稱張量的特徵向量與特徵值
A.6積分定理——張量形式
附錄B向量恆等式與積分定理
B.1向量恆等式
B.2積分定理——向量形式
附錄C泰斯公式的推導
附錄D二維穩態流動的復變勢函式理論與水下地層(或高位潛水層)——隧洞排水流動解析解的推導
D.1二維穩態流動的復變勢函式理論
D.2水下地層(或高位潛水層)——隧洞排水流動解析解的推導
附錄E單裂隙岩體流動——傳熱解析解的推導
附錄F一維溶質運移方程——第一類溶質源邊界條件問題解析解的推導
附錄G格林函式
G.1基本概念
G.2二維拉普拉斯運算元的格林函式
G.3三維拉普拉斯運算元的格林函式
G.4二維變型亥姆霍茲運算元的格林函式
G.5三維變型海姆霍茲運算元的格林函式
G.6擴散方程的格林函式
參考書目

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