地下水力学概论【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

地下水力学概论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 自然水循环与地下水系统1

1.1自然水循环1

1.2地下水的赋存特征3

1.2.1矿物水3

1.2.2孔隙水3

1.3地下水的分类与分区5

1.4地下水与工程8

第2章 流体力学基础12

2.1应力分析——流体的压强与剪应力12

2.1.1流体的压强、压强水头和测压管水头12

2.1.2黏性流体的剪应力与动压强13

2.2运动分析——流体的速度、加速度和物质导数13

2.1.1拉格朗日法13

2.2.2欧拉法14

2.2.3速度分解定理15

2.2.4欧拉法质点加速度17

2.2.5物质导数18

2.3流体密度与状态方程18

2.4流体黏度、黏性定律和本构方程20

2.5流动的分类23

2.6守恒原理与雷诺运移定理23

2.7流体力学控制微分方程25

2.7.1质量守恒微分方程25

2.7.2动量守恒原理与流体运动微分方程27

2.8流体运动微分方程的伯努利积分29

2.8.1理想流体运动微分方程的伯努利积分29

2.8.2黏性流体元流的伯努利方程30

第3章 孔隙流动32

3.1表征单元概念模型32

3.2岩土的孔隙度与压缩系数34

3.3孔隙水流动的状态变量35

3.3.1孔隙水的饱和度35

3.3.2孔隙水的流动速度35

3.3.3孔隙水的压强和水头36

3.4达西实验定律与达西方程46

3.4.1达西实验定律与分析46

3.4.2饱和孔隙水流动的达西方程50

3.4.3非饱和孔隙水流动的达西方程54

3.4.4非饱和孔隙水流动的水力特征函数和相对渗透率函数55

3.5孔隙水流动的控制微分方程与定解条件59

3.5.1饱和孔隙水流动的控制微分方程与储水率59

3.5.2非饱和孔隙水流动的控制微分方程与容水度61

3.5.3初始条件与边界条件64

第4章 含水层流动66

4.1承压水层-完整井点流动66

4.2潜水层-井点流动69

4.2.1杜伊特假设与潜水井流的近似公式69

4.2.2潜水井流的纽曼模型与解析解74

4.3群井流与影像法78

4.3.1群井流78

4.3.2影像法80

4.4含水层组-井点流动83

4.4.1越流83

4.4.2弱透水层的流动特征83

4.4.3有越流的承压含水层-完整井点流动85

4.4.4含水层组-井点流动的控制微分方程组88

4.5水下地层（或高位潜水层）-隧洞排水流动88

4.5.1等水头隧洞边界88

4.5.2等水压隧洞边界91

4.5.3隧洞衬砌结构外水压强91

4.6非饱和带地表水入渗92

第5章 裂隙流动97

5.1岩体裂隙的几何特征与渗流性质97

5.1.1单个裂隙的几何特征参数97

5.1.2岩体裂隙的网络特征参数与渗流性质97

5.2裂隙水流动的力学模型99

5.2.1光滑平行壁面裂隙水的饱和流动公式99

5.2.2平行粗糙壁面裂隙水的饱和流动公式104

5.2.3非饱和裂隙水的毛细缝模型106

5.3裂隙岩体地下水流动概念模型的分类106

5.3.1裂隙网络模型107

5.3.2连续介质模型108

5.4裂隙岩体地下水流动的等效连续体模型110

5.4.1饱和流动的等效连续体模型110

5.4.2非饱和流动的等效连续体模型116

5.5裂隙岩体地下水流动的双渗透率模型119

5.6裂隙岩体地下水流动的裂隙网络模型120

5.6.1确定裂隙网络模型120

5.6.2随机裂隙网络模型121

第6章 传热125

6.1热力学基本概念125

6.1.1温度与热125

6.1.2显热126

6.1.3相变与潜热127

6.1.4焓127

6.1.5熵128

6.1.6热力学定律128

6.2流体传热的控制微分方程129

6.2.1拉格朗日法推导流体传热的控制微分方程130

6.2.2欧拉法推导流体传热的控制微分方程131

6.3地下水流动-传热机制132

6.4地下水流动-传热的控制微分方程与定解条件134

6.4.1控制微分方程134

6.4.2初始条件与边界条件136

6.4.3求解过程137

6.5单裂隙岩体地下水流动-传热的解析解137

6.5.1有填充单裂隙岩体地下水流动-传热137

6.5.2无填充单裂隙岩体地下水流动-传热139

6.6稀疏裂隙岩体地下水流动-传热的拉普拉斯变换-格林函数法半解析解141

6.6.1单裂隙岩体地下水流动-传热141

6.6.2分布热源作用下稀疏裂隙岩体地下水流动-传热146

6.7水-气两相流动与传热耦合的控制积分方程151

第7章 溶质运移153

7.1地下水溶质运移的物理机制153

7.1.1流移153

7.1.2分子扩散154

7.1.3流散155

7.2地下水溶质运移的控制微分方程与定解条件157

7.2.1控制微分方程157

7.2.2初始条件与边界条件158

7.3岩土的溶质流散系数张量与流散率161

7.4化学反应对溶质运移的影响164

7.4.1影响方式164

7.4.2平衡态吸附/解吸附对溶质运移的影响165

7.4.3一阶化学反应——衰变对溶质运移的影响166

7.5孔隙水稳态均匀流动-溶质运移的解析解167

7.5.1一维稳态流动——弥散167

7.5.2稳态均匀流——二维弥散（瞬时面域溶质源）169

7.5.3稳态均匀流——三维弥散（瞬时体域溶质源）169

7.6裂隙水稳态均匀流动——溶质运移的解析解169

第8章 数值解法173

8.1数值离散与数值解法要点173

8.2有限差分法176

8.2.1差分的定义176

8.2.2差分格式与计算稳定性177

8.2.3数值弥散180

8.3有限单元法183

8.3.1有限元方程的建立过程（伽辽金法）183

8.3.2饱和孔隙水流动的有限元方程188

8.3.3非饱和孔隙水流动的有限元方程191

8.3.4溶质运移的有限元方程192

8.3.5单元矩阵的计算方法193

8.4积分方程的有限差分法196

8.5边界单元法198

8.5.1边界单元法的特点与求解过程198

8.5.2瞬态问题的处理方法201

8.5.3均质各向异性问题的处理方法203

8.5.4非均质问题的处理方法204

第9章 参数估计方法205

9.1岩土物理力学参数的分类205

9.2参量模型207

9.2.1参量模型的分类207

9.2.2随机场的定义209

9.2.3遍历型随机场209

9.2.4平稳型随机场210

9.3参数的平均值211

9.3.1参数平均值的类型与特点211

9.3.2复合地层的平均渗透系数213

9.4参数估计方法的分类214

9.5参数估计的逆分析法216

9.6参量估计的普通统计法219

9.6.1表征单元概率模型的普通统计法219

9.6.2随机场模型的普通统计法220

9.7参量估计的地质统计法221

9.7.1地质统计法——Kriging的一般格式221

9.7.2二阶平稳随机场的 Kriging估计222

9.7.3本征随机场的Kriging估计224

9.7.4半变差函数的确定方法与基本特征226

9.7.5 Kriging估计的特征229

第10章 参数不确定性分析方法231

10.1参数的概率模型231

10.2随机微分方程模型与求解方法234

10.2.1谱方法求解235

10.2.2摄动法求解238

10.3可靠度模型239

10.4随机抽样法242

10.4.1参数模型与随机参数生成方法242

10.4.2蒙特卡罗法及其变种248

10.5近似极限状态法250

10.5.1一阶二次矩法250

10.5.2一阶可靠度法251

附录254

附录A张量与积分定理254

A.1指标符号约定与张量的定义254

A.2张量代数254

A.3张量的梯度、散度和旋度255

A.4各向同性张量256

A.5二阶对称张量的特征向量与特征值256

A.6积分定理——张量形式256

附录B向量恒等式与积分定理257

B.1向量恒等式257

B.2积分定理——向量形式257

附录C泰斯公式的推导258

附录D二维稳态流动的复变势函数理论与水下地层（或高位潜水层）——隧洞排水流动解析解的推导263

D.1二维稳态流动的复变势函数理论263

D.2水下地层（或高位潜水层）——隧洞排水流动解析解的推导266

附录E单裂隙岩体流动——传热解析解的推导271

附录F一维溶质运移方程——第一类溶质源边界条件问题解析解的推导273

附录G格林函数277

G.1基本概念277

G.2二维拉普拉斯算子的格林函数278

G.3三维拉普拉斯算子的格林函数279

G.4二维变型亥姆霍兹算子的格林函数279

G.5三维变型海姆霍兹算子的格林函数280

G.6扩散方程的格林函数280

参考书目282