关于我国岩土力学发展现状和动向的探讨

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1、关于我国岩土力学发展现状和动向的探讨：引入岩土力学定义，分别在计算方面和建立模型方面探讨了我国目前岩土力学的发展状况和提出发展中遇到的问题，通过举例说明各模型优缺点，并提出有效的解决措施。最后规划了我国岩土力学的动向发展。　　关键词：岩土力学、几何分形、模型、岩土　　RockandSoilMechanicsonourdevelopmentstatusandtrendsof　　QinzongxingLimingChenyan　　Abstract:thepaperintroducesthedefinitionofrockandsoilmechanics,respecti

2、velyinthecalculationandmodeloftherockandsoilmechanicsdevelopmentconditionandthepresentproblemsindevelopment,illustratestheadvantagesanddisadvantagesofeachmodel,andputforeasures.Thefinalplannedourcountryrockandsoilmechanicsofdevelopment.　　Keyechanics,geometrymodel,fractal,rockandsoil　　　

3、　1.引言　　岩土力学课程是土木工程岩土专业的一个分支，它是一门十分重要的技术基础课。它主要包括学习岩土力学的基本理论，知道岩土的物理力学性质、强度变形计算、稳定性分析、挡土墙及基坑围护的设计与计算、地基承载力等岩土力学基本理论与方法。结合有关交通土建、建筑工程、土木工程的理论和施工知识，分析和解决岩体工程及地基基础问题。　　二、我国岩土力学的发展现状　　1、在计算方面　　由于岩土材料比较特殊，那么在研究岩土力学方面就会比较复杂。岩土体本身就是一个复杂的系统，其是多组的和断断续续的。具有不确定性，不规则性和不明确性。目前，我国的岩土力学工倾向于采用理想数学模型和力学

4、模型建立和描述岩土的各类特性，结果往往不是很理想，甚至出现很大偏差。那么，为解决这一现状，为突破创新，新的方法和新的技术是比不可少的。在此，我国也已找到解决方案了，注入了新的研究岩土力学理论的思想。　　分形几何就是研究岩土力学需用的一种新技术，新方法。它的工作原理是研究一个复杂系统的形态、功能等，紧密联系它们间的联系，用维数表表现系统的复杂性。系统与维数值成正比例关系，值越大，系统越复杂。　　分形几何在计算岩土力学中的应用主要包括“定量的对岩土材料结构进行描述，研究调查水如何在岩土中流动，测量岩土材料的强度和分析岩土力学特征”四方面的内容。分形几何又被概括为两个方面

5、，分形图形和维数计算。常用的分形模型有Koch曲线，Cantor集合，Sierpinski地毯和Menger海绵等，如图1-4所示。它们都属于数学分形，它们之间有一定的相似性。同时，分形维数分为六种，相似维数，容量维数，信息维数，关联维数，和广义分形维数。对于不同的分形维数的测量各自有不同的方法，如其中的关联维数是利用关联函数来取得的。　　　　2、在模型应用方面　　从岩土力学的发展史来看，岩土力学的力学模型主要有：弹性模型（胡克体）、黏弹性模型（麦克斯韦体）、弹塑性模型、内蕴时间弹塑性模型和损伤模型。其中弹性模型又分为线性弹性和非线性弹性两方面。由于岩土力学特性是不

6、一样的，根据介质力学理论，建立的模型应有非线性弹性、弹塑性、粘弹塑性和塑性内时模型等。　　当前最常使用的力学模型有两种，非线性弹性模型和南水模型——南京水利科学院非线性模型。　　非线性弹性模型是Duncan和Chang采用Kondner的建议和三轴压缩试验结果，采用变切线弹性模量和变切线体积模量对粘土和砂土进行了模拟，建立了Duancan-Chang模型，其预测结果温和于试验结果。而南水模型将Domaschuk模型加以推广，把剪切曲线变成推广曲线，不仅适用于硬化的岩土，还可以适用于超固结土和岩石等软化岩土。它不但考虑了软硬方面还考虑了膨胀与压缩方面，适用范围非常广泛

7、。　　三、目前岩土力学发展存在的问题和解决措施　　1、在计算方面存在的不足和解决措施　　我国岩土力学水平，还不能够达成使计算误差小于10%的愿望，这还有待努力，但我国正在努力向这个目标靠近。在排除施工因素后，误差控制在50%以内是完全有可能的。计算岩土力学工程还不完善，因为当前的研究只是刚开始，只涉及到很小的一部分，只取得很小的研究成果，我们还当深入到岩土力学的各个领域里。我们要将分形几何理论完全引入岩土力学宏图里，还要加大分维数的探讨和研究，理解岩土力学系统的基本原理和分清明了各空间关系。　　只有对岩土材料有深入认识和了解，我们才能选取合适的计算方法和计算模型