资源描述：
《土力学学科发展的现状与展望_殷宗泽》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第1期河海大学学报Vol127No.11999年1月JOURNALOFHOHAIUNIVERSITYJan11999土力学学科发展的现状与展望殷宗泽(河海大学土木工程学院南京210098)摘要分析了土力学学科发展的现状,讨论了今后发展的趋势,对于主要几个研究领域中比较成熟的部分和比较活跃的部分进行了分析,提出了如何发展土力学学科的看法.关键词土力学;土体的变形与稳定;非饱和土;环境土工;地基加固中图号TU431925年太沙基出版了世界上第一本土力学专著,从而开创了一门新的学科.70多年来,这门学科
2、蓬勃发展,形成了完整的理论体系,并在工程实践中发挥了重大作用.现代的建筑工程愈来愈多样化、复杂化、大型化.房屋从一般楼房发展到多层、高层、超高层;交通设施由普通公路、铁路发展为高速公路、高速铁路;土石坝的高度已由几十米发展到百米级、二百米级,乃至三百米级;桥梁、码头、机场也愈来愈大;此外还有大型的地下工程.这些都对土力学学科提出了更高的要求,从而大大刺激了学科的迅速发展.土力学所要回答的两大基本问题仍然是土体的变形和稳定.不过,复杂的工程问题所要回答的不再是一维竖向变形,以及沿给定面上的抗剪强度,而是要考
3、虑各种因素对变形和稳定的影响,譬如荷载的多维性、荷载随时间的变化、重复荷载、振动荷载,地层条件和边界形状的复杂性,土体类型和结构的复杂性,饱和程度的变化,物理状态的变化,渗流和孔隙压力的存在,土与结构的相互作用,时间、温度等因素的作用等等.这引出了土力学学科许多领域,如土体本构理论、强度理论、固结理论、流变理论、非饱和土力学理论、土压力理论、边坡稳定和地基承载力理论、土动力学、环境土力学、地基加固的方法与理论等.土力学的这些领域在21世纪都要发展,都会发展,而且各领域是互相联系、互相影响的,不可偏废.但也
4、要承认,发展是不平衡的,有些领域会相对地比较稳定,有些则可能会有突破性发展.分清哪些领域有较大发展余地,即所谓发展前沿领域,哪些相对稳定,对于我们确定今后的研究工作重点是很有必要的.所谓前沿领域,须具备两个条件:(a)有重要的学术意义和工程实用价值,在该领域的突破能推动学科的发展,并在工程中发挥重大效益;(b)当前在理论上还不够成熟,有突破的可能性.有些理论已经相当成熟了,就很难有新的突破,如数学中的微积分,力学中的理论力学等.同样,土力学中也存在相对较成熟的领域,只是由于土的复杂性以及土力学还比较年轻,
5、至今还没有哪一个学科领域成熟到能与微积分学相比的地步.正是由于年轻,土力学中的许多学科领域还不成熟,还有较大发展余地.研究工作的重点自然应该放在那些相对地不太成熟的领域和课题上.因此,分清哪些相对成熟,哪些有较大发展余地很有必要.本文拟对此作粗浅的讨论.文中没有覆盖土力学学科的全部领域,笔者了解较少不敢妄加评论的内容没有列入.1土工测试土体力学规律不是凭空想出来的,它依据试验,包括室内和现场试验,又可分样品试验和模型试验.样品试验,无论试样大小,都只能代表土体中的一个点.一个点在各种状态下的性能由试验给出
6、,再用数学方法给出土体中各点所处的状态(受力、变形、渗流),则总体规律可得.模型试验是一个缩小了的总体,仍然要通过某种方法推广到原型总体.而现场观测是对实在总体作直接研究,也是一种1∶1的模型试验.各种试验方法收稿日期:19981111作者简介:殷宗泽,男,教授,博士生导师,岩土工程专业,主要从事土力学研究.2河海大学学报1999年1月有各自的特色和相互无法代替的用处,这就决定了它们需要全面发展.当前,土工测试的上述各方面都有了很大发展.土体的物理力学性质、微观结构等的试验仪器和方法逐步成熟.尤其三轴仪,
7、除了普通三轴仪外,还发展了应力路径三轴仪、K0固结三轴仪、非饱和土三轴仪、真三轴仪、高压三轴仪、大型三轴仪、动三轴仪、共振柱三轴仪等,成为土体力学特性试验的主要设备.模型试验已发展了静力模型、动力模型、渗透力模型、离心模型等.现场试验和现场观测设备和方法已经多样化.但是,当前的测试技术只适应当前的学科水平.在新世纪土力学学科要发展,还必须发展实验技术.土力学是一门实验性很强的学科,离开了实验和测试就无法发展.另一方面,土工试验如果离开了理论的指导,也就失去了意义.二者是相辅相成的.有些试验设备和试验方法是
8、在理论指导下提出的,例如三轴仪剪切试验,就依据了库仑摩尔强度理论,没有这种理论是想不出三轴仪的;有些理论又是在现有试验设备和方法的基础上产生的,如邓肯双曲线模型就是利用了现有的三轴仪所作的应力应变关系曲线.土工测试技术的发展须与土力学理论的发展紧密配合,要特别重视新仪器、新方法的研究.新理论的产生,起初只是一些设想,要证明设想符合实际必须通过试验.于是,研制新仪器,提出新的试验方法,用试验证实了设想,则设想就上升为理论,或者通
