土力学学科发展的现状与展望.pdfVIP

第 27 卷第 1 期 河 海 大 学 学 报 Vol27 No . 1 1999 年 1 月 J OU RNAL OF HOHA I UN IV ERSI T Y J an1999 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 　2 10098) 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 　TU43 1925 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 2 1 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 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 ,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 ,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 :1998 11 11 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