土力学的认识

摘 要：远在古代，由于生产和生活上的需要，人们已懂得利用土来进行工程建设。例如中国很早就修建了万里长城、大运河、灵渠和大型宫殿等伟大建筑物；古埃及和巴比伦也修建了不少农田水利工程；古罗马的桥梁工程和腓尼基的海港工程也都具有重要意义。由于社会生产发展水平和技术条件的限制，发展极慢。直到18世纪中叶，土力学这门学科仍停留在感性认识阶段。

关键词：土；建筑物；土力学

中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）13-009-01

由于土的性质是极其复杂的，因而理论的发展是艰难的。关于土的理论，经过不少学者的艰辛研究和探讨，已取得不少成果，但进一步的发展还远没有结束。我认为，土力学的发展少不了三样法宝：理论、试验、计算机。作为当今科技的驱动器，计算机是不可或缺的，发展数值分析是土力学的一个研究方向。数学是一切自然学科的基石，数学的发展必将促进土力学的发展，作为一个工程师，扎实的数学功底是其巨大的优势。天然土是复杂的，不可能按某种配方将其制作出来，因此数值模拟和理论分析不能解决所有问题，试验对土力学的发展是必不可少的，是相当重要的，经不起实验检验的理论，即使再完美也是没有任何实际工程意义的。只有合理利用这三样法宝，土力学才能走得更远。

一、土力学的发展史

岩土力学自创建以来，其基本理论研究一直作为研究工作的重要基础。先后开展了土的强度理论、极限平衡的极值理论、土坡稳定变形理论的研究；七十年代在国内最早开展土体本构关系研究，提出了著名的南水模型、沈珠江双屈服面弹塑性模型，与国外的 模型相比，能够反映土体的剪胀性与弹塑性，与剑桥大学模型相比，模型参数简单，不需要特殊的实验。其中沈珠江双屈服面弹塑性模型成为中国人编制的、应用最为广泛的模型之一。曾获得水利部科技进步一等奖。近年来开展了如砂土应力应变模型研究、土体损伤理论研究、非饱和土理论研究、土体逐渐破损理论研究、土石料浸水变形研究、多雨地区边坡稳定性等多个新课题的研究，提出了大量卓有成效的研究成果。

远在古代，由于生产和生活上的需要，人们已懂得利用土来进行工程建设。例如中国很早就修建了万里长城、大运河、灵渠和大型宫殿等伟大建筑物；古埃及和巴比伦也修建了不少农田水利工程；古罗马的桥梁工程和腓尼基的海港工程也都具有重要意义。由于社会生产发展水平和技术条件的限制，发展极慢。直到18世纪中叶，这门学科仍停留在感性认识阶段。

二、土力学数值应用

土工数值计算方法方面，早在七十年代就在国内率先开展土石坝数值计算的研究工作，先后提出了非线性弹性模型与双屈服面弹塑性模型，开发了TOSS―土石坝总应力法应力应变分析计算程序，BISS―土石坝比奥理论有效应力法应力应变及固结分析计算程序、TOSS3D―土石坝三维静力和动力分析通用程序、EFESD―土工建筑物有效应力法地震反应计算程序等十八个土工计算专用程序，上述几个程序已在国内广泛推广应用。在80年代初就采用有效应力分析方法分析了唐山大地震、密云水库的滑坡机理，在国内外处于领先水平。长期以来，本学科非常重视土工试验与测试技术的研究，取得了丰富的成果。早在五、六十年代就进行土工试验方法的研究，完成了大量的室内外土工试验，结合治淮工程建设，发挥部级科研机构的作用，先后举办了四期土工试验学习班，为全国许多部属、省属的勘测、设计、科研单位培养了岩土工程技术骨干，并编制了水利电力部《土工试验规程》SD128-84及国家标准《土工试验方法标准》GBJ123-86，具有相当高的社会效益。离心模型试验技术是近二、三十来迅速发展的土工新技术，由于离心模型试验可以准确地满足重力相似要求，对于研究与应力水平相关的岩土工程建筑物来讲，土工离心模型试验具有一般物理模型试验所无法比拟的优越性。二十年来，我国运用这项技术进行了吉林 、宜兴抽水蓄能、瀑布沟、西北口、黑孜、羊毛湾、小干沟等水利、水电工程，岳阳电厂灰坝、都龙锡矿尾矿坝、深圳五湾、赤湾码头、湛江港、天津港防波堤、长江口工程、洋山港工程、营口鲅鱼圈码头，沪宁高速公路、成渝高速公路，上海炼油厂和南京炼油厂油罐、上海宝钢长江岸坡、京九铁路与苏通长江大桥等多项工程的模型试验研究，为这些工程的优化设计、方案比选、破坏原因分析等提供了充分的技术依据。

三、土力学发展趋势

我认为，土力学的发展少不了三样法宝：理论、试验、计算机。作为当今科技的驱动器，计算机是不可或缺的，发展数值分析是土力学的一个研究方向。数学是一切自然学科的基石，数学的发展必将促进土力学的发展，作为一个工程师，扎实的数学功底是其巨大的优势。天然土是复杂的，不可能按某种配方将其制作出来，因此数值模拟和理论分析不能解决所有问题，试验对土力学的发展是必不可少的，是相当重要的，经不起实验检验的理论，即使再完美也是没有任何实际工程意义的。只有合理利用这三样法宝，土力学才能走得更远。

四、结束语：

高大建筑物p核电站以及近海石油探采平台等世界性地兴建o不断对土力学提出更高的要求。裂隙对土体力学性能的控制性p非线性应力-应变的本构关系以及新的测试技术和设备等方面的研究将会有新的进展。

参考文献：

[1] 土力学.清华大学出版社.

[2] 土力学.中国建筑工业出版社.

[3] 土力学（清华大学土木工程系列教材）.清华大学出版社