浅谈土力学的发展过程及发展趋势

浅谈土力学的发展过程及发展趋势

摘要:本文主要介绍了土力学的发展过程以及未来的发展趋势。通过查找相关资料,简要总结了土力学的发展历史,同时分析了土力学发展的现状，提出了土力学未来的发展趋势。关键词：土力学发展过程趋势

一、引言

随着城市建设的发展，随着人们生活质量的提升，人类对居住环境的要求越来越高。随着城市范围的扩大，城市建设用地越来越紧张，迫使人类不得不向高空、向地下、向沟塘或废墟上发展。这样就必然促使人们对土有更深的了解，对土工处理技术的质量、方法、效益要求越来越严格，无论是地基处理技术还是边坡支护技术以及土坡突破治理技术等都要有新的发展。

二、发展过程

早在新石器时代，人类已建造原始的地基基础，西安市半坡村遗址的土台和石础即为一例。公元前2世纪修建的万里长城，后来修建的南北大运河、黄河大堤以及宏伟的宫殿、寺庙、宝塔等建筑，都有坚固的地基基础，经历地震强风考验，留存至今。隋唐修建的河北省赵州桥，为世界最早最长的石拱桥，全桥仅一孔石拱横越洨河，净跨达37.02m。此石拱桥两端主拱肩部设有两对小拱，结构合理，造型美观，节料减重，简化桥台，增加稳定性，桥宽8.4m，桥下通航，桥上行车。桥台位于粉土天然地基上，基地压力达500-600kpa，从1390年以来沉降与位移甚微，至今安然无恙。公元989年建造开封开宝寺木塔时，预见塔基土质不均会引起不均匀沉降，施工时特意做成倾斜，待沉降稳定后塔身正好竖直。此外，在西北地区黄土中大量建窑洞，以及采用料石基垫、灰土地基等，积累了丰富的地基处理经验。

18世纪中期以前﹐人类的建筑工程实践主要是根据建筑者的经验进行的。18世纪中叶至20世纪初期﹐工程建筑事业迅猛发展﹐许多学者相继总结前人和自己实践经验﹐发表了迄今仍然行之有效的﹑多方面的重要研究成果。例如1773年法国科学家库仑发表了土压力滑动楔体理论;1776年库仑根据一系列土的强度试验创立了著名的土的抗剪强度库仑定律﹔1856年法国的达西在研究水在砂土中渗透的基础上提出了著名线性渗透定律﹔1857年英国的朗肯分析半无限空间土体在自重作用下达到极限平衡状态时的应力条件﹐提出了另一

著名的土压力理论﹐与库仑理论一起构成了古典土压力理论﹔1885年法国的布辛奈斯克提出的半无限弹性体中应力分布的计算公式﹐成为地基土体中应力分布的重要计算方法﹔1900年德国的莫尔提出了至今仍广泛应用的土的强度理论﹔19世纪末至20世纪初期瑞典的A.M.阿特贝里提出了黏性土的塑性界限和按塑性指数的分类﹐至今仍在实践中广泛应用。1925年奥地利的太沙基出版了世界上第一部《土力学》﹐是土力学作为一个完整﹑独立学科已经形成的重要标志﹐在此专著中﹐他提出了著名的有效应力原理及渗透固结理论。此後﹐在土的基本性质和动力特性﹑固结理论和强度理论的研究﹐流变理论的应用﹐土体稳定性分析方法以及试验技术和设备等方面都有很大的发展﹐使土力学得到进一步的完善和提高。1936年第一届国际土力学及基础工程会议，为了总结和交流世界各国的理论和经验，每隔四年召开一次此会议; 1949 年国内土力学研究兴起。

三、发展趋势

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。目前，已经能够模拟、计算三维复杂条件下的许多工程问题，表明本学科进入了一个新时期。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。其次研究方法手段的大大提高也能为土力学理论研究和地基加固提供良好的条件，目前各国已经研制成功多种多样的工程勘察、试验与地基处理的新设备。

近年来，世界各国超高大坝、超高层建筑、地下空间开发、矿山深井建设、核电站、越江越海隧道、巨型电站、南水北调等巨型工程的兴建，还有地震、山体滑坡等﹐不断对土力学提出更高的要求，大大促进土力学进一步发展。裂隙对土体力学性能的控制性﹑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。

四、结论

土力学作为独立的学科，已有 70 年的历史.70 年对一门学科的发展来说，犹如早晨八九点钟的太阳，正处在蓬勃发展的阶段. 土体十分复杂，这给土力学学科的发展增加了难度，

也提供了宽阔的余地. 土力学学科中已有些成熟的理论，但更多的是不完善、不成熟，大部分领域都有值得深入研究的课题. 随着科学技术的飞速发展，预期在新的世纪土力学学科也必将出现多方面的重大突破。