土力學(xué)學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀與展望 - 殷宗澤-

1、收稿日期:19981111作者簡介:殷宗澤,男,教授,博士生導(dǎo)師,巖土工程專業(yè),主要從事土力學(xué)研究.土力學(xué)學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀與展望殷宗澤(河海大學(xué)土木工程學(xué)院南京210098摘要分析了土力學(xué)學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀,討論了今后發(fā)展的趨勢,對于主要幾個(gè)研究領(lǐng)域中比較成熟的部分和比較活躍的部分進(jìn)行了分析,提出了如何發(fā)展土力學(xué)學(xué)科的看法.關(guān)鍵詞土力學(xué);土體的變形與穩(wěn)定;非飽和土;環(huán)境土工;地基加固中圖號(hào)TU431925年太沙基出版了世界上第一本土力學(xué)專著,從而開創(chuàng)了一門新的學(xué)科.70多年來,這門學(xué)科蓬勃發(fā)展,形成了完整的理論體系,并在工程實(shí)踐中發(fā)揮了重大作用.現(xiàn)代的建筑工程愈來愈多樣化、復(fù)雜化、大型化.房屋從一般

2、樓房發(fā)展到多層、高層、超高層;交通設(shè)施由普通公路、鐵路發(fā)展為高速公路、高速鐵路;土石壩的高度已由幾十米發(fā)展到百米級(jí)、二百米級(jí),乃至三百米級(jí);橋梁、碼頭、機(jī)場也愈來愈大;此外還有大型的地下工程.這些都對土力學(xué)學(xué)科提出了更高的要求,從而大大刺激了學(xué)科的迅速發(fā)展.土力學(xué)所要回答的兩大基本問題仍然是土體的變形和穩(wěn)定.不過,復(fù)雜的工程問題所要回答的不再是一維豎向變形,以及沿給定面上的抗剪強(qiáng)度,而是要考慮各種因素對變形和穩(wěn)定的影響,譬如荷載的多維性、荷載隨時(shí)間的變化、重復(fù)荷載、振動(dòng)荷載,地層條件和邊界形狀的復(fù)雜性,土體類型和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,飽和程度的變化,物理狀態(tài)的變化,滲流和孔隙壓力的存在,土與結(jié)構(gòu)的相互

3、作用,時(shí)間、溫度等因素的作用等等.這引出了土力學(xué)學(xué)科許多領(lǐng)域,如土體本構(gòu)理論、強(qiáng)度理論、固結(jié)理論、流變理論、非飽和土力學(xué)理論、土壓力理論、邊坡穩(wěn)定和地基承載力理論、土動(dòng)力學(xué)、環(huán)境土力學(xué)、地基加固的方法與理論等.土力學(xué)的這些領(lǐng)域在21世紀(jì)都要發(fā)展,都會(huì)發(fā)展,而且各領(lǐng)域是互相聯(lián)系、互相影響的,不可偏廢.但也要承認(rèn),發(fā)展是不平衡的,有些領(lǐng)域會(huì)相對地比較穩(wěn)定,有些則可能會(huì)有突破性發(fā)展.分清哪些領(lǐng)域有較大發(fā)展余地,即所謂發(fā)展前沿領(lǐng)域,哪些相對穩(wěn)定,對于我們確定今后的研究工作重點(diǎn)是很有必要的.所謂前沿領(lǐng)域,須具備兩個(gè)條件:(a 有重要的學(xué)術(shù)意義和工程實(shí)用價(jià)值,在該領(lǐng)域的突破能推動(dòng)學(xué)科的發(fā)展,并在工程中發(fā)揮

4、重大效益;(b 當(dāng)前在理論上還不夠成熟,有突破的可能性.有些理論已經(jīng)相當(dāng)成熟了,就很難有新的突破,如數(shù)學(xué)中的微積分,力學(xué)中的理論力學(xué)等.同樣,土力學(xué)中也存在相對較成熟的領(lǐng)域,只是由于土的復(fù)雜性以及土力學(xué)還比較年輕,至今還沒有哪一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域成熟到能與微積分學(xué)相比的地步.正是由于年輕,土力學(xué)中的許多學(xué)科領(lǐng)域還不成熟,還有較大發(fā)展余地.研究工作的重點(diǎn)自然應(yīng)該放在那些相對地不太成熟的領(lǐng)域和課題上.因此,分清哪些相對成熟,哪些有較大發(fā)展余地很有必要.本文擬對此作粗淺的討論.文中沒有覆蓋土力學(xué)學(xué)科的全部領(lǐng)域,筆者了解較少不敢妄加評(píng)論的內(nèi)容沒有列入.1土工測試土體力學(xué)規(guī)律不是憑空想出來的,它依據(jù)試驗(yàn),包括室

5、內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn),又可分樣品試驗(yàn)和模型試驗(yàn).樣品試驗(yàn),無論試樣大小,都只能代表土體中的一個(gè)點(diǎn).一個(gè)點(diǎn)在各種狀態(tài)下的性能由試驗(yàn)給出,再用數(shù)學(xué)方法給出土體中各點(diǎn)所處的狀態(tài)(受力、變形、滲流,則總體規(guī)律可得.模型試驗(yàn)是一個(gè)縮小了的總體,仍然要通過某種方法推廣到原型總體.而現(xiàn)場觀測是對實(shí)在總體作直接研究,也是一種11的模型試驗(yàn).各種試驗(yàn)方法第27卷第1期1999年1月河海大學(xué)學(xué)報(bào)JOURNAL OF HOHAI UN IV ERSIT Y Vol 127No.1Jan 119992河海大學(xué)學(xué)報(bào)1999年1月有各自的特色和相互無法代替的用處,這就決定了它們需要全面發(fā)展.當(dāng)前,土工測試的上述各方面都有了很大發(fā)

6、展.土體的物理力學(xué)性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)等的試驗(yàn)儀器和方法逐步成熟.尤其三軸儀,除了普通三軸儀外,還發(fā)展了應(yīng)力路徑三軸儀、K0固結(jié)三軸儀、非飽和土三軸儀、真三軸儀、高壓三軸儀、大型三軸儀、動(dòng)三軸儀、共振柱三軸儀等,成為土體力學(xué)特性試驗(yàn)的主要設(shè)備.模型試驗(yàn)已發(fā)展了靜力模型、動(dòng)力模型、滲透力模型、離心模型等.現(xiàn)場試驗(yàn)和現(xiàn)場觀測設(shè)備和方法已經(jīng)多樣化.但是,當(dāng)前的測試技術(shù)只適應(yīng)當(dāng)前的學(xué)科水平.在新世紀(jì)土力學(xué)學(xué)科要發(fā)展,還必須發(fā)展實(shí)驗(yàn)技術(shù).土力學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科,離開了實(shí)驗(yàn)和測試就無法發(fā)展.另一方面,土工試驗(yàn)如果離開了理論的指導(dǎo),也就失去了意義.二者是相輔相成的.有些試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法是在理論指導(dǎo)下提出的

7、,例如三軸儀剪切試驗(yàn),就依據(jù)了庫侖摩爾強(qiáng)度理論,沒有這種理論是想不出三軸儀的;有些理論又是在現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)備和方法的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,如鄧肯雙曲線模型就是利用了現(xiàn)有的三軸儀所作的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線.土工測試技術(shù)的發(fā)展須與土力學(xué)理論的發(fā)展緊密配合,要特別重視新儀器、新方法的研究.新理論的產(chǎn)生,起初只是一些設(shè)想,要證明設(shè)想符合實(shí)際必須通過試驗(yàn).于是,研制新儀器,提出新的試驗(yàn)方法,用試驗(yàn)證實(shí)了設(shè)想,則設(shè)想就上升為理論,或者通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了新的規(guī)律,就總結(jié)出了理論.我們無法預(yù)知下一世紀(jì)會(huì)出現(xiàn)哪些新儀器、新方法,但可以肯定土工測試領(lǐng)域必定有新的重大發(fā)展,因?yàn)橥亮W(xué)理論的發(fā)展是與其同步的.2固結(jié)理論可以說飽和土的固結(jié)

8、理論已經(jīng)成熟.太沙基把土體的壓密與滲透結(jié)合起來,推導(dǎo)了一維的固結(jié)微分方程.它恰當(dāng)?shù)胤从沉送馏w固結(jié)的機(jī)理.在一維條件下,它是精確的1.依據(jù)該微分方程,已經(jīng)給出了各種實(shí)用情況下的解析解,包括邊界的透水與不透水、荷載隨時(shí)間線性增加、雙層土地基、土層厚度隨時(shí)間變化等2,還可以反映簡單的非線性固結(jié)問題.對于較復(fù)雜的邊界條件、加荷條件,可用有限元或差分法求解.二維和三維固結(jié)問題,比奧固結(jié)理論是嚴(yán)格的.它不僅能解出孔壓分布,而且也給出位移場.用有限元法求解,可以考慮任何復(fù)雜的邊界條件、荷載條件、土層情況,還可反映土體應(yīng)力應(yīng)變非線性、彈塑性和骨架的流變3.應(yīng)該說,飽和土的現(xiàn)有固結(jié)理論是比較完善的,無論在機(jī)理上

9、,還是在各種類型實(shí)際問題的應(yīng)用上,都已經(jīng)不存在障礙,落后于實(shí)際的只是參數(shù)確定.不少工程的固結(jié)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際量測結(jié)果有相當(dāng)?shù)牟顒e,就在于參數(shù)確定不那么符合實(shí)踐.這方面的改進(jìn),還值得研究.至于非飽和土固結(jié),雖然已經(jīng)有不少成果,但是還不成熟.有些在建立方程時(shí)考慮的因素較全面4,5,但解題復(fù)雜,難以實(shí)用;有些作了簡化6,7,但又不全面.目前還沒有形成公認(rèn)的非飽和土固結(jié)理論,而且初始條件和邊界條件的確定也是個(gè)棘手的問題.非飽和土固結(jié)理論及其實(shí)際應(yīng)用還有一個(gè)較長的研究過程.3土坡與地基穩(wěn)定性自從弗倫紐斯提出圓弧滑動(dòng)法以來,已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)十種土坡穩(wěn)定分析的方法,包括極限平衡的方法、極限分析方法、有限元法等.其

10、中摩根斯坦的方法、陳祖煜修正的方法以及楊布方法,都較完善地處理了力的平衡關(guān)系,且可考慮任意形狀滑面.孫君實(shí)從極限分析和模糊極值理論建立了穩(wěn)定分析方法,其計(jì)算結(jié)果與摩根斯坦的也很接近1.不少研究表明,滿足總體平衡幾個(gè)條件的方法,不管作了什么樣的補(bǔ)充假定,其計(jì)算結(jié)果都比較接近,誤差不超過5%,即使簡化畢肖普法誤差也不大8,9.可以說,計(jì)算土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的方法已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的精度,而且其上限、下限也已能估計(jì)出來,再作什么改進(jìn)也不會(huì)有質(zhì)的飛躍了.地基穩(wěn)定分析從極限平衡出發(fā)建立的公式已不下十余個(gè),包括朗肯、普朗特爾、太沙基、邁耶霍夫、漢森、魏錫克、別列贊采夫、索科洛夫斯基等1,10.所考慮的因素逐步

11、全面,方法已趨成熟,不過不像土坡穩(wěn)定分析那么有把握.關(guān)于土坡和地基穩(wěn)定的問題從可靠度方面來研究還沒有達(dá)到實(shí)用化的程度,還不夠成熟11.考慮復(fù)雜因素的計(jì)算也有待改進(jìn).譬如,膨脹土邊坡和地基的穩(wěn)定性;有加強(qiáng)體(如土工織物存在時(shí)的穩(wěn)定性,滑動(dòng)面為空間曲面的情況.有動(dòng)力荷載下的情況.滑動(dòng)從軟弱區(qū)開始逐步擴(kuò)展的情況以及考慮蠕變的穩(wěn)定性等等.在穩(wěn)定分析中一個(gè)極其普遍而實(shí)際的問題是強(qiáng)度指標(biāo)的選用.不管快剪還是固結(jié)快剪指標(biāo),拿到什么用什么顯然是不合適的.指標(biāo)對安全系數(shù)的影響實(shí)際上比計(jì)算方法的影響更大,是值得重視的.4土體的強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系土體的強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系是土體的基本力學(xué)性質(zhì),兩者又是緊密相聯(lián)系的.講應(yīng)力應(yīng)變

12、關(guān)系不能不涉及強(qiáng)度,有人從廣義的角度來談本構(gòu)關(guān)系,也包含強(qiáng)度.因此,這里將兩者放在一起討論.關(guān)于土體的變形,起初人們只注意到豎向變形,即沉降.大學(xué)教材中至今也只講沉降.對于建筑物較小、地基條件不復(fù)雜的情況,確實(shí)只要考慮豎向變形就行了.然而,隨著建筑的多樣化、大型化、復(fù)雜化,不考慮側(cè)向變形就難以正確設(shè)計(jì)建筑物.以土壩為例,過去壩較低,二三十米,以均質(zhì)壩為主,只要邊坡穩(wěn)定就行.估計(jì)一下沉降量僅僅為了知道要補(bǔ)充多少填土的方量.現(xiàn)在是百米乃至二百米高土石壩,不再是均質(zhì)的,常設(shè)有混凝土防滲墻,壩產(chǎn)生多大水平位移,防滲墻能否適應(yīng)這樣的水平位移,就成了設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題.因此,必須要考慮二維乃至三維的變形,這

13、就要求發(fā)展土體的本構(gòu)模型理論.30多年來,已經(jīng)出現(xiàn)了上百個(gè)模型,彈性非線性的、彈塑性的.其中應(yīng)用較廣的有雙曲線模型12、修正劍橋模型13,我國學(xué)者提出的橢圓拋物雙屈服面模型14,南水模型15、清華模型23等也都有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用.動(dòng)力本構(gòu)模型中邊界面模型受到了較多關(guān)注.之所以出現(xiàn)這樣多的模型,一是反映了問題的復(fù)雜性、困難性,現(xiàn)有的模型總存在這樣那樣的問題,人們不滿意,才想出各種各樣的方法去改進(jìn),提出新模型;二是說明了問題的重要性,引得眾多學(xué)者不遺余力地去研究.在出現(xiàn)上百個(gè)模型后,近年來本構(gòu)關(guān)系的研究似乎稍冷,但新的研究熱在下一世紀(jì)還會(huì)出現(xiàn),因?yàn)檫€沒有找到大家普遍接受的既實(shí)用又較完善的模型,而且土體變

14、形規(guī)律也還沒有完全揭示出來.土體的強(qiáng)度決定于應(yīng)力狀態(tài).庫侖建立了給定面上抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力間的關(guān)系,后來引入摩爾圓理論,可以考慮大小主應(yīng)力對強(qiáng)度的影響.為了反映中主應(yīng)力的影響,又推廣到應(yīng)力空間內(nèi)的破壞面,提出廣義米塞斯準(zhǔn)則、拉德準(zhǔn)則、松崗元準(zhǔn)則等1.影響強(qiáng)度的另一重要因素是孔隙水壓力,提出了有效應(yīng)力法、總應(yīng)力法就是考慮到這一因素.此外,強(qiáng)度還受到土結(jié)構(gòu)性、超固結(jié)比、孔隙比、含水量、荷載性質(zhì)、荷載歷史、加荷速率等多種因素影響.對此,本世紀(jì)已有了廣泛的研究,但并未完全弄清.穩(wěn)定分析和土壓力計(jì)算有時(shí)誤差較大,實(shí)際上還是因?yàn)閺?qiáng)度的確定不準(zhǔn)確.無論強(qiáng)度還是變形,對于軟粘土來說,都隨時(shí)間而變,這就是流變.

15、流變理論應(yīng)用于土力學(xué),揭示了地基變形長期不能穩(wěn)定、土坡在長期使用后滑動(dòng)的原因,給出了強(qiáng)度和變形規(guī)律的定量描述.土體的流變問題仍有待深入研究16.土體強(qiáng)度和變形的宏觀規(guī)律是與其微觀結(jié)構(gòu)直接相關(guān)的,通過微觀的試驗(yàn)研究,可以更清楚地認(rèn)識(shí)宏觀規(guī)律的機(jī)理,從而可以更準(zhǔn)確地把握宏觀規(guī)律.這一方面的研究國內(nèi)外均有進(jìn)展,但受儀器設(shè)備的限制,尚不普遍.微觀與宏觀的有機(jī)結(jié)合有可能使土體力學(xué)特性的研究走上新的臺(tái)階.動(dòng)荷載作用下的變形、強(qiáng)度以及液化的規(guī)律,比靜荷載作用下的更復(fù)雜,更難把握,因而也就更不成熟,更有發(fā)展余地.有限元法解動(dòng)力問題以及動(dòng)力試驗(yàn)的發(fā)展使土動(dòng)力學(xué)的研究開創(chuàng)了新局面,也為其深化提出了新的課題.土體強(qiáng)

16、度和變形的研究可以說貫穿于土力學(xué)的全部發(fā)展史.這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)入了成熟階段,才可以說土力學(xué)進(jìn)入成熟階段.到目前為止,它依然是學(xué)科前沿的重要領(lǐng)域.5土工數(shù)值計(jì)算及數(shù)學(xué)分析方法土體中的問題是復(fù)雜的,成層、各向異性、非線性、復(fù)雜邊界條件、復(fù)雜加荷條件、涉及土與水的共同作用、涉及土與結(jié)構(gòu)的共同作用,求解析解要作很多簡化假定,實(shí)際上是不精確的.隨著電算技術(shù)的發(fā)展,用數(shù)值方法解復(fù)雜問題成為可能,就使土工數(shù)值計(jì)算成為一個(gè)新的領(lǐng)域迅速發(fā)展.數(shù)值解也有若干方法,其中有限元法最為優(yōu)越.自1966年首次用于土壩非線性應(yīng)力變形分析以來,已迅速應(yīng)用于土力學(xué)的各領(lǐng)域,包括樁基礎(chǔ)、復(fù)合地基、擋土結(jié)構(gòu)、地下工程、固結(jié)問題、流變問題

17、、動(dòng)力問題、膨脹土的變形、黃土的濕陷等.土力學(xué)中的計(jì)算問題差不多都可以用它.它也確實(shí)能解決許多用傳統(tǒng)計(jì)算方法無法解決的問題17.土工數(shù)值分析,是把數(shù)值方法應(yīng)用于土力學(xué),解決土工中所遇到的一些特殊問題.現(xiàn)在有些問題已經(jīng)得到了解決,如土體的非線性、變形與滲流的耦合、土壩施工逐級(jí)加荷、深基坑開挖、土與結(jié)構(gòu)的共同作用等;有些問題雖然作了近似的數(shù)值模擬,但還不令人滿意,如土體浸水變形、接觸面的變形、樁基礎(chǔ)、加筋土、隧道的3第27卷第1期殷宗澤土力學(xué)學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀與展望4河海大學(xué)學(xué)報(bào)1999年1月盾構(gòu)施工等.用非線性有限元法解決土工問題還有許多工作要做.除了數(shù)值分析而外,還有許多數(shù)學(xué)方法近年來被用于土工分

18、析.其中有重大影響的是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,從而形成了土工可靠度分析的新領(lǐng)域.土工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在大量的不確定性因素,長期使用安全系數(shù)籠統(tǒng)地處理眾多不確定性.而許可安全因數(shù)的取值又主要憑經(jīng)驗(yàn),有一定盲目性.60年代末,概率統(tǒng)計(jì)方法開始引入土工設(shè)計(jì),開辟了一種處理土工不確定性的新方法.這種方法正逐步被工程界接受,并部分地被引入規(guī)范.但這一領(lǐng)域還不成熟,還有很大發(fā)展余地.此外,在土工中得到應(yīng)用的數(shù)學(xué)方法還有模糊數(shù)學(xué)、優(yōu)選法、分形幾何、反分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色系統(tǒng)等.其中有些涉及面稍大,有些涉及面較小.數(shù)學(xué)方法為解決復(fù)雜的土工問題提供了工具,還將得到進(jìn)一步的深化.6非飽和土力學(xué)理論傳統(tǒng)土力學(xué)理論是解決飽

19、和土問題的,試驗(yàn)方法針對飽和土,所得出的規(guī)律也主要適用于飽和土.工程中遇到的大量非飽和土問題是近似地用飽和土的方法處理的.但有些土在飽和前后力學(xué)性質(zhì)有很大變化,如膨脹土浸水后體積膨脹,黃土浸水后體積收縮,它們的強(qiáng)度在浸水后都降低,用飽和土的方法難以反映由非飽和到飽和所引起的力學(xué)性質(zhì)的變化.于是非飽和理論提出來了,引入吸力解釋了許多現(xiàn)象,揭示了一些規(guī)律.以Fredlund18理論為代表,形成了較完整的非飽和土理論體系.我國學(xué)者在非飽和土理論方面也做了大量的研究,取得顯著成就.但非飽和土理論畢竟較年輕,許多規(guī)律有待進(jìn)一步揭示,成為新的研究熱點(diǎn)是無疑的.7環(huán)境土力學(xué)隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展以及城市的發(fā)展

20、,環(huán)境問題愈來愈突出,已經(jīng)形成了專門的環(huán)境工程學(xué)科.相應(yīng)地,土力學(xué)中也出現(xiàn)了研究環(huán)境問題的學(xué)科分支,即環(huán)境土力學(xué).環(huán)境土力學(xué)研究與環(huán)境有關(guān)的土力學(xué)問題,如城市垃圾的填埋處置、土體的石油污染、核廢料的處置、沙漠化作用、海岸的浸蝕等.它涉及的不僅是土力學(xué)知識(shí),還與化學(xué)、物理、生物學(xué)等學(xué)科有關(guān),是一個(gè)邊緣性的交叉學(xué)科.美國對這一領(lǐng)域的研究起步較早,在城市規(guī)劃與實(shí)施中均已考慮環(huán)境問題,連著名的ASCE刊物巖土力學(xué)分冊也已改名為巖土工程與環(huán)境土工分冊.中國現(xiàn)已開始關(guān)注環(huán)境工程,但環(huán)境土工還沒有形成熱點(diǎn),發(fā)表的有關(guān)論文甚少,這與我國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān).隨著現(xiàn)代化程度的提高,這個(gè)問題必將突出起來,并在下

21、一世紀(jì)成為土力學(xué)研究熱點(diǎn)之一.8地基加固技術(shù)和理論軟弱地基處理技術(shù)近年來有了很大發(fā)展,提出了許多新方法,包括換土法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、各種形式的復(fù)合地基、樁基礎(chǔ)以及土工合成材料和輕質(zhì)填料的應(yīng)用等,此外還有托換技術(shù)、錨固技術(shù)、糾偏技術(shù)等.各種加固技術(shù)的提出是依據(jù)土力學(xué)的基本原理,但加固方法實(shí)施后又要求土力學(xué)更深入地去研究它、解釋它、設(shè)計(jì)它,因而促進(jìn)了地基加固中的土力學(xué)理論的發(fā)展.這就是工程實(shí)用土力學(xué).其中有些理論相對較成熟,如排水固結(jié)預(yù)壓的理論、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論、復(fù)合地基設(shè)計(jì)理論;有些雖可用近似的方法設(shè)計(jì),但還不太成熟,如加筋土、土釘、支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形等方面的理論.所謂相對較成熟,是指有了較多研

22、究,有整套設(shè)計(jì)方法,其實(shí)也未必十分完善.譬如樁基中的稀樁的設(shè)計(jì)、摩擦樁中的負(fù)摩擦、樁長的合理選擇、復(fù)合地基中的臨界樁長、超固結(jié)土中樁的摩擦力、水平荷載下的樁基設(shè)計(jì)等,都還有待改進(jìn)19,20.地基加固的研究包含兩個(gè)方面:(a創(chuàng)造新的加固方法.這與機(jī)械、電子、材料、化工等學(xué)科是緊密相聯(lián)的.隨著這些學(xué)科的發(fā)展和生產(chǎn)水平的提高,將會(huì)出現(xiàn)新的方法.利用這些學(xué)科的新成就是創(chuàng)造新加固方法和新工藝的重要一環(huán).(b提出相關(guān)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論.這要在現(xiàn)有土力學(xué)理論基礎(chǔ)上,創(chuàng)造合乎新加固方法機(jī)理的計(jì)算分析理論,從而使土力學(xué)理論也得到發(fā)展.9結(jié)論土力學(xué)作為獨(dú)立的學(xué)科,已有70年的歷史.70年對一門學(xué)科的發(fā)展來說,猶

23、如早晨八九點(diǎn)鐘的太陽,正處在蓬勃發(fā)展的階段.土體十分復(fù)雜,這給土力學(xué)學(xué)科的發(fā)展增加了難度,也提供了寬闊的余地.土力學(xué)學(xué)科中已有些成熟的理論,但更多的是不完善、不成熟,大部分領(lǐng)域都有值得深入研究的課題.隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,預(yù)期在新的世紀(jì)土力學(xué)學(xué)科也必將出現(xiàn)多方面的重大突破.參考文獻(xiàn)1錢家歡,殷宗澤.土工原理與計(jì)算.第2版.北京:中國水利電力出版社,1996.2162182黃文熙.土的工程性質(zhì).北京:水利電力出版社,1983.1481613殷宗澤.土體的沉降與固結(jié).北京:中國電力出版社,1998.39424陳正漢.非飽和土固結(jié)的混合物理論數(shù)學(xué)模型、試驗(yàn)研究、邊值問題:學(xué)位論文.西安:陜西機(jī)械學(xué)

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