土力學(xué)發(fā)展簡史

土力學(xué)是土的力學(xué)，是把土作為建筑材料（地基）進(jìn)行研究的科學(xué)，是力學(xué)理論在地位20201920年法國普蘭特年瑞典彼得森提出了計(jì)算邊坡穩(wěn)定性的圓弧滑動法。而最具代表意義的是1925年美國太沙基2060年代，土2060年代以來，隨著電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和計(jì)算技術(shù)的高速發(fā)展，使土力學(xué)的研究進(jìn)入了一個全新的階段。土力學(xué)是研究土的物理性質(zhì)以及在荷載作用下土體內(nèi)部的應(yīng)力變形和強(qiáng)度規(guī)律，從而解決工程中土體變形和穩(wěn)定問題的一門學(xué)科。土力學(xué)學(xué)科需研究和解決工程中的兩大問題。一是土體穩(wěn)定問（豎向變形和不均勻沉降不應(yīng)超過建筑物的允許值。此外，需要指出的對于土工建筑物、水工建筑物地基，或其他擋土各種物理力學(xué)試驗(yàn)的技能，通過試驗(yàn)深化理論學(xué)習(xí)，理解和掌握確定計(jì)算參數(shù)的方法。經(jīng)驗(yàn)積累階段自古以來，人類就廣泛地利用土作為建筑地基和材料。古代許多偉大建筑物，如我國長城、大運(yùn)河、宮殿廟宇、橋梁等，國外的比薩斜18理論提高階段研究。把已積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行一些理論歸納和解釋。如1773年，法國科年，法國工程師達(dá)西（H.Darcy）研究了砂土的透水性，創(chuàng)立了達(dá)西滲論與庫倫理論相輔相承；1885年，法國科學(xué)家布辛內(nèi)斯克（J.Boussinesq）提出了半無限彈性體中的應(yīng)力分布計(jì)算公式。至今仍都是地基中應(yīng)力計(jì)算的主要方法等等。形成獨(dú)立學(xué)科階段20201920年法國普蘭特發(fā)表了地基滑動面的數(shù)學(xué)公式1916年瑞典彼得森提出了1925年美國太沙基首次發(fā)表了《土力學(xué)》一書。這本著作比較系統(tǒng)地論述了若干重要的土力學(xué)問題，提出了著名的有效應(yīng)力原理，至此，土力學(xué)開始真正地形成獨(dú)立學(xué)科。從那時起，直到206020世紀(jì)60第四階段此時，最突出的工作是用新的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系代替過去的理想1957情況相驗(yàn)證。土力學(xué)soilmechanics研究土體在力的作用下的應(yīng)力-應(yīng)變或應(yīng)力－應(yīng)變-時間關(guān)系和強(qiáng)度的應(yīng)用學(xué)科。工程力學(xué)的一個分支。為工程地質(zhì)學(xué)研究土體中可能發(fā)生的地質(zhì)作用提供定量研究的理論基礎(chǔ)和方法。主要用于土木、交通、水利等工程。發(fā)展簡史18世紀(jì)中期以前﹐人類的建筑工程實(shí)踐主要是根據(jù)建筑者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。18世紀(jì)中葉至20世紀(jì)初期﹐工程建筑事業(yè)迅猛發(fā)展﹐許多學(xué)者相繼總結(jié)前人和自己實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)﹐發(fā)表了迄今仍然行之有效的﹑多方面的重要研究成果。例如法國的C.-A.de庫侖發(fā)表了土壓力滑動楔體理論(1773)和土的抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則(1776)﹔法國的達(dá)西在研究水在砂土中滲透的基礎(chǔ)上提出了著名線性滲透定律 (1856)﹔英國的蘭金分析半無限空間土體在自重作用下達(dá)到極限平衡狀態(tài)時的應(yīng)力條件﹐提出了另一著名的土壓力理論﹐與庫侖理論一起構(gòu)成了古典土壓力理論﹔法國的J.V.博西內(nèi)斯克(1885)提出的半無限彈性體中應(yīng)力分布的計(jì)算公式﹐成為地基土體中應(yīng)力分布的重要計(jì)算方法﹔德國的O.莫爾(1900)提出了至今仍廣泛應(yīng)用的土的強(qiáng)度理論﹔19世紀(jì)末至20世紀(jì)初期瑞典的A.M.阿特貝里提出了黏性土的塑性界限和按塑性指數(shù)的分類﹐至今仍在實(shí)踐中廣泛應(yīng)用1925年奧地利的K.太沙又譯特扎吉)出版了世界上第一部《土力學(xué)》﹐是土力學(xué)作為一個完整﹑獨(dú)立學(xué)科已經(jīng)形成的重要標(biāo)志﹐在此專著中﹐他提出了著名的有效壓力理論。此後﹐在土的基本性質(zhì)和動力特性﹑固結(jié)理論和強(qiáng)度理論的研究﹐流變理論的應(yīng)用﹐土體穩(wěn)定性分析方法以及試驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備等方面都有很大的發(fā)展﹐使土力學(xué)得到進(jìn)一步的完善和提高。研究內(nèi)容主要包括以下方面﹕研究土體的應(yīng)力-應(yīng)變和應(yīng)力-應(yīng)變-時間的本構(gòu)關(guān)系﹐以及強(qiáng)度準(zhǔn)則和理論﹔研究在均布荷載或偏心荷載以及在各種形式基礎(chǔ)的作用下﹐基礎(chǔ)與地基土體接觸面上的和地基土體中的應(yīng)力分布﹐地基的壓縮變形及其與時間的關(guān)系﹐以及地基的承載能力和穩(wěn)定性﹔根據(jù)極限平衡原理用穩(wěn)定性系數(shù)評價天然土坡的穩(wěn)定性和進(jìn)行人工土坡的設(shè)計(jì)﹔計(jì)算在自重和建筑物附加荷載作用下土體的側(cè)向壓力﹐為設(shè)計(jì)擋土結(jié)構(gòu)物提供依據(jù)﹔改進(jìn)和研制為進(jìn)行上述研究所必需的技術(shù)﹑方法和儀器設(shè)備。土體是一種地質(zhì)體。這就決定了這一學(xué)科的研究工作必須采用在地質(zhì)學(xué)研究基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)研究和力學(xué)分析方法。發(fā)展趨勢高大建筑物﹑核電站以及近海石油探采平臺等世界性地興建﹐不斷對土力學(xué)提出更高的要求。裂隙對土體力學(xué)性能的控制性﹑非線性應(yīng)力－應(yīng)變的本構(gòu)關(guān)系以及新的測試技術(shù)和設(shè)備等方面的研究將會有新的進(jìn)展。土力學(xué)發(fā)展歷史土質(zhì)土力學(xué)是人們在在長期工程實(shí)踐中形成發(fā)展起來的一門學(xué)科。我國勞動人民從遠(yuǎn)古時代就能利用土石作為地基和建筑材料修筑房屋了。如西充分體現(xiàn)了我國古代勞動人民的高超水平。隋朝石工李春所修建成的趙州石拱橋，造型美觀，至今安然無恙。橋臺砌置于密實(shí)的粗砂層上，一千三百多年來估計(jì)沉降量約幾厘米。現(xiàn)在驗(yàn)算其基底壓力約500-600kpa，這與現(xiàn)代土力學(xué)理論給出的承載力值很接近。根據(jù)≤夢溪筆談≥記載，北宋初著名木工喻皓（公元989年）在建造開封開寶寺木塔時，考慮到當(dāng)?shù)囟辔鞅憋L(fēng)，便特意使建于飽和土上的塔身稍向西北傾斜，設(shè)想在風(fēng)力的長期斷續(xù)作用下可以漸趨復(fù)正。可見在當(dāng)時的工匠已考慮到建筑物地基的沉降問題了。而作為本學(xué)科理論基礎(chǔ)的土力學(xué)的發(fā)端，始于十八世紀(jì)興起了工業(yè)革命的歐洲。隨著資本主義工業(yè)化的發(fā)展，為了滿足向國內(nèi)外擴(kuò)張市場的需要，陸上交通進(jìn)入了所謂"鐵路時代"，因此，最初有關(guān)土力學(xué)的個別理論多與解決鐵路路基問題有關(guān)。1773年，法國的C.A.庫倫（Coulomb）根據(jù)試驗(yàn)創(chuàng)立了著名的砂土抗剪強(qiáng)度公式，提出了計(jì)算擋土墻土壓力的滑楔理論。1869年英國的W.G.M.朗肯（Rankine）又從不同角度提出了擋土墻土壓力理論。1885J作用下的應(yīng)力和變形的Boussinesq1922年瑞典W.以上這些方法至今仍廣泛應(yīng)用。1925年美國K.太沙基（Terzaghi）歸納發(fā)展了以往的理論，發(fā)表了《土力學(xué)》一書，他被認(rèn)為是土力學(xué)的奠基人。從1936學(xué)科新的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了該學(xué)科的發(fā)展。時至今日，伴隨