土力学

[拼音]:tulixue

[英文]:soil mechanics

研究土体在力的作用下的应力-应变或应力-应变-时间关系和强度的应用学科。力学的一个分支。为工程地质学研究土体中可能发生的地质作用提供定量研究的理论基础和方法。

发展简史

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。例如法国的 C.-A.de库仑发表了土压力滑动楔体理论(1773)和土的抗剪强度准则(1776);法国的H.P.G.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(1856);英国的W.J.M.兰金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;法国的J.V.博西内斯克(1885)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;德国的O.莫尔(1900)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.阿特贝里提出了粘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K.太沙基(又译特扎吉)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压力理论。此后,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装置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。

研究内容

主要包括以下方面:

(1)研究土体的应力-应变和应力-应变-时间的本构关系,以及强度准则和理论;

(2)研究在均布荷载或偏心荷载以及在各种形式基础的作用下,基础与地基土体接触面上的和地基土体中的应力分布,地基的压缩变形及其与时间的关系,以及地基的承载能力和稳定性;

(3)根据极限平衡原理用稳定性系数评价天然土坡的稳定性和进行人工土坡的设计;

(4)计算在自重和建筑物附加荷载作用下土体的侧向压力,为设计挡土结构物提供依据;

(5)改进和研制为进行上述研究所必需的技术、方法和仪器装置。

土体是一种地质体。这就决定了这一学科的研究工作必须采用在地质学研究基础上的实验研究和力学分析方法。

发展趋势

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

更多信息: 太阳城 凯时app