岩土力学及其发展.docx

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1、岩土力学及其发展 【摘 要】岩体力学是近代发展较快的科学分支，岩体力学是在岩体结构限制论的基础上，对岩体的力学性状及其变形、位移及破坏过程和规律的探讨。岩土力学的理论与方法又是学习专业课程与从事土木工程技术工作必需的基础学问。 【关键词】岩土力学；工程地质；土压力；岩体 工程地质学是探讨与工程建设有关的地质问题的科学。它的探讨对象是地质环境与工程建筑二者相互制约、相互作用的关系，以及由此而产生的地质问题，包括对工程建筑有影响的工程地质问题，和对地质环境有影响的环境地质问题。它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工供应地质依据，以便从地质上保证工程建筑的平安牢靠、经济合理、运用便利、运行顺当。

2、 1.工程地质学与岩土力学的探讨对象 工程地质学与岩土力学是将岩土作为建筑物的地基材料或介质来探讨的一门学科，主要探讨土的工程性质及土在荷载作用下的应力，变形和强度问题，为设计与施工供应土的工程性质指标与评论方法，土的工程问题的分析计算原理，是土木工程技术专业的技术基础。 工程地质学从土的成因与成分动身，探讨土的工程性质的本质与机理。对土的荷载，温度及湿度等因素作用下发生的改变作出数量上的评价，并依据土的强度，变形机理提出改良土质的有效途径。 2.岩土力学发展历程 18世纪以前，很多土力学问题只凭借阅历解决。 1773-1776年，法国库仑依据试验，提出了土的抗剪强度和土压力和滑动土锲理论，土

3、力学进入古典理论时期1857年，朗肯从塑性应力场动身建立了新的土压力理论。 1885年，法国辛纳斯克求得半无限空间弹性体在竖向集中力作用下，全部6个应力重量和3个形变重量的理论解，为以后计算地基变形建立了理论基础。 达西通过水在砂中的渗流试验，建立达西公式，为以后探讨渗流和固结理论打下了基础。 1922年瑞典费伦纽斯在处理铁路滑坡问题时，提出了土坡稳定分析方法。 1925年，美国土力学家太沙基的“土力学”出版，土力学进入了一个新的时期，使土力学成为一门独立的学科。 为了总结和沟通世界各国的理论和阅历，1936年国际土力学基础工程学会成立，之后每4年召开一次国际土力学和基础工程会议，推动了这门学

4、科在世界范围的发展。 1956年进入近代土力学时期。这是以美国科罗拉多州波德尔实行的粘土抗剪强度学术会议以及英国正在开展的土应力应变性质探讨工作为时代的标记。 在以后的时间里，由于计算机的普及应用，促使土力学在基本理论、计算方法、室内和现场的试验设备等诸多方面都取得了革命性的发展。 3.岩体工程地质力学的建立与岩体力学探讨 岩体就是由结构面和结构体组合而成的。结构面按其持续的长短可以分级，但其形成则受岩石成因和后期地质构造变动的限制，因而其分布规律和形态、宽度等可以通过地质力学加以分析。这样他们就把地质力学与岩石力学结合起来对岩体结构加以分析，创立了一门新的分支学科：岩体工程地质力学。把岩体结

5、构分为块状结构、镶嵌结构、碎裂结构、层状结构、层状碎裂结构、散体结构等类型。不同结构类型的岩体其力学性质和变形破坏规律也不同。我国在懦弱、破裂岩体的探讨方面也取得较大进展，例如断层岩的分类及其物理力学特性和稳定性评价的探讨；泥化夹层的物质与结构特征及其力学性质的探讨；膨胀岩的膨胀机理和处理措施的探讨等。 4.工程地质学与土力学的专业关系 工程地质学与土力学是一门探讨土的工程问题的学科，是土木工程学科的一部分。土是一种自然地质历史产物，是一种特别的变形体材料，它既听从连续介质力学的一搬规律，又是其特别的的应力应变关系和特别的强度，变形规律，形成了岩土力学不同于一般固体力学的分析方法和计算方法。岩

6、体力学是近代发展较快的科学分支，岩体力学是在岩体结构限制论的基础上，对岩体的力学性状及其变形、位移及破坏过程和规律的探讨。岩土力学的理论与方法又是学习专业课程与从事土木工程技术工作必需的基础学问。 在路基工程中，土是修筑路堤的基本材料，同时它又是支撑路堤的地基。路堤的临界高度和边坡的取值都与土地抗剪强度指标及土体的稳定性有关；未了获得具有肯定强度和良好水稳定性的地基，须要采纳碾压的施工方法压实填土，而碾压的质量限制方法正是基于对土的击实特性的探讨成果；挡土墙设计的侧向荷载土压力的取用需借助于土压力理论计算；近年来，我国高速马路大量修建，对路基的沉降计算与限制提出了很高的技术要求，而解决沉降问题

7、须要对土地压缩特性进行深化的探讨。 在路面工程中，土基的冻胀与翻浆在我国北方地区是特别突出的问题，防治冻害的有效措施也是以土质学的原理为基础的；稳定土是比较经济的基层材料，它就是依据土的物理化学性质提出的一种土质改良措施，目前深层搅拌水泥土桩在马路的软基处理中就得到了广泛应用；道路一般在车辆的重复荷载作用下工作，因此须要探讨土在重复荷载作用下的变性特征，而抗震设计更须要探讨土的动力特征。 在桥梁工程中，基础工程经常是能否在预选桥址建桥的技术关键，基础工程的造价占总造价的比重很大，经济、合理的桥梁基础设计须要依靠土力学基本理论的支持；对于超静定的大跨度桥梁结构，基础的沉降、倾斜或水平位移是引起结

8、构过大次应力的重要因素；在软土地区高速马路建设中的“桥头跳车”是影响工程质量的技术难题，解决这一难题的技术关键在于如何处理好桥墩与高路堤之间沉降差，这涉及桩基和高路堤的沉降计算与限制、填土的碾压质量限制以及软基地加固处理等问题。我国苏州的虎丘塔和意大利的比萨斜塔都是因为基础的不匀称沉降造成塔身严峻倾斜，危及了塔的平安。因此须要计算出不同时间的基础沉降量，还需确定地基容许承载力。特殊对于超静定结构的桥梁更为重要。另外，桥台背后的土压力等，也须要应用土力学的方法进行计算。 【参考文献】 1高大钊，袁聚云.土质学与土力学.北京：人民交通出版社，2001.3. 2孔宪立，石振明.工程地质学M.第1版.北京：中国建筑工业出版社，2001. 3张咸恭，王思竟敬，张倬元等.中国工程地质学M.科学出版社，2000.10. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页