关于岩土力学与工程的发展问题.
岩土工程实践工作中土力学相关问题研究
岩土工程实践工作中土力学相关问题研究摘要：在社会经济发展速度不断加快的背景下，岩土工程建设规模日渐扩大，存在于岩土工程实践工作中的土力学问题更为突出。
为推动岩土工程有序开展，制定专项可行岩土工程实施方案，还需着重解决土力学各类问题。
针对此，本文提出现有岩土工程理论与方法，剖析岩土工程发展趋势，提出岩土工程实践期间的土力学问题。
关键词：岩土工程；土力学；问题前言：现阶段岩土工程面临的施工现场环境更为复杂，以岩土为基础建造的工程会受到岩土结构平衡度、稳定状态等因素影响。
因此为加强岩土工程实施管控效果，还需明确岩土工程设计施工期间应当重点关注的土力学问题。
结合工程具体施工要求，加强土力学方面管控力度。
着重构建起土力学模型，确保存在于岩土工程建设过程中的各类问题能够被及时发现与解决。
1.岩土工程理论与方法1.1不合格土力学理论在研究现代岩土工程变形、坍塌等安全事故过程中，应当重点关注工程实施期间存在的质量问题。
部分岩土工程所使用的经典力学理论与施工现场实际情况不符，仅关注了岩土受压减应力荷载，提出的设计方案多数围绕预测外部压减力以及孔隙缩减率、岩土结构强度、稳定性等内容开展，没有关注岩土工程实施过程中，由外部卸载而出现的土体张拉或者土体强度下降等问题。
在现阶段岩土工程设计环节应用压剪土力学基础，虽然能够使岩土工程设计方案中的安全性与现行规定基本相符，但后续运营时的滑塌问题发生几率无法得到严格管控。
举例而言，大型地震会引发滑坡及泥石流灾害。
由于坡体在雨水的强烈冲击下滑落，对周边建筑物会造成巨大损害。
在地下施工过程中，如果设计方案没有围绕地质条件进行优化处理，地上建筑物对地震等灾害的抵御能力将大幅度被削弱，容易出现较多质量问题。
1.2多场多相耦合理论原有岩土工程土地学主要研究对象为固体、气体、液体三方面之间的物质力学关系。
在岩土工程建设过程中，由于生化物质增加，还应当重点关注在土体介质活动的情况下，生化物质发生的变化。
浅析现阶段岩土工程的发展趋势及利用
浅析现阶段岩土工程的发展趋势及利用摘要：岩土工程，指的是把岩体和岩土当做研究的对象，在不断研究的过程之中，找到对其进行整理工作、利用工作以及改造工作的方法。
其岩土力学、地质工程学与土力学作为基础性的理论，属于一个系统的学科。
伴随我国经济不断的发展，岩土工程也变得越来越多，在建筑工程施工中，起到十分重要的作用，对于建设项目，起到不容忽视的作用。
因为岩土工程的重要性，因此需要人们不断对其进行深入的探索研究，使其能够更好地服务于我国的经济建设。
本文对于岩土工程发展的趋势以及相关利用进行分析，希望能够起到一定积极的作用。
关键词：岩土工程；发展；利用岩土工程，在建筑施工中起到不容忽视的作用。
在建筑工程施工的前期，进行岩土工程，需要对现场的岩土和土体的变形特性、渗透特性以及强度特性进行检验，在修建施工的过程中，需要按照不同的地形地质以及地貌情况来进行施工设计和施工建设。
岩土工程属于土木工程中的一个分支，所以，在发展和利用岩土工程的同时，还要充分考虑到土木工程的特点，从施工建设方面和岩土的发展方面要求，对岩土工程的利用价值和发展方向进行深入的探究。
1、岩土工程的施工特性要想研究岩土工程的发展趋势与其自身的利用价值，需要对其有一个详细的了解，了解其施工的特性，更好的促进其发展。
1.1、岩土工程的施工条件复杂性岩土工程，其施工条件复杂性主要是因为客观的自然条件造成的。
岩土工程通常是在自然的、露天的条件下施工的。
在一方面，由于我国自然条件存在的差异比较大，因此，在差异性较大的情况下，一定程度上增加了施工复杂性。
在另外一方面，因为岩石本身的土质存在较大的差异，承载能力也不一样，给岩土工程的施工增加了难度，使人员不能准确地把握岩土详细的参数。
因此，增加了工程施工的复杂性。
1.2、岩土工程的施工具有不确定性岩土工程，其施工具有不确定性，是因为各种的地貌、地质以及自然条件存在差异，还有岩土和土体性质存在的差异性比较大。
因为属于客观因素，不容易进行主观的改变，难以弄清各种不同因素的详细情况。
学岩土的发展趋势
学岩土的发展趋势岩土工程是土木工程的重要分支领域，研究岩石和土壤的工程性质及其在工程中的应用。
随着科技和社会的发展，岩土工程也在不断演进，出现了一系列新的发展趋势。
1. 可持续发展：在当前全球环境问题日益严峻的背景下，可持续发展成为了各个行业的关键词。
岩土工程也不例外，在工程设计与施工中，越来越注重环保和资源的合理利用。
例如，通过加强土壤改良技术，减少土地开发对土壤的破坏，同时采用可再生材料来替代传统的岩土工程材料，降低环境的影响。
此外，岩土工程领域还在研究和推广低碳、无碳等技术。
2. 数字化与智能化：随着信息技术的发展，岩土工程也逐步开始引入数字化和智能化的概念。
通过数字化管理、监测、检测与设计等手段，提高岩土工程的效率和质量，并减少人为因素的干预。
例如，利用无人机和遥感技术进行地质勘探、施工监测和灾害预警等，大大减少了时间、成本和人力，提高了工程的安全性和可靠性。
3. 多学科交叉：岩土工程是一门综合性的学科，需要多个学科的知识与方法的综合应用。
随着科学技术的迅速发展，岩土工程与其他学科的交叉融合越来越紧密。
例如，岩土工程与地质学、材料科学、力学、环境科学等学科的关联越来越密切。
这种多学科交叉有利于提高岩土工程的研究和实践水平，推动岩土工程技术的创新与发展。
4. 土壤与岩石力学研究的深入：土壤与岩石力学是岩土工程的核心内容，也是其发展的基础。
随着实验技术的提升和数值模拟方法的发展，土壤与岩石力学研究进入了一个新的历史时期。
通过对土壤和岩石的微观和宏观力学性质的深入理解，可以更好地预测和评估工程的稳定性和安全性。
此外，新的岩土力学模型、试验及监测技术的出现，也为工程实践提供了更准确、可靠的依据。
5. 岩土工程灾害与防治：岩土工程灾害是指由于自然或人为因素引起的工程结构灾害，如滑坡、泥石流、地基沉降等。
随着城市化进程的加快和人口的增加，岩土工程灾害的发生频率和影响范围也在不断增加。
因此，岩土工程灾害的防治成为了岩土工程研究和实践的重要课题。
我国岩土工程在可持续发展中的新使命及实现问题
我国岩土工程在可持续发展中的新使命及实现问题80年代在国内工程勘察行业中推行的岩土工程体制,使我国基于苏联体制建立的工程勘察行业获得了显著的发展,实现了与国际同行的初步对接,工程勘察工作者为社会提供了更加广泛、深入的专业技术服务。
进入21世纪以来,以科学发展观为指导的城乡建设和产业发展对勘察设计行业提出了新的需求和更高的要求,工程设计领域已经在绿色建筑和低碳结构工程体系方面开始初步探索,相比之下,在不可或缺的岩土工程领域如何建立适合我国国情的可持续发展管理体系目前基本上是空白。
本文基于对国际同行的发展轨迹和国内外相关研究与实践的综合分析,对在我国社会可持续发展中建立、健全一个可持续岩土工程系统和重要使命提出分析和初步建议。
1我国传统工程勘察行业的发展轨迹岩土工程(geotechnicalengineering)是上世纪70年代以来首先在西方国家发展起来的土木工程的一个重要分支。
我国原国家建委建工总局于1980年以建工设字363号文转发《关于改革现行工程地质勘察体制为岩土工程体制的建议》，开始推行岩土工程体制。
30余年来，传统的工程勘察行业在取得明显的业务发展和技术进步的同时，创造了辉煌的工程业绩。
截至目前，全国各类工程勘察单位约4000家，其中具有资质的独立工程勘察单位约1700家，从业人员14万人，合同收入近400亿元，具有注册土木工程师(岩土)近9000人，并于2009年起开始正式实施执业。
值得注意的行业服务能力发展及存在的问题如下。
1.1以岩土工程为导向的工程勘察行业为社会提供了更加广泛的服务在国际通行的概念上，狭义的工程勘察是岩土工程的一项基础性工作，岩土工程则是土木工程的一个重要分支。
在实施岩土工程体制之前，工程勘察工作基本上局限于钻探试验提供资料，即所谓的只看病，不开方［1］。
上世纪80年代，在对欧美发达国家工作体系进行调研的基础上，由原建设部主导，按照一业为主、两头延伸的发展路线，在基于苏联体制建立的工程勘察行业内推行岩土工程体制，使我国的工程勘察行业获得了显著的发展，实现了与国际同行的基本对接。
岩土工程勘察设计的现状与展望
岩土勘察存在的问题
岩土勘察存在的问题
当前岩土勘察中仍存在一些问题，如数据处理困难、精度低等。这些问题主 要源于勘察技术手段的局限性、勘察人员素质参差不齐、数据分析处理软件不完 善等因素。为了解决这些问题，需要加强技术创新和人才培养，提高勘察成果的 质量和效率。
岩土工程勘察设计的现状与展 望
目录
01 一、岩土工程勘察设 计的现状
02 二、客户需求与期望
03
三、技术创新与未来 发展趋势
04
四、实践经验分享与 成功因素总结
05 参考内容
内容摘要
随着社会的快速发展，岩土工程勘察设计在众多领域的作用日益凸显。本次 演示将详细阐述岩土工程勘察设计的现状，探讨客户对岩土工程勘察设计的需求 和期望，介绍新技术和方法，分享实践经验，并对未来发展进行展望。
工程地质勘察与岩土工程技术的发展历程和现状
然而，在实际应用中，也存在一些问题。如勘察手段单一、勘察精度不够、 设计不合理等问题，这些问题在一定程度上影响了工程的质量和安全性。因此， 我国还需要在工程地质勘察与岩土工程技术方面加强研究和创新，以提高工程建 设的质量和安全性。
工程地质勘察与岩土工程技术的 发展展望
岩土勘察的历史回顾
岩土勘察的历史回顾
岩土勘察起源于20世纪初，当时主要集中在地质工程和采矿工程领域。随着 科学技术的发展，岩土勘察逐渐涉及到更多的工程项目，如高速公路建设、隧道 开挖、核电站选址等。在这些复杂工程中，岩土勘察为工程决策提供了关键的地 质信息和技术参数，成为工程建设顺利实施的重要保障。
工程地质勘察与岩土工程技术的 发展历程和现状
环境岩土工程问题综述
环境岩土工程问题综述近年来，生态环境问题受到了越来越多人们的关注，同时环境岩土工程由于在解决环境破坏和实现可持续发展方面的重要作用而被人们加以重视。
环境岩土工程是一门涉及广泛的学科，它在研究岩土构成特性以及岩土与环境之间的关系方面起到了重要的作用，从而也对我国水土环境污染控制方面起到了一定的作用。
本文就环境岩土工程的相关问题进行了简要的分析与论述，希望可以为环境岩土工程未来的发展起到一定的启示作用。
标签：环境岩土工程内涵现状影响因素随着工业的飞速发展以及人们生产生活的影响，我国面临了严重的环境问题，严重地影响了人们的正常生活以及自然的生态平衡，因此利用科学的方法保护人们赖以生存的生态家园就显得尤为重要，同时用环境岩土工程的方法来解决水土环境污染问题是当下最为经济、最切合我国发展现状的方法之一。
环境岩土工程涉及岩土力学与岩土工程、环境工程、地球化学、工程地质等多方面的内容，让环境岩土工程与环境保护更紧密地结合起来，不仅能够扩大环境岩土工程的发展潜力，而且在我国环境污染控制方面也有重要的意义。
1环境岩土工程简介1.1环境岩土工程的构成环境岩土工程是将岩土力学与环境科学相结合的一门新兴学科，主要侧重于岩土材料的工程性质、岩土工程中的数值分析、岩土工程与环境、地下空间的利用与开发等多方面的研究。
岩土材料的工程性质主要研究的是复杂应力条件以及与渗流、热、化学等耦合作用下岩土介质的工程性质;岩土工程中的数值分析主要研究解决岩土工程中各种问题的数值化方法和程序化技术;岩土工程与环境主要研究岩土工程与环境的相互关系及作用。
包括地下污染物的迁移与扩散、高放核废料地质处置库建设中的岩土力学问题、地热等资源的开发与储存以及岩土介质中污染物扩散的阻隔和防治等;地下空间的利用与开发主要研究地下空间的规划、设计与施工技术以及地下施工对周围环境的影响等。
因此环境岩土工程的存在在环境研究与治理方面具有重要的价值。
1.2环境岩土工程的内涵环境岩土工程是利用岩土工程学的理论和方法对环境进行治理和保护任务，它是从更加科学的角度对环境岩土工程与环境系统之间相互作用的规律进行研究，从深层次了解环境岩土工程与环境之间的关系，从而使环境保护与环境岩土工程密切的结合起来，并对环境中存在的一些问题或是环境岩土工程中存在的一些问题进行有效的治理，进而实现环境岩土工程与环境保护之间的协调发展。
岩土工程前沿领域与现状
〔2〕影响边坡失稳的因素。影响边坡失稳的因素主要 有：地形切割、岩性、构造、水和边坡开挖的综合作用。 经验说明，谷坡强风化带、强卸荷带、甚至弱风化带的 上部经常是边坡失稳的底界，这些部位的岩体结构完整 性差，结构面大局部松弛、泥化或充填次生夹泥，在爆 破开挖、施工用水或者降雨情况，极易失稳，地下水产 生的渗透力对于边坡影响极大。因此，施工期降低地下 水位，控制爆破的药量，注意边坡自上而下的边开挖、 边支护加固，边监测变形，是防止失稳的有效措施。
第三节 岩质边坡工程
1、第一个问题：水利工程中的岩质边坡
2、第二个问题：岩质边坡稳定性研究
〔1〕边坡稳定性分类。在中国水利水电科学院的组织下， 有关设计院配合，对于全国117个水利水电工程中的典型滑 坡和变形边坡进行了调查，总结了边坡失稳在各类岩体结构 中所占的比例：其中块体结构占14.08%，层状同向结构占 19.72%，层状反向结构占15.49%，层状斜向结构占14.08%， 碎裂和散体结构占36.63％。在七种失稳类型中崩塌占7.04 ％，滑动占73.24％，倾倒占5.63％，溃屈占2.82％，拉裂 占4.23％，复合占7.04％。调查说明，引起变形和失稳的因 素十分复杂。巨型和大中型滑坡主要以各种水的作用为主； 中小型楔体滑动、拉裂及大型崩塌那么以人类工程活动为主。
从岩石力学的角度看，水利水电的岩石工程设计的 任务可以概括如下：根据工程地质勘探和岩石力学试验 研究提供的关于天然岩体的地质条件和物理力学性质， 考虑水文、气象等其他方面的条件，按照本枢纽对各水 工建筑物功能的要求，确定岩石根底、地下洞室和岩石 边坡的位置、尺寸、加固处理措施、施工开挖方法和程 序等。与此相应地，岩石力学试验研究的任务为：根据 水工布置的需要，通过现场和室内试验研究，提供关于 天然岩体的物理力学性质的认识和资料〔包括物理力学 性质参数、应力—应变关系曲线，本构关系、变形和强 度属性等〕，并按照工程设计选出的岩石工程方案，通 过计算分析、模型试验或原型监测，说明有关工程岩体 的力学性状〔应力、应变分布、塑性区或破裂损伤区〕， 对其稳定性或失稳破坏形态做出评价。从岩石力学的角 度提出优化设计方案、岩体加固处理的建议。
岩土工程和力学以及工程地质的定义及其关系探讨
岩土工程和力学以及工程地质的定义及其关系探讨摘要：近年来，社会进步迅速，我国的岩土工程建设的发展也有了改善。
在当下发展的过程中，岩土工程属于一门迅速发展的新兴学科，这门学科的发展基础位于工程地质上，同时与土木建筑又进行了结合。
未来岩土工程的落实主要是应用于城市建设当中，因此针对这门学科的研究属于未来的主要方向。
技术人员在发展的过程中对岩土工程的内涵以及各方面特点进行了分析，但是当下发展过程中的主要问题在于无法对岩土工程和工程地质之间的界限进行正确的区分，同时学科研究过程中的岩土力学也属于较为模糊的概念。
关键词：岩土工程；力学；工程地质；定义；关系探讨引言在岩土工程中，为了保证施工质量，需要制订科学完善的施工方案。
由于岩土工程受到各类地质因素的影响，在制订岩土工程施工方案之前应当展开地质勘察工作，了解施工区域的地形地貌、水文情况，依据勘察数据制订施工方案，确保施工措施的科学合理，提升岩土工程的建设质量与效率。
为此，地质勘察工作人员需要保持严谨认真的态度，认识到岩土工程地质勘察对整个工程带来的影响，使其能够为岩土工程的顺利推进提供可靠保障。
1岩土工程与工程地质的定义解释1.1岩土工程岩土工程学科属于一门新兴学科，这门学科综合了岩土的相关材料，使用了环境学、岩土力学等等学科，并且对以上学科进行了改造与整治。
总的来说，岩土工程学科理论基础中包括了地质学、力学、地基基础工程学、岩石力学等等，而这一学科创办的主要目的在于解决所有和岩土相关的技术新问题，属于一门专业性较高的岩土专业学科[1]。
一般来说岩土工程的使用需要贯穿整个工程的过程中，从场地调查开始，分析论证、施工管理、环境检测、信息反馈都属于这一学科的实际内容。
在相关技术的约束下，岩土工程可以使用各种信息技术以及全新的勘探技术来对施工处的地质情况进行勘测，并且这一学科也可以对地质信息进行分析，从而制订出更加合理的施工方案。
岩土工程的设计主要目的是加固地基、处理桩基、建立排水、支护边坡等等。
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关于岩土力学与工程的发展问题杨光华(广东省水利水电科学研究所广州510610摘要:本文主要针对目前岩土力学与工程存在需要解决的一些问题,岩土力学与工程的特点及其进一步的发展问题提出一些个人看法,供同行参考。
关键词:岩土力学工程发展中图分类号:TU431 文献标识码:A 文章编号:1008-0112(200006-0015-031 岩土力学理论发展的特点岩土力学应建立于岩土材料的力学特性基础上,经典固体力学理论建立于金属材料的力学特性基础上,以土体材料为例,其与金属材料显然存在很大的区别,如土体抗拉强度很低,拉压强度不同,这就涉及到传统弹性理论解在土介质中的适用性问题。
就材料的强度而言,其与金属介质明显不同的是与围压密切相关,由此发展了著名的库仑强度理论;在变形方面,土体的本构特性要比传统的金属材料复杂,经典金属的本构理论在用于表述土体材料时,明显存在局限性,如剪胀、塑性与静水压力相关等的特点是金属介质所没有的,因而需要发展适合于岩土材料的本构理论;在材料组成方面,土是三相体,受力后的变形存在三相共同作用的问题,因而其基本方程更复杂,由此而发展的太沙基有效应力原理是土力学发展的里程碑,比奥固结理论是表述饱和土中水、土共同作用较为完善的基本方程。
在岩石力学中,岩体中存在节理的变形可以说是岩体力学的一个主要特征,因而产生了节理单元。
由此可见,岩土力学的发展是建立于岩土材料的特点基础上的,传统固体力学的理论可以借用,但不等于照搬,只有利用现代数学力学知识,结合岩土材料的力学特点,创造性地解决岩土工程中的力学问题,岩土力学理论才会取得新的发展。
2 土体的稳定性问题土体的稳定性主要有三种类型,即地基的强度、边坡稳定、挡土结构的土压力。
目前的研究三者是不统一的,地基的强度通常按弹性理论求应力,按塑性滑移场理论求其极限强度,而边坡稳定通常是采用滑弧稳定分析方法,即搜索沿某一滑动面滑动时抗滑力与下滑力之比为最小的解;而土压力中朗肯土压力是依据某一点的应力达到极限平衡的条件而确定,库仑土压力则是依据平面滑动体的力的平衡而确定。
显然,若用滑弧稳定的方法求地基极限强度,结果与目前的地基强度理论比较如何?而滑弧稳定分析结果是否符合力学机制?如土层分界面处滑动面是否有转折点?这是需要从理论上进一步解决的问题。
理论上,地基的强度、边坡的稳定、土压力都是土体沿某一最薄弱面产生滑动的结果,其机理应是一致的,应可以把三者的理论统一起来,用统一的理论去解决这类极限稳定的问题,目前已有人开始进行这一研究工作,相信这一个问题的解决,土力学的极限分析将会随之被推进一步。
另一个问题是空间问题,在岩土工程的实际问题中,真正的问题可以说是一空间的稳定问题,如独立基础的地基强度,桩底地基的强度都是一个空间问题,实际发生的边坡滑动失稳定也是一个空间问题较普遍,深基坑支护在基坑角处的土压力也是空间土压力的问题,而对这些空间问题的解决,远未及平面问题那样成熟,是需要去发展和完善的。
3 地基的变形问题实际地基在荷载作用下的P~S曲线是非线性的,一般认为当荷载小于临塑荷载时,地基的变形是15第6期2000年12月广东水利水电GUA NGDONG WA TER RESO UR CES A ND HYDROPO WERNo.6Dec2000弹性的,姑且认为这一假设是合理的,而一般建筑基础荷载下,地基的应力是弹塑性的,则此时的变形已是非线性的了。
作为基础设计,为充分发挥地基的承载力,应力也是可用到弹塑性状态的,而目前的地基设计中,还没有考虑应力状态为弹塑性时的公认的沉降计算方法,仍然使用线弹性状态下的弹性解,这一点显然是与岩土工程的发展不相适应的。
即使是桩基,如在桩筏基础中,为充分利用地基的承载力,可允许基础有一定的沉降,则此时桩基的承载力可能已较大范围进入了弹塑性状态,如目前较为流行的疏桩基础等,桩基的承载力可用到接近极限状态,此时桩基的沉降是非线性的,如何建立能简单计算基础非线性沉降的实用方法,应是地基基础工程迫切需要研究的问题。
当然,作为研究性质时,可采用有限元结合土的本构关系进行详细的分析,但对于一般的工程,简便而又能反映基础工程的主要特征的非线性实用计算方法可能更能推动技术的应用。
参考文献[1、2]在这方面进行了有益的探索。
岩土工程在保证强度稳定的前提条件下,如何简便、合理地计算其变形是一个更为重要的课题。
目前在一些基础工程中,尤其是软土地基,强度稳定可满足,而往往由于固结沉降过大而出现问题的很多,如厂房地面不均匀沉降造成的事故是较多的;又如深基坑开挖工程中的支护结构,稳定可保证,但水平位移过大也必会对周围的建筑物产生影响,是工程所不允许的。
因此,不但要保证强度的稳定,还要控制变形,这已是越来越引起人们关注的重要问题,而如何科学、合理地计算岩土结构的变形则是一个难度更大的课题,未来的岩土工程研究必将以提高变形计算的准确度为主要任务。
该问题的解决,也必将使岩土工程的设计水平上一新的台阶。
4 稳定与变形的统一土的本构理论问题目前岩土工程中的强度稳定与变形的计算是分开的,正如黄文熙教授指出的那样[3],过去求地基强度采用的是刚塑性体方法,而变形和应力则是用线弹性理论,边坡的稳定分析只满足力的平衡条件而没有考虑土的应力~应变关系,这种将强度稳定与变形分开的简化方法不能预测土工结构物由开始受力到破坏的真实变形过程,致使土力学虽有像比奥固结理论那样完整的基本方程,却一直不能求得土体真正的应力和变形场,只有在计算技术发达的现代,才有可能把土体真实的本构关系考虑进来进行计算分析,并用数学模型表示土的本构关系。
由于土体材料的复杂性,而现有的本构理论主要是建立于金属材料基础上的,用于表述土体的本构关系明显存在局限性。
因而,在理论上还需要建立一种适合于像土体这样具有复杂力学特性的材料本构理论[4]。
再者,即使理论有了,参数的确定也是一个很重要的问题,由于土体的结构性,取样回室内做试验确定的参数与现场原状土体还是有较大的区别的,如珠江三角洲一带普遍存在的残积土,现场压板载荷试验测定的土的变形模量通常是室内压缩模量的10倍,用于计算基础的沉降会得到与实际相差很大的结果。
如何由室内试验结果来反映原状土的状况目前还没有很好解决的办法,也许可以在室内制造人工结构土来模拟原状土。
另一方面,土体是一种天然材料,不像人工材料样均匀,那使相距很近的地方的土样,恐怕也难以具有完全的重复性,正如李广信教授所形容的!人不能过同一条河∀那样[5],这就确定了实际岩土工程的复杂性,这样,对土工问题的研究就有必要考虑用数理统计或数学上的场来研究的必要了。
因此,岩土工程不但理论上要求不断发展,实际应用上也是相当复杂的,要使之成为一个完整的科学理论,还有很多工作可做。
5 关于理论的检验通常认为理论的检验有室内试验和现场检验,很多人更注重现场检验。
笔者认为,对于理论问题,由于现场土体分布及施工过程的复杂性和不精确性等各种因素的影响是很难说明问题的,如人们最常用的筑堤试验,实际工程地质的分布是否探得很清楚,施工填土的实际过程与计算条件的差异,施工过程对观测结果的干扰,原状土与室内试验指标的差异等,都影响着理论结果与实测结果的误差,有时理论与实测!完全一致∀并不能说明理论就是很精确的。
由于边界条件的不精确,土层分布的模糊性等,前提条件的不精确而结果精确,其实就是不精确。
要更好地检验理论上的问题,室内模型试验可能更有优越性,因其边界条件、材料分布等可人为控制而较为清楚,如边坡的滑移过程,用室内离心模型试验162000年12月第6期杨光华:关于岩土力学与工程的发展问题 Dec2000 No.6可能会得到用于检验理论结果更可靠的结果和整个滑移变化过程。
因此,对理论的准确检验,室内模型试验可能是更理想的手段,当然,还要解决试验中的比尺问题。
6 关于相互作用的问题单一的均质体或结构受力后的应力或变形可以用解析解而求得,对于非单一体或结构,则其受力后各物体的应力或变形有可能是非连续的,这时必须要考虑各物体的相互作用,大的相互作用问题是很多的,如高层建筑上部结构与地基基础、桩基与岩土体、砼坝与坝基岩土体、复合材料、加筋土、地下工程的支护与岩体;小的方面则如土体本身受力后的应变和变形规律,由于土是一种三相体,受力后存在水、土、汽三相的相互作用问题,这是非饱和土力学的问题,过去研究较多的饱和问题是采用简化了太沙基固结理论,较为全面的则是比奥固结理论,其中就是考虑了水和土粒的共同作用;即使是单纯的土粒,细观上也存在土粒间的相互作用问题。
结构体中,钢筋砼结构也有钢筋与砼相互作用问题,再细一些,即使砼材料本身也存在骨料与水泥浆的相互作用问题,挡土墙砌体也存在石块与砂浆的相互作用问题。
因此,相互作用问题细究起来其实广泛存在于岩土力学与工程中,要更好地进行岩土工程中的应力应变的分析,真正弄清实际问题的应力状态,从细观或微观角度上深入研究相互作用的问题是很有必要的,未来复杂材料力学的发展将会越来越需要研究相互作用的问题,这也许会成为复杂材料力学理论发展的一个研究方向。
7 由简单到复杂岩土力学的研究通常是从简单到复杂的,如地基的强度,研究较多的是平面、均质土层,对于空间,非均质或水平分层或竖向分块的地基强度研究得就不是很深入;又如沉降计算,早期是研究均质、线弹性问题,随着科学技术的发展,才又研究非均质、非线性或弹塑性问题;为使计算结果更合理和反映岩土体的变形特性而引起了人们对岩土材料本构理论与模型的研究。
边坡、土压力间问题,人们研究较多的也是平面问题,或理想弹塑性问题,但随着工程的需要,人们又要研究其滑移过程、空间问题。
岩土力学与工程发展,也是随着科学技术的发展和工程的需要而发展,且是由简单到复杂,不断的向着以尽量反映工程的真实性方面逼近。
8 由复杂到简单问题的简化严格来说,要真正全面地反映岩土体所有因素的影响的岩土力学是非常复杂的。
历史证明,岩土力学理论的发展一是与工程建设的需要密切相关的,二是与当时的科学水平相适应的。
由于岩土材料在组成和力学特性方面的复杂性,作为工程应用,不可能考虑所有的因素,因而必须作出简化,建立目前可应用的简化模型。
任何一个工程问题,总能有一个相对接近的简化模型来反映其主要的实际情况,而这一相对接近的简化模型必是与当时总的科学技术水平和岩土力学理论的水平相适应的。
目前在岩土工程中应用的主要甚或所有计算方法或模型其实都是一种相对简化的模型,因此,在岩土工程实践中,建立相对接近或简化的模型或计算方法,是岩土力学研究的一个重要方面。
9 结语任何一门科学的发展,一是与社会的需要有关,二是与当时的科学技术发展水平相适应的。
我国的工程建设目前正方兴未艾,实际工程中提出了大量的需要解决的课题,这是岩土力学发展的源泉。