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摘 要:土力学是平衡和土体的运动科学。这里的土壤被理解为风化材料中的上层地球的地壳。在这个地壳的非风化物质被表示为岩石,其力学是岩石力学学科。大体土壤和岩石之间的差大约是在土壤中,可以挖一个沟,用简单的工具如铲、甚至用手。它必须首先分裂重型设备,如凿、锤或一个机械钻孔装置。
关键词:土力学 历史 起源
一、概述
自然岩石风化过程是在太阳、风和雨的长期影响下,退化为石头。这个过程是由激岩体通过在岩石小裂缝处水融化冻结继而压裂产生的。那些在山区建立的粗糙石头在区域通过重力向下游输送时,经常与水一起在河流中流动。由于内部摩擦导致石头的大小逐渐减小,使物料逐渐变细,最终形成砂砾、沙子和淤泥。河流的材料可被沉积,最粗的材料具有最高的速度,但更精细的材料只有非常小的速度。这意味着,砂砾会在一个上游找到河床,而更精细的材料沙子和淤泥则沉积在中下游。荷兰位于莱茵河和默兹河的下游。一般的土壤风化物质主要是沙子和粘土。这种材料已经在更早的时候沉积,由河流形成三角形。多精料也存在于海陆的洪水和河流。沉淀的过程发生在世界上的许多领域,如在三角洲、尼罗河、印度河和中国的河流。在荷兰,它已经走到了尽头,防止河流和大海的洪水通过建立堤防土地形成过程也因此被停止,但塌陷和缓慢的构造运动弥补陆地和海水水位上升的沉降,堤防河床逐步提高,使他们成为更重,会导致更多的岩石下沉。但这个过程一定会永远继续下去。
人们使用土地生活并建立所有排序结构:房屋、道路、桥梁等等。它是岩土工程师的任务,也是岩土工程师预测土壤的性质来作为这些人类活动的结果。出现的问题是,例如,一条道路或一个结算自身重量和交通负荷作用下的铁路,一个挡土结构的安全性,一个码头岸壁或缘板桩墙,作用在隧道内的土压力或允许的载荷和建筑物地基的选定点。对于所有这些问题,都是土力学应提供的基本知识。
二、土力学的历史
土力学在20世纪初已经得到发展。在许多国家对一些自然灾害的突然出现作出了性质分析,如山体滑坡和泥石流是对土壤性能错误分析的结果。在荷兰附近一个铁路路基,在1918年产生了该领域的第一次系统的土力学调查,由政府成立了一个特别委员会。在那个时候许多土力学的基本原理是众所周知的。
土力学的第一个重要贡献是由于库仑,他在1776年发表了土壤塌陷的一个重要的论文,并和其他学者在1857年发表在一定压力下土壤的可能状态的一篇土壤文章。1856年达西发表了他对土壤的通透性的著名的著作,城市供水的力学原理包括静力学和材料力学在19世纪,也是众所周知的,由于牛顿,柯西,纳维等人工作,所有这些基本的连贯学科的工会的发展不得不推到了20世纪。委员会调查附近的自然灾害得出的结论是水在铁路路基的水平位置已经因为降雨而持续上升,而路基的强度不足以承受这样的高水压力。
在土力学的发展中做出重要的开创性贡献的是太沙基,在许多其他领域,已经说明了如何处理孔隙水的压力对土壤的影响。这是土力学理论的一个基本要素。在这方面的误区往往会导致大灾难,如靠近威尔士和顿谷水坝的灾难。在荷兰很多开创性的工作一般是在变形粘土领域。在1934年已经建立了代尔夫特土力学实验室。在世界上许多国家都有类似的研究机构和咨询公司,专门针对土壤力学。通常他们还应对基础工程,它涉及的是土力学原理的设计和施工中的实践应用基础。土力学与基础工程相结合往往表示为岩土工程。
三、土力学名字是起源
土力学已成为工程力学的一个独特和独立的分支,因为土壤中有一些特殊的属性,使其区别于其它物质材料。通过广泛的应用土木工程的工程建设,由于所有的结构需要一个良好的基础,其负载相应转移到土壤中。
许多工程材料,如金属,混凝土和木材,表现出随时间而变的非线性应力的变化至少是在一个水平上的。这意味着它们的变形将是应力的两倍大。该观点由虎克定律描述,该材料被称为具有线性弹性的材料。土壤不符合这一规律。比如,在压缩状态土壤变得更硬。在表面的沙子很容易通过手指滑落,但在一定的压应力下沙子的刚度和强度不断增加。这主要是由于该力对每个颗粒都产生作用,从而使颗粒之间的结构增加了强度。在土木工程中的非线性属性一般用于一个建筑物上非常软的土,桩基表明铺上一层强度很大的沙子。在下面厚厚的沉积软粘土砂的应力水平较高,由于粘土具有一定重量。这使得砂非常坚硬和坚固,并且也能够应用于承受更大重量的桩。
压缩的土壤在剪断过程中逐渐变得坚硬。然而,在剪切作用下土壤变得逐渐更软,并且如果剪切应力达到一定的水平,相对于正常的应力,甚至有可能使土体发生塌陷。这意味着,在一个具有一定斜率砂堆中,例如一个坝,其斜率不能超过约30或40度。这样做的原因在于粒子会在更大的斜率下会互相滑动。由于这种现象后果严重,很多国家的大型河流三角洲都非常平坦,但也有造成水坝和堤防塌陷的事故,有时对当地居民来说后果很严重。特别危险的是,非常细的材料,如粘土,存在一定斜率,往往是在一段时间后,由于水中的毛细管压力,在一段时间后这些毛细管压力可能是因为降雨而消失,粘土会坍塌。在剪切土壤的坍塌灾害中一个积极应用是施工公路沿线的护栏。车辆碰撞后护轨的基础将在土壤中由于大的旋转,这个基础和它周围的土体之间的剪切应力不断增强。这将消耗大量的能源变成热能,使得铁路基础永久变形,但乘客和车可能是安然无恙的。当然,护栏必须在碰撞之后被修复,它可以相对容易地与辅助完成重型车辆的撞击。土壤的剪切变形往往都伴随着能量的变化。松砂具有收缩到一个较小的量的倾向,密密麻麻的沙子几乎可以四处变形,只有当周遭噪音音量有所擴大,使得沙粒之间变得宽松,这就是所谓的胀流性。
参考文献
[1]《太沙基与土力学》——《岩土工程学报》 吉见吉昭 姜敦超 东京工业大学
[2]《高等学校教材土力学》 龚晓南 主编
[3]《太沙基的徒劳还是超前》
[4]《考虑渗透力时对太沙基一维固结理论的修正》 吴雄志 河北工程学院
关键词:土力学 历史 起源
一、概述
自然岩石风化过程是在太阳、风和雨的长期影响下,退化为石头。这个过程是由激岩体通过在岩石小裂缝处水融化冻结继而压裂产生的。那些在山区建立的粗糙石头在区域通过重力向下游输送时,经常与水一起在河流中流动。由于内部摩擦导致石头的大小逐渐减小,使物料逐渐变细,最终形成砂砾、沙子和淤泥。河流的材料可被沉积,最粗的材料具有最高的速度,但更精细的材料只有非常小的速度。这意味着,砂砾会在一个上游找到河床,而更精细的材料沙子和淤泥则沉积在中下游。荷兰位于莱茵河和默兹河的下游。一般的土壤风化物质主要是沙子和粘土。这种材料已经在更早的时候沉积,由河流形成三角形。多精料也存在于海陆的洪水和河流。沉淀的过程发生在世界上的许多领域,如在三角洲、尼罗河、印度河和中国的河流。在荷兰,它已经走到了尽头,防止河流和大海的洪水通过建立堤防土地形成过程也因此被停止,但塌陷和缓慢的构造运动弥补陆地和海水水位上升的沉降,堤防河床逐步提高,使他们成为更重,会导致更多的岩石下沉。但这个过程一定会永远继续下去。
人们使用土地生活并建立所有排序结构:房屋、道路、桥梁等等。它是岩土工程师的任务,也是岩土工程师预测土壤的性质来作为这些人类活动的结果。出现的问题是,例如,一条道路或一个结算自身重量和交通负荷作用下的铁路,一个挡土结构的安全性,一个码头岸壁或缘板桩墙,作用在隧道内的土压力或允许的载荷和建筑物地基的选定点。对于所有这些问题,都是土力学应提供的基本知识。
二、土力学的历史
土力学在20世纪初已经得到发展。在许多国家对一些自然灾害的突然出现作出了性质分析,如山体滑坡和泥石流是对土壤性能错误分析的结果。在荷兰附近一个铁路路基,在1918年产生了该领域的第一次系统的土力学调查,由政府成立了一个特别委员会。在那个时候许多土力学的基本原理是众所周知的。
土力学的第一个重要贡献是由于库仑,他在1776年发表了土壤塌陷的一个重要的论文,并和其他学者在1857年发表在一定压力下土壤的可能状态的一篇土壤文章。1856年达西发表了他对土壤的通透性的著名的著作,城市供水的力学原理包括静力学和材料力学在19世纪,也是众所周知的,由于牛顿,柯西,纳维等人工作,所有这些基本的连贯学科的工会的发展不得不推到了20世纪。委员会调查附近的自然灾害得出的结论是水在铁路路基的水平位置已经因为降雨而持续上升,而路基的强度不足以承受这样的高水压力。
在土力学的发展中做出重要的开创性贡献的是太沙基,在许多其他领域,已经说明了如何处理孔隙水的压力对土壤的影响。这是土力学理论的一个基本要素。在这方面的误区往往会导致大灾难,如靠近威尔士和顿谷水坝的灾难。在荷兰很多开创性的工作一般是在变形粘土领域。在1934年已经建立了代尔夫特土力学实验室。在世界上许多国家都有类似的研究机构和咨询公司,专门针对土壤力学。通常他们还应对基础工程,它涉及的是土力学原理的设计和施工中的实践应用基础。土力学与基础工程相结合往往表示为岩土工程。
三、土力学名字是起源
土力学已成为工程力学的一个独特和独立的分支,因为土壤中有一些特殊的属性,使其区别于其它物质材料。通过广泛的应用土木工程的工程建设,由于所有的结构需要一个良好的基础,其负载相应转移到土壤中。
许多工程材料,如金属,混凝土和木材,表现出随时间而变的非线性应力的变化至少是在一个水平上的。这意味着它们的变形将是应力的两倍大。该观点由虎克定律描述,该材料被称为具有线性弹性的材料。土壤不符合这一规律。比如,在压缩状态土壤变得更硬。在表面的沙子很容易通过手指滑落,但在一定的压应力下沙子的刚度和强度不断增加。这主要是由于该力对每个颗粒都产生作用,从而使颗粒之间的结构增加了强度。在土木工程中的非线性属性一般用于一个建筑物上非常软的土,桩基表明铺上一层强度很大的沙子。在下面厚厚的沉积软粘土砂的应力水平较高,由于粘土具有一定重量。这使得砂非常坚硬和坚固,并且也能够应用于承受更大重量的桩。
压缩的土壤在剪断过程中逐渐变得坚硬。然而,在剪切作用下土壤变得逐渐更软,并且如果剪切应力达到一定的水平,相对于正常的应力,甚至有可能使土体发生塌陷。这意味着,在一个具有一定斜率砂堆中,例如一个坝,其斜率不能超过约30或40度。这样做的原因在于粒子会在更大的斜率下会互相滑动。由于这种现象后果严重,很多国家的大型河流三角洲都非常平坦,但也有造成水坝和堤防塌陷的事故,有时对当地居民来说后果很严重。特别危险的是,非常细的材料,如粘土,存在一定斜率,往往是在一段时间后,由于水中的毛细管压力,在一段时间后这些毛细管压力可能是因为降雨而消失,粘土会坍塌。在剪切土壤的坍塌灾害中一个积极应用是施工公路沿线的护栏。车辆碰撞后护轨的基础将在土壤中由于大的旋转,这个基础和它周围的土体之间的剪切应力不断增强。这将消耗大量的能源变成热能,使得铁路基础永久变形,但乘客和车可能是安然无恙的。当然,护栏必须在碰撞之后被修复,它可以相对容易地与辅助完成重型车辆的撞击。土壤的剪切变形往往都伴随着能量的变化。松砂具有收缩到一个较小的量的倾向,密密麻麻的沙子几乎可以四处变形,只有当周遭噪音音量有所擴大,使得沙粒之间变得宽松,这就是所谓的胀流性。
参考文献
[1]《太沙基与土力学》——《岩土工程学报》 吉见吉昭 姜敦超 东京工业大学
[2]《高等学校教材土力学》 龚晓南 主编
[3]《太沙基的徒劳还是超前》
[4]《考虑渗透力时对太沙基一维固结理论的修正》 吴雄志 河北工程学院