【摘 要】巖體力學(xué)是近代發(fā)展較快的科學(xué)分支，巖體力學(xué)是在巖體結(jié)構(gòu)控制論的基礎(chǔ)上，對(duì)巖體的力學(xué)性狀及其變形、位移及破壞過程和規(guī)律的研究。巖土力學(xué)的理論與方法又是學(xué)習(xí)專業(yè)課程與從事土木工程技術(shù)工作必需的基礎(chǔ)知識(shí)。
【關(guān)鍵詞】巖土力學(xué)；工程地質(zhì)；土壓力；巖體
工程地質(zhì)學(xué)是研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué)。它的研究對(duì)象是地質(zhì)環(huán)境與工程建筑二者相互制約、相互作用的關(guān)系，以及由此而產(chǎn)生的地質(zhì)問題，包括對(duì)工程建筑有影響的工程地質(zhì)問題，和對(duì)地質(zhì)環(huán)境有影響的環(huán)境地質(zhì)問題。它的任務(wù)是為各類工程建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供地質(zhì)依據(jù)，以便從地質(zhì)上保證工程建筑的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、使用方便、運(yùn)行順利。
1.工程地質(zhì)學(xué)與巖土力學(xué)的研究對(duì)象
工程地質(zhì)學(xué)與巖土力學(xué)是將巖土作為建筑物的地基材料或介質(zhì)來研究的一門學(xué)科，主要研究土的工程性質(zhì)及土在荷載作用下的應(yīng)力，變形和強(qiáng)度問題，為設(shè)計(jì)與施工提供土的工程性質(zhì)指標(biāo)與評(píng)論方法，土的工程問題的分析計(jì)算原理，是土木工程技術(shù)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)。
工程地質(zhì)學(xué)從土的成因與成分出發(fā)，研究土的工程性質(zhì)的本質(zhì)與機(jī)理。對(duì)土的荷載，溫度及濕度等因素作用下發(fā)生的變化作出數(shù)量上的評(píng)價(jià)，并根據(jù)土的強(qiáng)度，變形機(jī)理提出改良土質(zhì)的有效途徑。
　2.巖土力學(xué)發(fā)展歷程
18世紀(jì)以前，許多土力學(xué)問題只憑借經(jīng)驗(yàn)解決。
1773-1776年，法國(guó)庫侖（Coulomb）根據(jù)試驗(yàn)，提出了土的抗剪強(qiáng)度和土壓力和滑動(dòng)土鍥理論，土力學(xué)進(jìn)入古典理論時(shí)期1857年，朗肯（Rankine）從塑性應(yīng)力場(chǎng)出發(fā)建立了新的土壓力理論。
1885年，法國(guó)辛納斯克（Roussinesq）求得半無限空間彈性體在豎向集中力作用下，全部6個(gè)應(yīng)力分量和3個(gè)形變分量的理論解，為以后計(jì)算地基變形建立了理論基礎(chǔ)。
達(dá)西（Darcy，1856年）通過水在砂中的滲流試驗(yàn)，建立達(dá)西公式，為以后研究滲流和固結(jié)理論打下了基礎(chǔ)。
1922年瑞典費(fèi)倫紐斯（Fellenius）在處理鐵路滑坡問題時(shí)，提出了土坡穩(wěn)定分析方法。
1925年，美國(guó)土力學(xué)家太沙基（Terzaghi）的“土力學(xué)”（Erdbaumec
hanik）出版，土力學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，使土力學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。
為了總結(jié)和交流世界各國(guó)的理論和經(jīng)驗(yàn)，1936年國(guó)際土力學(xué)基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)成立，之后每4年召開一次國(guó)際土力學(xué)和基礎(chǔ)工程會(huì)議，推動(dòng)了這門學(xué)科在世界范圍的發(fā)展。
1956年進(jìn)入近代土力學(xué)時(shí)期。這是以美國(guó)科羅拉多州波德爾（Bouder，colorado）舉行的粘土抗剪強(qiáng)度學(xué)術(shù)會(huì)議以及英國(guó)正在開展的土應(yīng)力—應(yīng)變性質(zhì)研究工作為時(shí)代的標(biāo)志。
在以后的時(shí)間里，由于計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，促使土力學(xué)在基本理論、計(jì)算方法、室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)設(shè)備等諸多方面都取得了革命性的發(fā)展。
3.巖體工程地質(zhì)力學(xué)的建立與巖體力學(xué)研究
巖體就是由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合而成的。結(jié)構(gòu)面按其延續(xù)的長(zhǎng)短可以分級(jí)，但其形成則受巖石成因和后期地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)的控制，因而其分布規(guī)律和形狀、寬度等可以通過地質(zhì)力學(xué)加以分析。這樣他們就把地質(zhì)力學(xué)與巖石力學(xué)結(jié)合起來對(duì)巖體結(jié)構(gòu)加以分析，創(chuàng)立了一門新的分支學(xué)科：巖體工程地質(zhì)力學(xué)。把巖體結(jié)構(gòu)分為塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、層狀碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)等類型。不同結(jié)構(gòu)類型的巖體其力學(xué)性質(zhì)和變形破壞規(guī)律也不同。我國(guó)在軟弱、破碎巖體的研究方面也取得較大進(jìn)展，例如斷層巖的分類及其物理力學(xué)特性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的研究；泥化夾層的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征及其力學(xué)性質(zhì)的研究；膨脹巖的膨脹機(jī)理和處理措施的研究等。
4.工程地質(zhì)學(xué)與土力學(xué)的專業(yè)關(guān)系
工程地質(zhì)學(xué)與土力學(xué)是一門研究土的工程問題的學(xué)科，是土木工程學(xué)科的一部分。土是一種自然地質(zhì)歷史產(chǎn)物，是一種特殊的變形體材料，它既服從連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的一搬規(guī)律，又是其特殊的的應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系和特殊的強(qiáng)度，變形規(guī)律，形成了巖土力學(xué)不同于一般固體力學(xué)的分析方法和計(jì)算方法。巖體力學(xué)是近代發(fā)展較快的科學(xué)分支，巖體力學(xué)是在巖體結(jié)構(gòu)控制論的基礎(chǔ)上，對(duì)巖體的力學(xué)性狀及其變形、位移及破壞過程和規(guī)律的研究。巖土力學(xué)的理論與方法又是學(xué)習(xí)專業(yè)課程與從事土木工程技術(shù)工作必需的基礎(chǔ)知識(shí)。
在路基工程中，土是修筑路堤的基本材料，同時(shí)它又是支撐路堤的地基。路堤的臨界高度和邊坡的取值都與土地抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及土體的穩(wěn)定性有關(guān)；未了獲得具有一定強(qiáng)度和良好水穩(wěn)定性的地基，需要采用碾壓的施工方法壓實(shí)填土，而碾壓的質(zhì)量控制方法正是基于對(duì)土的擊實(shí)特性的研究成果；擋土墻設(shè)計(jì)的側(cè)向荷載——土壓力的取用需借助于土壓力理論計(jì)算；近年來，我國(guó)高速公路大量修建，對(duì)路基的沉降計(jì)算與控制提出了很高的技術(shù)要求，而解決沉降問題需要對(duì)土地壓縮特性進(jìn)行深入的研究。
在路面工程中，土基的凍脹與翻漿在我國(guó)北方地區(qū)是非常突出的問題，防治凍害的有效措施也是以土質(zhì)學(xué)的原理為基礎(chǔ)的；穩(wěn)定土是比較經(jīng)濟(jì)的基層材料，它就是根據(jù)土的物理化學(xué)性質(zhì)提出的一種土質(zhì)改良措施，目前深層攪拌水泥土樁在公路的軟基處理中就得到了廣泛應(yīng)用；道路一般在車輛的重復(fù)荷載作用下工作，因此需要研究土在重復(fù)荷載作用下的變性特征，而抗震設(shè)計(jì)更需要研究土的動(dòng)力特征。
在橋梁工程中，基礎(chǔ)工程常常是能否在預(yù)選橋址建橋的技術(shù)關(guān)鍵，基礎(chǔ)工程的造價(jià)占總造價(jià)的比重很大，經(jīng)濟(jì)、合理的橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需要依靠土力學(xué)基本理論的支持；對(duì)于超靜定的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)的沉降、傾斜或水平位移是引起結(jié)構(gòu)過大次應(yīng)力的重要因素；在軟土地區(qū)高速公路建設(shè)中的“橋頭跳車”是影響工程質(zhì)量的技術(shù)難題，解決這一難題的技術(shù)關(guān)鍵在于如何處理好橋墩與高路堤之間沉降差，這涉及樁基和高路堤的沉降計(jì)算與控制、填土的碾壓質(zhì)量控制以及軟基地加固處理等問題。我國(guó)蘇州的虎丘塔和意大利的比薩斜塔都是因?yàn)榛�礎(chǔ)的不均勻沉降造成塔身嚴(yán)重傾斜，危及了塔的安全。因此需要計(jì)算出不同時(shí)間的基礎(chǔ)沉降量，還需確定地基容許承載力。特別對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)的橋梁更為重要。另外，橋臺(tái)背后的土壓力等，也需要應(yīng)用土力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算。
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