土性研究的历史(党进谦)

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1、党进谦水利与建筑工程学院西北农林科技大学土性研究历史土性研究的历史一、研究名人简介二、有关图片资料三、土性研究的历史1. 探索阶段2. 土力学学科发展一 名人简介Coulomb库仑(17361806)：法国科学院院士，被称 为“土力学之始祖” 。1773年提出了土的抗剪强度准则（即库仑定 律）；首次提出了主动 土压力和被动土压力的 概念及其计算方法。一 名人简介Darcy达西(18031858): 1839 1840 年设计和主持建造了家乡的 供水系统。于1856年发表了他对孔隙介质中水流的研究成果，即著名的达西定律。一 名人简介Rankine 朗肯(18201872):在热力学 、流体力学

2、及土力学等领域均有杰出的贡献。建立了至今仍在广泛应用土压力理论 。 一 名人简介Mohr 摩尔(1835-1918):一直在进行力学和材料强度方面的理论研究工作。提出了用应力圆表示一点应力的方法，并将其扩展到三维问题。一 名人简介Boussinesq 布辛奈斯克(1842 1929): 一生对数学物理中的所有分支（除电磁学外）都有重要的贡献。在弹性理论方面的研究亦取得显著成就. 一 名人简介Terzaghi 太沙基(1883 - 1963):被誉为土力学之父。他最 大的贡献是向人们展示了 用理论解决工程问题的方 法。 1925年他的土力学问世，介绍了他所提 出的固结理论以及土压力 、承载力、稳

3、定性分析等 理论，标志着土力学这门 学科的诞生。1943年他还 出版了“理论土力学”。 一 名人简介Taylor 泰勒(1900-1955): 在粘性土的固结问题 、抗剪强度、砂土剪 胀及土坡稳定等领域 均有不少建树。他编 写的土力学基本原 理，是一部经典的 土力学教科书。 一 名人简介Casagrande 卡萨格兰德(1902 1981)：对土力学有很大的贡献和影响，如在土的分类、土坡的渗流、抗剪强度、砂土液化等方面的研究成果，粘性土分类的塑性图中的 “A 线”即是以他姓命名的。 一 名人简介Peck派克 (1912 )：为土力学及基础工程 的发展作出了重要的 贡献。他将土力学应 用在土工结

4、构的设计 、施工建造和评估中 ，并努力将研究成果 表述为工程师容易接 受的形式。 一 名人简介Skempton 斯肯普顿 (19142001)： 对有效应力、粘土中的 孔隙水压、地基承载力 、边坡稳定性等问题的 研究作出了突出的贡献 ，具有从复杂的问题中 提取出重要而关键部分 的杰出本领，创立并领 导的伦敦帝国大学土力 学研究中心是国际顶尖 的土力学研究中心。 一 名人简介Roscoe 罗斯克(19141970):设计的剪切仪成为土力 学平面剪切仪的先驱； 提出了确定土体临界状 态时孔隙比的方法；提 出的剑桥模型创建了临 界状态土力学，为现代 土力学的诞生和发展作 出了重要贡献。 一 名人简介

5、Bjerrum 布耶鲁 (1918 1973):研究内容主要包括抗剪强度机理、灵敏土的特性和边坡稳定等方面。 一 名人简介Sowers叟尔斯 (19211996):将岩土工程及工程地质的实践及研究与教育完美结合。他被称为工程师的工程师。编写的土力学及基础工程教材被美国 国内高校广为采用。 一 名人简介Leonards 利昂纳兹 (19211997)： 在压实粘土的强度及压 缩性、软土的强度和固 结、土坝开裂、冻土行 为、边坡稳定、软土上 筑堤、砂土液化、桩基 础、岩土工程事故调查 方法学等方面都有开创 性的研究工作。 一 名人简介Vesic魏锡克 (1924-1982)：主要从事基础的破坏研究

6、。论证了无粘性土地基的破坏方式不仅与 其相对密度有关，还与基础的相对埋深有关； 阐明了地基的整体剪切破坏、局部剪切破坏以 及冲切破坏形式；对地下核爆炸引起的地表沉 陷问题进行了理论推导；对土在高压作用下的 表现进行了小比例的试验。他是在研究破坏时 考虑土的压缩性的第一人，并引入了相应的刚 性系数指标。还澄清了筏板基础下基底反力分 布中的许多问题。 一 名人简介Janbu简布：在土的压缩性研究、边坡稳定性等方面为土力学的发展作出了杰出的贡 献。人们对Janbu的评价是：半个世纪以来，他都是岩土工程领域前进的推动力。一 名人简介黄文熙黄文熙：中国科学院院士，水工结构和岩土工程专家，我国土力学学科的

7、奠基人之一，新中国水利水电科学研究事业的开拓者。他在国内第一个开设土力学课程，建立了国内大学中的第一 个土工实验室。 一 名人简介王思敬 王思敬：中国工程院院士。我国著名的工程地质、环境地质和岩体力学专家。长期致力于水电、矿山、国防和环境工程等方面的科研生产工作。一 名人简介潘家铮潘家铮：中国科学院院士、工程院院士。曾主持和指导新安 江、葛洲坝、凤滩、龙羊峡、安 康、二滩、龙滩、三峡等大型水 电工程的设计工作。主要致力于 运用力学理论解决实际设计问题 ，对许多复杂的结构如地下结构 、地基梁与框架、土石坝的心墙 、斜墙、调压井衬砌、岔管和法 兰等，应用结构理论、弹性理论 或板壳理论，或运用特殊函

8、数， 提出了新的计算理论或方法。 一 名人简介孙钧 孙钧：中国科学院院士。工程力学家，隧道与地下结构 工程专家。长期从事地下建筑 工程专业教学，进行地下结构 理论研究，对发展地下结构流 变力学、粘弹塑性理论和防护 工程抗爆动力学等学科有重大 贡献。创建高校第一所地下建 筑工程专业。一 名人简介茅以升茅以升：中国科学院院士，土木工程学家、桥梁专家、工程教育家。中国近代桥梁事业的先驱，中国土力学的开拓者。为我国培养了一大批科学技术人才，是我国工程学术团体的创建人之一。本世纪年代，他主持设计并组织修建的钱塘江公路铁路两用大桥，成为中国铁路桥梁史上的一个里程碑。一 名人简介卢肇钧卢肇钧：中国科学院院士

9、。土力学家，我国铁路路基土工技术的开拓者，对我国土力学及基础工程学科发展作出了重要贡献。长期从事土的基本性质及特殊土地区筑路技术的研究。在我国最早阐明了硫酸盐渍土的松胀特性及其对路基稳定性的影响；提出了新型锚定板挡土结构及其 相应的计算理论；首先获得了膨胀土强度变化的规律。一 名人简介沈珠江 沈珠江：中国科学院院士。土力学专家。长期从事土力 学理论及其在工程实践中的应 用研究，提出土体极限分析理 论，证明了两个极限原理。在 土的弹塑性理论研究上，提出 了多重屈服面概念，建立了新 型的实用的土体弹塑性本构模 型；建立了非饱和土固结理论的基本框架，提出了建立 现代土力学的设想。一 名人简介周镜周镜

10、：中国科学院院士。 岩土工程专家。长期从事铁路 路基建设和科研工作。提出了 按黄土结构力学性质确定边坡 的理论，第二破裂面计算衡重 式挡土墙压力的原理和判别墙 后滑动面出现范围的公式；最 早采用桩排架支挡、短密砂井 和生石灰桩处理软土路基取得成功；提出了静力 触探确定桩承载力的综合修正系数法，解决了静 力触探应用中的技术问题，一 名人简介钱七虎钱七虎：中国工程院院士。防护工程及地下工程专家。长期从事防护工程设计计算理论教学与研究工作，为发展我国的防护工程学科和防护工程建设事业作出重要贡献。一 名人简介林学钰 林学钰：中国科学院院士。著名的水文地质和 环境地质学家。从事地下 水管理模型的理论与方

11、法 研究，在区域和城市地下 水资源评价、水流模拟、 预报研究方面取得多项成 果, 并建立了我国最早的 一批地下水水质模型。 一 名人简介陈梦熊 陈梦熊：中国科学院院士。水文地质学家。是我国水文地质事业主要创始人之一，组织和完成全国区域水文地质普查，创立具有我国特色的水文地质图编图方法， 一 名人简介黄熙龄 黄熙龄：中国工程院 院士。岩土工程专家。从 事地基计算、处理、土的 性质与基础工程等研究。 1960年研究试制旁压仪， 测试土的变形模量，提出 在侧限条件下土的横向变 形及变形模量计算公式。 1962年，研究软土工区房屋大量下沉开裂的问 题，总结出软土地基设计施工主要问题及其 经验，解决了房

12、屋开裂问题。一 名人简介刘宝琛 刘宝琛：中国工程院院士。是国内外知名的岩石力学专家，长期致力采矿、岩土工程研究，主要从事煤矿岩层及地表移动研究。是我国随机介质理论的奠基人。 二 图片资料地基沉降意大利比萨斜塔： 自1173年9月8日动工， 因塔明显倾斜而2次停 工。至1370年竣工，前 后近200年。由于地基不均匀下 沉，塔向南倾斜，南北 两端沉降差1.8m，塔顶 离中心线5.27m，倾斜 5.5,成为危险建筑。 二 图片资料地基沉降墨西哥粘土是一种高压缩性土，墨西哥城因过渡抽取地下水，导致地基沉降， 18911973年,整个老城下沉8.7m。图示圣母教堂，因地表不均匀下沉使其发生严重倾斜。

13、二 图片资料地基沉降墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看见其发生的 沉降及不均匀沉降。 二 图片资料地基沉降苏州虎丘塔，建 于公元959961年。地基土层由上至下依次为杂填 土、块石填土、亚粘土夹 块石、风化岩石、基岩等 ，由于地基土压缩层厚度 不均及砖砌体偏心受压等 原因，造成该塔向东北方 向倾斜。二 图片资料地基沉降加拿大Transcona 谷仓，基础为钢筋 混凝土筏板基础， 1913年秋完成。9 月装谷物，至 31822m3时，发现 谷仓1小时内竖向沉降达30.5cm，并向西倾斜， 24 小时后倾倒，西侧下陷 7.32m ，东侧抬高 1.52m ，后用 388 个 50T 千斤顶纠正后继续使用

14、 ，但位置较原先下降 4m 。事故的原因是地基因 超载而发生强度破坏 。二 图片资料地基沉降加拿大某农场容量为2500t的饲料筒仓，建 于粘土地基。在首次使用时，由于装填过快，地 基土层无法充分固结，至使地基发生破坏。 二 图片资料地基沉降农场用来储存饲料的筒仓，由于两筒之间 的距离过近，在地基中 产生的应力发生叠加， 使得两筒之间地基土层 的应力水平较高，从而 导致内侧沉降大于外侧 沉降，仓筒向内倾斜。 二 图片资料大坝破坏Teton 大坝位于美国爱达荷州，高 93m 的土坝。 二 图片资料大坝破坏二 图片资料滑坡 1996 年 发生在 美国加 州的 La Conchita 滑坡， 未造成

15、人员伤 亡。 二 图片资料滑坡2001年1月13日，萨尔 瓦多发生了里氏7.6级的强 震，在Santa Tecla造成山体 滑坡，最终导致700多人遇难。 二 图片资料滑坡云南 徐村 水电 站溢 洪道 土坡 滑坡二 图片资料滑坡江岸崩塌滑坡二 图片资料滑坡江西 省江 新洲 洲头 北侧 蹋岸二 图片资料滑坡漫湾滑坡1989年1月8日 坡高103m 二 图片资料滑坡香港港岛香港港岛19721972 滑坡滑坡 ( 20,000 ( 20,000 mm3 3)(67 )(67 死、死、20 20 伤伤) )二 图片资料地震引起的砂土液化 1964年6月16日日本新瀉发生7.5级地震，因地基土发生液化

16、所造成的破坏。 二 图片资料地震引起的砂土液化1995年1月17日发生在神户的里氏7.2级地震造成的 桥梁地基及结构的破坏。 二 图片资料土的生成(物理风化)二 图片资料土的生成(物理风化)二 图片资料土的生成(物理风化)二 图片资料土的生成(物理风化)二 图片资料土粒二 图片资料土粒砂粒二 图片资料土粒二 图片资料土粒二 图片资料土粒二 图片资料 土层分布二 图片资料 特殊土三 土性研究历史早期对土的性质的认识和理解，从工程角度看，可以分成四个时期：（1）前古典期 即18世纪，其代表是基于“天然坡度”及填土重度的经验土压力理论。1. 早期认识（2）古典土力学的第一阶段从大约1800年人们普遍接受库伦(Coloumb)的研究成果到1862年朗肯(Rankine)的著作的出版为止。其特点是：假设c=0，同时认为是松散填方的天然坡度；从19世纪30年代开始，又被认为是开挖粘土的长期稳定表面坡度。库林(Collin