连续孔隙介质土力学及其在非饱和土本构关系中的应用

首先论述了土力学的理论基础仍然很不完善,仍处于半理论、半经验的发展阶段,它还缺少统一的理论基础。指出:连续孔隙介质土力学是以多相孔隙介质理论为基础描述自然界中土的行为的一门科学,它(或多相孔隙介质理论)可以作为土力学统一的理论基础。然后介绍了连续孔隙介质土力学的理论基础,讨论了多相孔隙介质理论的整体平衡方程的建立以及土力学中控制方程的选择和确定。针对非饱和土问题,利用多相孔隙介质理论(包括热力学和内变量理论),基于3种广义应力即非饱和土的有效应力(式(22))、基质吸力和气相压力作为3个独立的应力状态变量,提出并详细地论证和推导了考虑气相的能量耗散和塑性体积变形的非饱和土弹塑性本构方程。     

土力学课程思政教学方法探索

新时代下的新青年需要德智体美劳全方位培养,目前包括土力学在内的工科专业课程教学模式注重"育才重器",忽略了"育人育德",难以契合习近平总书记在高校思政会议上的讲话精神。文章以土力学课程为例,论述了土力学课程基本概念、课程思政建设必要性,并从两个方面着手进行土力学课程思政改革：一是从土的基本性质、土的渗流问题、土中应力计算分析、土的抗剪强度和边坡稳定性分析等理论知识点探索思政元素,挖掘蕴含思政的一般性哲理;二是将理论知识点引入具体工程案例中,实现实践启发式思政教育。文章提出的土力学课程思政教学方法为构建新时代下土力学课程体系的思政教学模式提供了一种全新思路,以期达到较好的思政教育效果。     

非饱和土的力学性能与工程应用

作为一种岩土工程材料,土在非饱和状态下的工程性质与其在饱和状态下是不同的。在过去几十年里,许多学者企图应用饱和土力学的基本理论和原理去解决非饱和土的工程问题。事实证明,没有一种努力是非常成功的。本文从非饱和土中“相”的物理意义和工程性质出发,论述了非饱和土的应力状态变量和体积变化的基本关系式,并应用这种理论分析了膨胀土的体积变化问题和非饱和土的边坡稳定问题。     

冻融作用对土结构性影响的土力学意义*

冻融循环可以改变土的力学性质,这种影响是通过改变土的结构性而产生的.以一定干密度的饱和兰州黄土和天津粉质粘土为研究对象,使两种土都经过一个冻融循环,然后对冻融前后两种土分别进行土力学试验和电子显微镜图像的定量分析.发现冻融前后土的力学性质和微观结构特征都有一定的变化,而力学性质的变化从某种程度上都可以从微观结构的定量改变中得到解释.这将冻胀和融沉对土微结构的改变以及由此导致的土力学性质的改变的定量化研究向前推进了一步.     

谈太沙基有效应力原理

以李广信先生的《有效应力原理能够推翻吗》论文为基础,该文对李(李广信先生)文中的内容进行了分析,并根据新饱和土有效应力原理提出了自己的观点.该文认为,如果新饱和土有效应力原理正确,推翻了太沙基有效应力原理,实际上是理论土力学的一次进步,使理论土力学更"理论".另外,该文对作者自己前几篇论文中不恰当的说法进行了更正.该文的讨论可为理论土力学的发展和水土压力计算提供参考.     

现代土力学研究的新视野——宏微观土力学

随着岩土工程领域的不断拓展,特别是在深地、深海、深空工程（“三深工程”）方面需要面对更多复杂的岩土材料和环境条件。基于连续介质和唯象的常规土力学理论与方法在描述岩土材料的非连续性、大变形和破坏等复杂特性以及复杂环境影响上有许多缺陷。宏微观土力学力图从本质上探求岩土材料复杂宏观特性的微细观机理,建立其多尺度分析理论与方法,解决岩土力学与工程中的疑难与关键问题,从而帮助提高工程设计水平。本文回顾了宏微观土力学近40 a的发展历程,从宏微观土力学的研究方法、理论和应用等方面综述了国内外学者的主要研究成果,包括典型土体的微观特性、微观本构理论、宏微观关联、基于微观机制的宏观本构理论等。研究土体包括陆地上黏土、结构性砂土、黄土、深海能源土和太空土（月壤）。重点阐述了宏微观土力学的重要研究手段之一的离散单元法在模拟陆、海、空疑难岩土力学与工程中的应用与拓展,探讨了宏微观土力学研究所面临的各种挑战和重大机遇。通过系统介绍上述研究成果,勾勒了宏微观土力学的基本框架,以期推动该研究方向的加速发展。     

水利类学科土力学课程综合教学改革研究

针对太原理工大学水利科学与工程学院土力学课程存在偏重课堂理论教学、教学方法单一、实践活动不足等问题,课程组从理论教学、实验教学和课程考核评价等方面提出了适宜于土力学课程的综合教学改革方法,即:开展立体化课堂教学,以加强课程理论学习;创新实验教学和管理体系,以强化实践环节;实行开放型考评体制,以激发学生积极思考、主动学习的积极性等。目前土力学教学改革实施条件基本能够保障,改革已初见成效,在实践中已逐渐形成具有水利类学科特色的土力学课程教学体系。     

评海南学者蒙理明探索新概念土力学

海南学者蒙理明,在《建材世界》期刊共发表论文8篇,进行"非饱和土有效应力的大气张力通用公式与新概念土力学"项目的写作。论文中最具影响力的是,认为"经典有效应力原理"的观点有一部分是不成立的;另一部分可以用新概念来描述,使其更明确和实用。     

土力学课程教学方法改革与实践

土力学是研究土与土体力学性质及其变化规律的一门学科,与其他力学体系相比有其特殊性。文章结合多年教学改革和实践探索,从重视绪论教学,加强教学内容系统性,完善教学方法、讲求艺术性,更新观念、注重能力素质,以及改革教学手段及考核机制等方面介绍了土力学课程教学方法改革的具体做法和体会。     

简讯

<正> （一）第十一届国际土力学和基础工程会议时间:1985年8月11～15日地点:美国旧金山市会议主题范围:1.土力学中土的性质描述和分析方法。主题演讲人C.P.Worth.A.土的性态方面的本构关系。B.数值方法。     

非饱和黄土等效吸力的研究

作为土力学基本框架的重要组成部分,饱和土的强度理论己经基本趋于成熟,而非饱和土在实际工程中分布更为广泛,工程特性更为复杂,但其强度理论尚不完善。在非饱和土力学中,应力理论和强度理论是非饱和土变形稳定性分析的重要基础。非饱和土力学的研究水平目前还未进入实用阶段,主要原因在于吸力量测的困难。鉴于此,提出用等效吸力代替真实吸力的试验方法并进行验证。以常规静三轴试验得到的原状饱和及非饱和黄土的应力–应变曲线为基础,根据在相同σ1-σ3下产生同一轴向应变ε1的变形等效的原则,确定与对应饱和度Sr相当的围压即为等效吸力。建立饱和度与等效吸力之间的非线性关系,并验证该数学公式的正确性。根据试验结果分析含水率对非饱和土抗剪强度的影响,建立非饱和土的实用抗剪强度公式。该研究为非饱和土理论应用于工程实践提供了一种新的实用方法。     

实用主义与土力学

通过对有效应力原理、强度准则、地基沉降计算、本构关系模型、非饱和土以及工程中土的参数等方面的论述,说明了土力学的实用主义特色;指出土作为一种十分复杂的材料,土力学作为一门感性很强的实用的学科,研究者应立足于工程实用,密切结合实际,不惮于亲自参与工程实践,才能认识和理解土力学与土工实践中实用主义的有效性和必要性,才会获得切实的成果,为岩土工程作出贡献。也同时指出了实用主义的局限性,它常常与经验主义为邻,因而土力学的概念和理论是不容忽视的。     

非饱和土本构模型中应力变量选择研究

 应力变量是本构模型的基本要素之一,非饱和土本构模型中应力变量的选择目前仍有较大争议,各模型中应力变量的选择非常混乱,严重阻碍了理论研究的进一步发展。Bishop有效应力或其修正的应力形式,以及新提出的吸应力等,虽然可以较好地表示非饱和土强度,但不能模拟非饱和土浸湿后体积膨胀和坍塌现象。双应力变量目前应用较多,有考虑非饱和土中孔隙水对土体力学性质影响的骨架应力和毛细应力,有用得最多的净应力和吸力,或者两个应力变量一个是应力的函数,另一个是吸力(或饱和度)的函数等多种形式,可以较好地反映非饱和土的强度和变形特性,但目前双应力变量选择有很大的随意性,没有确凿的理论依据。重点指出建立本构模型时土体的应力变量不能随意选用,应满足Houlsby功率方程,同时还要注意与应力变量对应的应变变量的选择。旨在澄清目前的混淆概念,为非饱和土本构模型建立提出合理的应力变量。     

非饱和土有效应力公式验证

非饱和土有效应力原理对于非饱和土力学具有奠基性的意义。虽然现有的非饱和土有效应力公式种类很多,但是同时具有一定理论基础和明确物理意义的非饱和土力有效应力公式并不多,而且其适用性有待进一步的验证。为此,笔者首先简要概述了非饱和土有效应力公式的演化历程,并对几种典型的非饱和土有效应力公式的理论依据及物理意义进行了讨论,通过比较发现,邵龙潭采用连续介质力学理论推导得到的饱和与非饱和土统一的有效应力公式与1996年Vanapalli所提出的半经验公式在形式上相似,但是前者却阐明了非饱和土有效应力的物理意义即不包含孔隙流体压强作用的土骨架应力。将该公式与四参数Van Genuchten模型进行结合分别对膨胀土、粉质粘土、粘质砂土以及灰质粘土4种不同种类的非饱和土的抗剪强度进行了预测。结果表明,在试验精度范围内,理论预测值与试验值吻合较好,从而验证了该公式在试验和工程中具有良好的适用性。     

饱和土体固结压缩和蠕变的热力学本构理论及模型分析

岩土热力学模型（thermodynamic soil model,TSM）是基于颗粒固体的非平衡态热力学理论,建立的一种崭新的描述岩土力学问题的统一理论模型。该模型引入“颗粒熵运动”和“弹性弛豫”,对土体颗粒层次的耗散机制进行了合理地考虑,这些使得模型能够更深入描述土体的变形和能量耗散机理,从而能够在统一理论框架中描述岩土体复杂多变的物理力学行为。基于该理论模型,研究了饱和土体的固结压缩和蠕变问题,分析了加载速率、应力/应变路径和非单调荷载等因素的影响规律。模拟结果表明：模型具有描述复杂条件下的饱和土体的固结压缩和蠕变特性的能力,具有较高的理论和工程应用价值。     

对开口型土力学理论与试验教学方法的再认识

土力学是解决土工问题的基础理论,但是其理论大多来自试验和对工程问题的高度抽象,因此其应用条件的限制较为严格,在解决实际工程问题时,土力学理论往往存在缺陷,这就是土力学理论的开口性。对开口型的土力学理论,除了课堂教学以外,一定要注重试验教学和工程案例教学。通过课程教学经验的总结,结合当前人才培养的需求,对实验室改革、探索性试验组织的方法和工程案例教学的有效途径进行了探讨。     

压实土受力压缩过程中的吸力变化

压实土在岩土工程中被广泛应用。为了确保压实土体的稳定性,需要很好地掌握此类土在水-力耦合作用下的体积变化特性。通常采用有限元分析原理来评估压实土在水-力耦合作用下的压缩特性。目前大多数的有限元模型使用全应力来计算压缩应变,忽略了一个重要的非饱和力学变量,即压缩过程中的吸力变化。本文通过分析压缩试验中压实土吸力的变化来评估总应力假设的可行性,证实土的结构和初始条件对吸力变化的影响,分析可能反映吸力变化的各种指示参数,例如土的先期固结应力σp和饱和度Sτ。