本书延续作者亦庄亦谐的写作风格,说古道今,俯仰皆拾,以漫话形式阐述土力学的基本概念、原理与方法,于谈笑间娓娓道来,帮助读者明辨、解惑、释疑。
本书可供从事土力学教学的教师,相关专业本科生、研究生,从事岩土工程专业的相关工程技术人员参考。
网站首页 软件下载 游戏下载 翻译软件 电子书下载 电影下载 电视剧下载 教程攻略
书名 | 漫话土力学 |
分类 | 科学技术-建筑-建筑理论与文化 |
作者 | 李广信 |
出版社 | 人民交通出版社 |
下载 | ![]() |
简介 | 内容推荐 本书延续作者亦庄亦谐的写作风格,说古道今,俯仰皆拾,以漫话形式阐述土力学的基本概念、原理与方法,于谈笑间娓娓道来,帮助读者明辨、解惑、释疑。 本书可供从事土力学教学的教师,相关专业本科生、研究生,从事岩土工程专业的相关工程技术人员参考。 目录 漫话土力学 第1章 土的物理性质及工程分类 1.1 论土 1.2 关于土的对话 1.3 论土力学中的名词术语 1.4 从土力学的定义谈起 1.5 论土骨架 1.6 论粗粒土颗粒的排列 1.7 论土的级配 1.8 论土的工程分类 第2章 土的渗透性和渗流问题 2.1 论静孔压与超静孔压 2.2 论水力坡降 2.3 论达西定律 2.4 论渗透力 2.5 论水压力与浮力 第3章 土体中的应力 3.1 论土力学中的正负号 3.2 论自重应力与附加应力 3.3 论有效应力原理的推导 3.4 论有效应力原理与“加油 第4章 土的变形与地基沉降 4.1 论土的压缩与变形指标 4.2 论附加应力系数与平均附加应力系数 4.3 论沉降的计算 4.4 论渗流固结理论 4.5 论渗流固结中的能量问题 第5章 土的抗剪强度 5.1 论土的摩擦强度 5.2 论土的黏聚强度 5.3 论正常固结土、超固结土和欠固结土 第6章 挡土结构上的土压力 6.1 论主动土压力与被动土压力 6.2 论水土压力的计算 第7章 土坡稳定分析 7.1 论土体的抗滑稳定与渗透稳定 7.2 论土力学中虚拟的量 7.3 论最小安全系数的搜索 第8章 地基承载力 8.1 论安全系数及荷载与抗力 8.2 论复合地基中的发挥系数 规范讨论 关于《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)的讨论 对与基坑工程有关的一些规范的讨论(1)——强度指标 对与基坑工程有关的一些规范的讨论(2)——应力路径 对与基坑工程有关的一些规范的讨论(3)——稳定分析 对与基坑工程有关的一些规范的讨论(4)——荷载与抗力 对与基坑工程有关的一些规范的讨论(5)——渗透变形与总结 杭州地铁1号线湘湖站基坑事故的再分析 莫把简单问题复杂化 岩土注册考试命题与考题 我和岩土注册考试命题组 《考题十讲》前言 《考题十讲》第二版前言 一道错了三处的考题 隔山打牛的挡土墙 两道考题趣谈 一道大家都错了的考题 昏题八则 一道被投诉的考题 与水有关的岩土稳定问题 关于2016年注册考试的两道考题的质疑 2017年注册考试三道考题的分析 岩土杂谈 我的土力学生涯 圆 《岩土工程典型案例述评》读后 试验与思考 教育与培养 十年之一剑 《岩坛》卷首语 我国加筋土的历史 关于良渚古城水利工程的质疑 岩坛六误 序言 这是一些各自独立的文章,多是以土力学中的某一原 理或概念为题,漫话开来。然后按传统的土力学教材的次 序分章组合,名曰《漫话土力学》,以与《岩坛漫话》相 呼应。因为是漫话,突发奇想,信马由缰,有话则长,无 话则短,故而没有土力学教材那样的连续性、系统性和规 范化。自《岩土工程界》期刊夭折以后,再无可漫话岩土 工程的平台,承蒙中国岩土网设置了一个岩土评论的栏目 ,开辟一畦自由与开放的园地。与浩如烟海的学报、核心 期刊、EI和SCI源的期刊相比,这里更像是房后的百草园: 一些闲花野草、春鸟秋虫们自生自长,充满了生机与情趣 。文章既不需审稿,也不必缴纳高额的版面费,像我这样 的已无需用EI和SCI论文混饭吃的闲人,有这么一个说话的 地方就很知足了。于是一年多来发了不少关于土力学的议 论,题目一律题为“论×××”。说到“论”就很令人肃 然起敬,似乎《资本论》、《相对论》这样的由巨匠泰斗 们制作的恢宏巨著才可谓之“论”。后来查了字典,似乎 “论”也非巨人们专用,闲人们也可论,如讨论、议论、 杂论、刍论以致谬论,于是就放心地论了下来。 这些文章往往以土力学的名词概念入题,兴之所至, 古今中外,海阔天空,洋洋洒洒,恣意纵横。有时下笔千 言,离题万里,纵使不知土力学为何物者,也可读下去, 据说还看懂了,可见它对于普及土力学功莫大焉。有的文 章虽不甚轻松,略显艰深枯涩,但也还是言之有物,不至 于面目可憎。至于为什么要培育出这么一些“奇花异草” ,弄出一些与经典土力学不甚相同的想法、说法与写法, 这也算是一种探索吧。本人从小就颇具探索精神,现在已 经活到了这把年纪,更不想人云亦云,跟在前人后面背书 。因此,常常从不同的角度思考土力学中的理论与概念, 进行一些探索,以期在土力学这潭百年死水里惹起些许涟 漪。 学术文章通常以论“术”为主,聚全力于本学科的一 角一隅,杂以一大串公式和洋文,看起来学术水平很高, 但也有些是蒙人的。而以更广阔的高度和视野,作整体的 、宏观的、综合的认识和论述,融会贯通,比喻联想,旁 征博引,褒贬评述,天文地理、国家社会、人文历史、世 间万物,以事物的共性进行联想式的思维与论述,即所谓 论“道”。人同此情,物同此理,世间万物本具有共同的 规律,是为“道”。在土力学中,这样想法和写法与土的 材料特性及土力学的学科特点有关。与经典的力学相比, 土力学具有更深刻的社会性、人文性和哲学内涵。《易传 》中有“地势坤,君子以厚德载物”,《五行》中有“土 爰稼穑”。恩格斯在《自然辩证法》中关于世界的本源写 道:“亚里士多德已经说过‘这些较早的哲学家都设想原 初本质是某种物质:空气和水;后来赫拉克利特设想是火 ,但是没有一个人设想是土,因为它的组成太复杂’”。 可见土与人类间的密切关系以及它的社会属性与哲学属性 。 土力学虽然跻身于力学,但由于材料的特殊性和工程 问题的复杂性,不可能仅靠经典的力学理论来解决土力学 的工程问题,土力学学科也不会是某位数力理论高深的学 者所能创立的。太沙基(Terzaghi)本人就是一位工程师 。他从工程实践出发,提炼出一系列实用性很强的理论与 方法,往往伴随以很多假设与近似。他在力学的框架下考 虑和解决土力学问题时总是尽量趋于实用化,而并不十分 追求理论的严密性。即使在其《理论土力学》(Theory Soil Mechanics)中,亦鲜见深奥的理论及严密的数理推 导。在其《实用土力学》(Soil Mechanics in Engineering Practice)一书中,对于著名的有效应力原 理,他写道:“虽然对于这一公式(σ=σ'-u)还没有建 立起理论的基础,但其极好的经验验证,可以无需再对颗 粒间的相互作用作定量的探知。”(Fortunately, although no theoretical basis for Eq.15.2 has been found, its empirical basis is so well established that a quantitative knowledge of the interparticle reactions is not needed)。从此可以 看出土力学实用主义的倾向,也表明了土力学的学科特点 。实践是检验真理的唯一标准,大量的试验结果和工程实 践已经证明了有效应力原理的正确性。该原理不是从复杂 的微分方程推导而来,也不是从颗粒间相互作用的定量关 系计算得来的。对颗粒定量的相互作用关系分析,也是在 近些年通过DDA(非连续变形计算)和DEM(离散元法)等 才完成的,这种证明对于有效应力原理只是锦上添花而已 。面对土这种性质复杂、影响因素多样的天然材料,实用 主义成为土力学的学科特点及解决工程问题有效的工作方 法。土力学充满了感性,它源于现实,贴近生活,关联于 社会,相通于历史。如将土力学移进书斋,搬进象牙塔, 养在深闺,那就不会有活的土力学了。有人嘲笑土力学的 经验性,诟病土力学的不精准,批判土力学的不严密,实 际上是没有了解其学科特点。 这本书的主要部分即是“土力学漫话”,另外还有近 年来的几篇对于某些岩土规范的讨论文章,也有近年来对 一些注册岩土工程师考试考题的分析,还有一些相关的杂 文。其共同点就在于强调与分析土力学中的概念。有些年 轻教师和长期从事岩土工程的技术人员,可能是被庸师和 劣质教材所误导,将土力学学“夹生”了,理论概念混乱 。荀子曰“天行有常,不为尧存,不为桀亡。应之以治则 吉,应之以乱则凶。”这是一个唯物主义的命题:大自然 是有其规律的,工程失败了,是由于你“应之以乱”,概 念错误,违背了自然规律而必定要受到惩罚。土力学极少 有深奥的理论与繁复的数学公式,精确对于土力学来讲似 乎是奢侈品。在土力学中,数值的准确是不可求的,概念 的准确却是不可缺的。所谓概念,是对事物本质的认识、 理解、感悟与理性的经验。概念不是想当然的主观的臆想 ,也不是狭义的经验。概念是反映事物本质的,是对具有 普适性的客观现实与规律的认识。 另外,土力学既然称为力学,就应遵循力学的游戏规 则。在土力学中,一些名词术语、正负号以及理论公式确 有欠严密的地方,存在实用主义的随意性,甚至有的违反 基本的物理定律。一些教材、论文与专著中也往往存在一 些低级的错误,常为经典力学的专家所批评,这是应当注 意与纠正的。 本书的大部分文章都曾在中国岩土网上发过,对于网 友们的批评指正,相应地作了一些改正,也拓宽和加深了 文章的内容,在这里对他们表示深深地谢意。另一方面, 闲花野草一旦被移栽到园圃花畦,难免会被修理剪裁,就 会少了一些闲情野趣。本来著书耻为稻粱谋,未免会有些 缺憾。尽管在这里分章组成了一书,其实这些文章是相互 独立的,即选择一个题目,兴之所至,恣意发挥,所以笔 误、口误及资料与概念不确之处在所难免,乞不吝指正。 其中的讨论评议,唇枪舌剑,有意偏颇,无意伤人之处, 敬请海涵。 李广信 2018年12月 导语 这是一些各自独立的文章,多是以土力学中的某一原理或概念为题,漫话开来。 本书的主要部分即是“土力学漫话”,另外还有近年来的几篇对于某些岩土规范的讨论文章,也有近年来对一些注册岩土工程师考试考题的分析,还有一些相关的杂文。 精彩页 第1章 土的物理性质及工程分类 1.1 论土 土是由岩石风化后的碎散颗粒形成骨架形式的集合体。它是古人类最早接触的天然的材料、资源与武器,人类与万物生发于土,归藏于土。人们在无垠的大地上耕耘营造,繁衍生息,并逐步向具有广袤深厚土层的名川大河中下游集聚繁衍,建造了宏伟的楼堂殿宇,大坝长堤,千里运河,万里长城,创造了一个个璀璨夺目的古代与现代文明。 值得注意的是,各个古文明都有一个共同的传说,那就是说人是由土做成的。《圣经》里说,人是用尘土做成的;在古希腊传说里,是普罗米修斯用黏土按照自己的身体造出了人类,并且盗火种给人类;古代中国人认为是女娲用黄泥揉团做出人,“抟黄土作人”可能是人类史上制陶技术在神话中的投影。希伯来民族认为,耶和华按照自己的形象,用泥土捏了一个男人,并向泥人的鼻子里吹了口仙气,那个泥人瞬间变成了活人;而玛雅人认为,造物主特帕和古库马茨用泥土造了一个人;在阿拉伯的神话里上帝派阿兹列来创造人,他取了一些泥土来到阿拉比亚,然后造成了一个人形,过了40天,当泥人变干以后,上帝给了他们生命,并赋予他们理性的灵魂;北美洲亚利桑那州的皮马人认为,大地之主创造了世界上的一切又造了一个漂亮的泥像,并称这个泥像为人;在非洲白尼罗河生活的希卢克人的神话说中,创世者乔奥克决定创造人类,他拿起一块泥土,对自己说:“我将造人”;婆罗洲的达雅克人传说萨拉潘代造了个泥人,泥人极有灵性,一造好就开口说话;在澳大利亚,传说创世者庞德一杰尔用他的一把大刀割下三大块树皮,在一块上面放了些泥土,用他的刀把泥调好,然后他把一部分泥放到另一块树皮上面,造成一个人形。 恩格斯在《自然辩证法》一书中指出:“他们求助于上帝创造万物,当时他们不得不假定,一切机体,甚至最复杂的机体,都是从无生命的物质通过原初发生而产生的。”我国古老的《易经》,将世界分为阴阳五行,“一曰金,二曰木,三曰水,四曰火,五曰土;水曰润下,火曰炎上,木曰曲直,金曰从革,土爰稼穑”。这样,土成为原初本质物质之一。 土是人们最熟悉的东西,在路边工地抓起一把砂石料,可见碎散的砂、石颗粒,所谓“一盘散沙”就是指这种东西。挖起一小块湿润的黏土,发现它可切可塑;待其变干变硬之后,也可以用手捻成粉末,在显微镜下可以见到片状的颗粒。从而可知,所有土都是由碎散的颗粒组成的,颗粒间有明显的孔隙。 在寸草不生的沙漠,砂土是干燥的;在芳草萋萋的绿地,土是湿润的;在苇蒲猎猎的沼泽,土是饱和的泥炭。因而土可以是无水、含水或饱水的,孔隙中未充水的部分是气体。由此可见,土可以有固体颗粒、土中水和气体这三相。 土是自然中岩石风化后的产物,提起土,每个人的头脑中可能会出现完全不同的形象:戈壁滩“一川碎石大如斗,随风满地石乱走”的是土;沙漠中“平沙莽莽黄入天”的是土;沃野里“喜看稻黍千重浪”之下的是土;江南的春燕“衔泥巢君屋”的淤泥也是土。作为大自然的杰作,土真是千姿百态,气象万千。很难界定一种“标准土”或者抽象的土,这远非以前经典力学中抽象的质点、刚体或者连续弹性介质那么简单。土的种类之繁多,性质之复杂,对环境影响之敏感,是这门力学难以掌握的主要原因。 土是碎散的、三相的与天然的。由于其碎散,颗粒间没有连接或只有很弱的连接,所以土的强度主要是颗粒间摩擦产生的抗剪强度;碎散的颗粒会在压力下相互移动靠近,占很大比例的孔隙会缩小,孔隙中的水与气会排出,因而土的变形,特别是其体应变可以是很大的;土中水在势差作用下流动,土中水的运动是地球水循环的重要一环,也与很多自然灾害、工程事故密切相关。所以,土的工程问题基本可归因于土的强度、变形和土中水的渗流。 上海闵行区某高楼于2009年建成后只来得及向周围匆匆张望了一下,就“前扑倒地而亡”,如图1所示。图2是2000年发生在西藏易贡的大滑坡,滑坡体高差3330m,总方量近3亿m3,它截断易贡河,形成坝高290m、库容15亿m3的堰塞湖。造成这些惊心动魄的事故与灾害缘于土的强度问题。 P3-4 |
随便看 |
|
霍普软件下载网电子书栏目提供海量电子书在线免费阅读及下载。