• 從土力學的定義談起

    2016-12-14 09:24  來源:巖土網  閱讀:6438
    從土力學的定義談起

    從土力學的定義談起

    《中國巖土網》巖土評論是一畦自由與開放的園地,近來在這里我陸續發了一些關于土力學的議論。與浩如煙海的學報、核心期刊、EI與SCI源的期刊相比,這里像是房后的百草園:一些野草奇葩、春蠶秋蟲們自由地生存與生長,是一個很有情趣的地方。

    我的一些評議東西被《土木工程學報》與《巖土工程學報》主編們發現,認為這種“論道”的文章很有新意,并請我為他們學報寫兩篇,于是就有了今年7、8月在兩本期刊上的兩篇文章。但隨之各種異議、非議、腹誹也就紛紛而來下。這才使我感到這些東東只適于野地閑園,是不宜登大雅之堂的。這些嚴肅的學術殿堂是宣揚正能量的地方;是高粱紅、稻米香的試驗田,是芍藥開、牡丹放的御花園,野草是不宜的。

    在《巖土工程學報》8期的“焦點論壇”上有我的一篇“論土骨架與滲透力”,此前在巖土網上發過,網友們認為不錯,于是鼓起勇氣投了出去。本來是按照游戲的風格寫的,與嚴肅的“學術論文”面目迥異;其中也有不少不準、不全與不對之處,被人指出,心服口服。對其中“土力學就是研究土骨架的力學性質及其影響因素的學科”一說,異議頗多。

    其實在我國,同一事物的名詞術語,定義解釋有多種比比皆是。譬如土壓實的圖片未命名在不同行業、不同規范中可叫壓實度、壓實系數、壓實標準與擠密度;拉丁字母符號表示也有3-4種之多,至于表示形式則有用百分數,也有用小數的。關于土力學科定義在百科、辭海、標準及各種教材中也應有十數、數十種吧。這正如吾皇的后宮不止只有一位皇后一樣,至于哪一個會使“從此君王不早朝”,那只能是環肥燕瘦,仁者見山,智者見水了。關于土力學,多一種說法,既不會“回眸一笑百媚生”使“六宮粉黛無顏色”,也絕無武則天爭得正宮娘娘以后還要為自己戴上王冠的野心。記得我以前也給了土力學一個定義:“土力學是一門很土的力學”,盡管從未登學報這樣的大雅之堂,但也未有見有人來聲討反對,也許本來只笑談,人們也就笑納了。

    至于為什么要在土力學中標新立異,發出一些不和諧的聲音,我想也許是性情使然吧。感到已經活到了這把年紀,又何必人云亦云,跟在前人后面背書呢。因此常常從不同的角度思考,有時會突發奇想,“語不驚人死不休”,以期在土力學這潭百年死水里惹起些許漣漪。

    至于說到對上述的土力學的定義,批評意見多是認為土是由固水氣三相組成,應作為整體定義。其實我這么講也是想重新定義“土”,因為土并非地球特有,宇宙中也應到處都有土,它們并非一定三相,黏土可能是地球所特有,因為其風化需要空氣與水。十多年前,航天的幾個研究所找我研究試驗神5,神6的回收,后又研究登月的濺落。后來我的一個學生就一直在研究“月壤”,也見到和評審一些關于月壤的文章,發現他們總是跳不出地球的桎梏。

    在地球,表面由于受陽光、空氣和水侵蝕,堅硬的巖石風化,變成了土。 可是月球的月壤:(1)由于巖石表面熱脹冷縮的幅度比內部大;陽面與陰暗處溫差與晝夜溫差巨大,這種巨大的溫差會引起巖石的破裂;(2)太陽的紫外光、X射線和圖片未命名射線的輻射,太陽風以及來自宇宙空間被加速到接近光速的原子核——宇宙線的轟擊,(3)行星際空間的塵粒不斷地撞擊月球,隕星碎塊輪番轟擊月球表面。因而月壤不會是三相的,并應當沒有黏土礦物,其上重力加速度只有地球的1/6g。 火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布,沒有穩定的液態水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生。因而火星土是兩相的,與地球的戈壁類似,可能是“平沙莽莽黃入天”,或者“一川碎石大如斗,隨風滿地石亂走”。 而讓人十分向往的,寄予無限希望的,幻想可能是“喜看稻粟千重浪”的土星,卻沒有一點土,是一個氣體的星球,表面均為氣體,液態氫氦。

    也許有人會反駁,現在我們還在地球上,應當關心地球土,應當關心地球上土的工程性質。這當然沒有錯。但現今與今后人們的認識與視野畢竟是開闊了,已經不是“不知天上宮闕,今夕是何年”的古人?;乇芡恋娜嘟M成,以更具普遍性的,更接近土力學的本質的土骨架定義土力學,不失為一種選擇。況且也沒有否定其他眾多的定義,企圖重建土力學的野心。又何必“眾女嫉余之蛾眉兮”?況且隨著航天與能源的探索,土顆??梢园ū?、固態CO2、甲烷、氨氣,甚至氮氣、可燃冰的顆粒與碎屑。另一方面,在宇宙的塵埃中,在彗尾中,存在大量的顆粒(有的可能有半個月亮大),它們由于不能相互接觸而形成骨架,所以不能稱為土。

    很想寫一本“另類土力學”。其中很多說法與觀點與傳統有所不同,改變一下思路,哪怕只有一點是對的,也應是允許生存的吧?

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    我有話說

    全部評論(16)

    • byz690發表于 04月14日 10:29這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 看這里老師的文章與期刊上李老師的文章渾然不同,有種“學術散文”的感覺,受益匪淺!
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    • Memory2016發表于 02月20日 16:36這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 佩服李老師的高瞻遠矚,每次拜讀都加深自身對巖土專業的思考!
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    • beak發表于 12月26日 10:43這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 枯燥的過程中有幽默,有樂趣應更加有意義!
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    • 追風追夢發表于 12月22日 16:43張向文
    • 大師之作,拜讀?。?!
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    • 21208804發表于 12月18日 22:52天涯海角
    • 說的對,巖土千變萬化,而做到精準是不太可能,只能根據實際需要,做出合理判斷,會存在什么問題,如何解決,這樣才是工程師根本職責。
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    • polangzhe發表于 12月17日 00:21天道酬勤
    • 尊敬的李老師您好! 我有個問題想請教您。在飽和土體滲流固結過程中考慮水頭損失嗎?能量守恒定律應該都遵守吧,如果考慮水頭損失,那么超靜孔壓在消散過程中由于滲流,導致水頭損失,能量越來越小,最后轉移到土骨架上的有效應力也變小,那么最后土骨架上的有效應力σ、應該小于外荷載p,但土力學課本上滲流固結 結束后的有效應力σ、=p,我想知道我的理解錯在哪里? 另外,在土力學中地下水的滲流中水頭損失僅僅是由滲透力的反作用導致的嗎?包括水質點之間的內摩擦力轉換為熱能而引起的水頭損失嗎? 謝謝李老師!
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    • polangzhe發表于 12月17日 00:11天道酬勤
    • 尊敬的李老師您好! 我有個問題想請教您。在飽和土體滲流固結過程中考慮水頭損失嗎?能量守恒定律應該都遵守吧,如果考慮水頭損失,那么超靜孔壓在消散過程中由于滲流,導致水頭損失,能量越來越小,最后轉移到土骨架上的有效應力也變小,那么最后土骨架上的有效應力σ`應該小于外荷載p,但土力學課本上σ`=p,我想知道我的理解錯在哪里? 另外,在土力學中地下水的滲流中水頭損失僅僅是由滲透力的反作用導致的嗎?包括水質點之間的內摩擦力轉換為熱能而引起的水頭損失嗎? 謝謝李老師!
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    • xinfuyou發表于 12月16日 23:41巖土夯實基礎
    • 李老大師也,我自認為枯燥的巖土,經李老這么一講茅塞頓開。
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    • 趙升楓發表于 12月16日 11:54加我QQ442877591暢聊人生
    • 大師之作
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    • yelsh2013發表于 12月16日 09:52提升技術,忠于學術,做一名優秀的巖土工程師~
    • 拜讀~
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    • zhouenze發表于 12月16日 08:47厚德可載物,大巧乃不工。
    • 李老師的文章不經意處有著舉重若輕的智慧,期待李老師寫出更多這類的文章,學生受教
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    • polangzhe發表于 12月15日 21:21天道酬勤
    • 永遠支持李老師!
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    • zhouyxcs發表于 12月15日 16:23這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 感謝李老師
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    • 求實engineer發表于 12月14日 14:41這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 非常期待李老師的大作,耳熟能詳的知識用新的解釋闡述是深入理解知識的技巧。
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    • minghuixu發表于 12月14日 12:06這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 勿用關心他人對自己的看法 其實說的有理自有人跟隨
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    • dengshijun發表于 12月14日 11:08這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 能解釋和釋懷到如此的境界的教授,想必也沒有幾個人了吧,讓我又一次新的開了眼界了,誠摯的謝謝!
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