从土力学的定义谈起

2016-12-14 09:24  来源:中国岩土网  阅读:2314
从土力学的定义谈起

从土力学的定义谈起

《中国岩土网》岩土评论是一畦自由与开放的园地,近来在这里我陆续发了一些关于土力学的议论。与浩如烟海的学报、核心期刊、EI与SCI源的期刊相比,这里像是房后的百草园:一些野草奇葩、春蚕秋虫们自由地生存与生长,是一个很有情趣的地方。

我的一些评议东西被《土木工程学报》与《岩土工程学报》主编们发现,认为这种“论道”的文章很有新意,并请我为他们学报写两篇,于是就有了今年7、8月在两本期刊上的两篇文章。但随之各种异议、非议、腹诽也就纷纷而来下。这才使我感到这些东东只适于野地闲园,是不宜登大雅之堂的。这些严肃的学术殿堂是宣扬正能量的地方;是高粱红、稻米香的试验田,是芍药开、牡丹放的御花园,野草是不宜的。

在《岩土工程学报》8期的“焦点论坛”上有我的一篇“论土骨架与渗透力”,此前在岩土网上发过,网友们认为不错,于是鼓起勇气投了出去。本来是按照游戏的风格写的,与严肃的“学术论文”面目迥异;其中也有不少不准、不全与不对之处,被人指出,心服口服。对其中“土力学就是研究土骨架的力学性质及其影响因素的学科”一说,异议颇多。

其实在我国,同一事物的名词术语,定义解释有多种比比皆是。譬如土压实的图片未命名在不同行业、不同规范中可叫压实度、压实系数、压实标准与挤密度;拉丁字母符号表示也有3-4种之多,至于表示形式则有用百分数,也有用小数的。关于土力学科定义在百科、辞海、标准及各种教材中也应有十数、数十种吧。这正如吾皇的后宫不止只有一位皇后一样,至于哪一个会使“从此君王不早朝”,那只能是环肥燕瘦,仁者见山,智者见水了。关于土力学,多一种说法,既不会“回眸一笑百媚生”使“六宫粉黛无颜色”,也绝无武则天争得正宫娘娘以后还要为自己戴上王冠的野心。记得我以前也给了土力学一个定义:“土力学是一门很土的力学”,尽管从未登学报这样的大雅之堂,但也未有见有人来声讨反对,也许本来只笑谈,人们也就笑纳了。

至于为什么要在土力学中标新立异,发出一些不和谐的声音,我想也许是性情使然吧。感到已经活到了这把年纪,又何必人云亦云,跟在前人后面背书呢。因此常常从不同的角度思考,有时会突发奇想,“语不惊人死不休”,以期在土力学这潭百年死水里惹起些许涟漪。

至于说到对上述的土力学的定义,批评意见多是认为土是由固水气三相组成,应作为整体定义。其实我这么讲也是想重新定义“土”,因为土并非地球特有,宇宙中也应到处都有土,它们并非一定三相,黏土可能是地球所特有,因为其风化需要空气与水。十多年前,航天的几个研究所找我研究试验神5,神6的回收,后又研究登月的溅落。后来我的一个学生就一直在研究“月壤”,也见到和评审一些关于月壤的文章,发现他们总是跳不出地球的桎梏。

在地球,表面由于受阳光、空气和水侵蚀,坚硬的岩石风化,变成了土。 可是月球的月壤:(1)由于岩石表面热胀冷缩的幅度比内部大;阳面与阴暗处温差与昼夜温差巨大,这种巨大的温差会引起岩石的破裂;(2)太阳的紫外光、X射线和图片未命名射线的辐射,太阳风以及来自宇宙空间被加速到接近光速的原子核——宇宙线的轰击,(3)行星际空间的尘粒不断地撞击月球,陨星碎块轮番轰击月球表面。因而月壤不会是三相的,并应当没有黏土矿物,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、砾石遍布,没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有尘暴发生。因而火星土是两相的,与地球的戈壁类似,可能是“平沙莽莽黄入天”,或者“一川碎石大如斗,随风满地石乱走”。 而让人十分向往的,寄予无限希望的,幻想可能是“喜看稻粟千重浪”的土星,却没有一点土,是一个气体的星球,表面均为气体,液态氢氦。

也许有人会反驳,现在我们还在地球上,应当关心地球土,应当关心地球上土的工程性质。这当然没有错。但现今与今后人们的认识与视野毕竟是开阔了,已经不是“不知天上宫阙,今夕是何年”的古人。回避土的三相组成,以更具普遍性的,更接近土力学的本质的土骨架定义土力学,不失为一种选择。况且也没有否定其他众多的定义,企图重建土力学的野心。又何必“众女嫉余之蛾眉兮”?况且随着航天与能源的探索,土颗粒可以包括冰雪、固态CO2、甲烷、氨气,甚至氮气、可燃冰的颗粒与碎屑。另一方面,在宇宙的尘埃中,在彗尾中,存在大量的颗粒(有的可能有半个月亮大),它们由于不能相互接触而形成骨架,所以不能称为土。

很想写一本“另类土力学”。其中很多说法与观点与传统有所不同,改变一下思路,哪怕只有一点是对的,也应是允许生存的吧?

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我有话说

全部评论(16)

  • byz690发表于 04月14日 10:29这家伙很懒,没有个性签名!
  • 看这里老师的文章与期刊上李老师的文章浑然不同,有种“学术散文”的感觉,受益匪浅!
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  • denghaifeng发表于 02月20日 16:36这家伙很懒,没有个性签名!
  • 佩服李老师的高瞻远瞩,每次拜读都加深自身对岩土专业的思考!
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  • beak发表于 12月26日 10:43这家伙很懒,没有个性签名!
  • 枯燥的过程中有幽默,有乐趣应更加有意义!
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  • 追风追梦发表于 12月22日 16:43张向文
  • 大师之作,拜读!!!
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  • 21208804发表于 12月18日 22:52天涯海角
  • 说的对,岩土千变万化,而做到精准是不太可能,只能根据实际需要,做出合理判断,会存在什么问题,如何解决,这样才是工程师根本职责。
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  • polangzhe发表于 12月17日 00:21天道酬勤
  • 尊敬的李老师您好! 我有个问题想请教您。在饱和土体渗流固结过程中考虑水头损失吗?能量守恒定律应该都遵守吧,如果考虑水头损失,那么超静孔压在消散过程中由于渗流,导致水头损失,能量越来越小,最后转移到土骨架上的有效应力也变小,那么最后土骨架上的有效应力σ、应该小于外荷载p,但土力学课本上渗流固结 结束后的有效应力σ、=p,我想知道我的理解错在哪里? 另外,在土力学中地下水的渗流中水头损失仅仅是由渗透力的反作用导致的吗?包括水质点之间的内摩擦力转换为热能而引起的水头损失吗? 谢谢李老师!
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  • polangzhe发表于 12月17日 00:11天道酬勤
  • 尊敬的李老师您好! 我有个问题想请教您。在饱和土体渗流固结过程中考虑水头损失吗?能量守恒定律应该都遵守吧,如果考虑水头损失,那么超静孔压在消散过程中由于渗流,导致水头损失,能量越来越小,最后转移到土骨架上的有效应力也变小,那么最后土骨架上的有效应力σ`应该小于外荷载p,但土力学课本上σ`=p,我想知道我的理解错在哪里? 另外,在土力学中地下水的渗流中水头损失仅仅是由渗透力的反作用导致的吗?包括水质点之间的内摩擦力转换为热能而引起的水头损失吗? 谢谢李老师!
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  • xinfuyou发表于 12月16日 23:41岩土夯实基础
  • 李老大师也,我自认为枯燥的岩土,经李老这么一讲茅塞顿开。
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  • 赵升枫发表于 12月16日 11:54这家伙很懒,没有个性签名!
  • 大师之作
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  • yelsh2013发表于 12月16日 09:52提升技术,忠于学术,做一名优秀的岩土工程师~
  • 拜读~
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  • zhouenze发表于 12月16日 08:47厚德可载物,大巧乃不工。
  • 李老师的文章不经意处有着举重若轻的智慧,期待李老师写出更多这类的文章,学生受教
点评:
  • polangzhe发表于 12月15日 21:21天道酬勤
  • 永远支持李老师!
点评:
  • zhouyxcs发表于 12月15日 16:23这家伙很懒,没有个性签名!
  • 感谢李老师
点评:
  • 求实engineer发表于 12月14日 14:41这家伙很懒,没有个性签名!
  • 非常期待李老师的大作,耳熟能详的知识用新的解释阐述是深入理解知识的技巧。
点评:
  • minghuixu发表于 12月14日 12:06这家伙很懒,没有个性签名!
  • 勿用关心他人对自己的看法 其实说的有理自有人跟随
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  • dengshijun发表于 12月14日 11:08这家伙很懒,没有个性签名!
  • 能解释和释怀到如此的境界的教授,想必也没有几个人了吧,让我又一次新的开了眼界了,诚挚的谢谢!
点评:

李广信

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